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Nuove immagini spaziali dell’asteroide Kleopatra

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Nuove immagini spaziali dell'asteroide Kleopatra

Lo strumento Sphere del Very Large Telescope dell’Eso, in Cile, ha prodotto le migliori immagini mai ottenute fino a oggi del peculiare asteroide 216 Kleopatra

Utilizzando il Vlt (Very Large Telescope) dell’Eso (l’Osservatorio Europeo Australe), un gruppo di astronomi ha ottenuto le immagini finora più nitide e dettagliate dell’asteroide Kleopatra. Le osservazioni hanno permesso di definire la forma 3D e la massa di questo particolare asteroide, che assomiglia a un osso per cani, con una precisione mai vista prima. La ricerca fornisce indizi su come si sono formati questo asteroide e le due lune che orbitano intorno a esso.

«Kleopatra è un corpo davvero unico nel Sistema solare», dice Franck Marchis, astronomo del Seti Institute di Mountain View, negli Usa, e del Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, in Francia, che ha condotto uno studio – pubblicato oggi su Astronomy & Astrophysics – sull’asteroide, che ha almeno due lune e una forma insolita. «La scienza fa molti progressi grazie allo studio di strani oggetti anomali. Penso che Kleopatra sia uno di questi e che la comprensione di questo complesso sistema asteroidale multiplo possa aiutarci a saperne di più sul Sistema solare».

Kleopatra orbita intorno al Sole nella fascia degli asteroidi, tra Marte e Giove. Gli astronomi lo hanno definito un “asteroide a forma di osso per i cani” da quando le osservazioni radar di circa 20 anni fa hanno rivelato che ha due lobi collegati da uno spesso “collo”. Nel 2008, Marchis e i suoi colleghi hanno scoperto che intorno a Kleopatra orbitano due lune, chiamate AlexHelios e CleoSelene, in onore dei figli della regina egiziana.

Per conoscere meglio Kleopatra, Marchis e il suo gruppo di lavoro hanno utilizzato istantanee dell’asteroide scattate in momenti diversi tra il 2017 e il 2019 con lo strumento Sphere (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) installato sul Vlt dell’Eso. Poiché l’asteroide ruota, è possibile osservarlo da diverse angolazioni, e di conseguenza produrre i modelli 3D della sua forma più accurati fino a oggi. Gli scienziati hanno definito la forma a osso per cani dell’asteroide e il suo volume, trovando che uno dei lobi è più grande dell’altro, e hanno determinato che la lunghezza dell’asteroide è di circa 270 chilometri, più o meno la distanza in linea d’aria fra Torino e Livorno.

In un secondo studio, anch’esso pubblicato su Astronomy & Astrophysics e condotto da Miroslav Brož dell’Università Carolina di Praga (Repubblica Ceca), il gruppo ha descritto l’uso delle osservazioni di Sphere per trovare le orbite corrette delle due lune di Kleopatra. Studi precedenti avevano stimato le orbite, ma le nuove osservazioni con il Vlt hanno mostrato che le lune non si trovavano dove i vecchi dati avevano previsto che fossero.

«Questa incongruenza doveva essere risolta», spiega Brož, «perché se le orbite delle lune erano sbagliate, tutto era sbagliato, inclusa la massa di Kleopatra». Grazie alle nuove osservazioni e alla modellazione sofisticata, il gruppo è riuscito a descrivere con precisione come la gravità di Kleopatra influenzi i moti delle lune e a determinare le complesse orbite di AlexHelios e CleoSelene. Hanno potuto quindi calcolare la massa dell’asteroide, trovandola inferiore del 35 per cento rispetto alle stime precedenti.

Combinando le nuove stime di volume e massa, gli astronomi hanno quindi calcolato un nuovo valore di densità dell’asteroide, che, pari a meno della metà della densità del ferro, si è rivelata inferiore a quanto si pensasse in precedenza: non 4,5 bensì 3,4 grammi per centimetro cubo. La bassa densità di Kleopatra, che si ritiene abbia una composizione metallica, suggerisce che abbia una struttura porosa e che possa essere poco più di un “cumulo di pietrisco”. Ciò significa che probabilmente si è formato da materiale che si è riaccumulato a seguito di un impatto gigantesco.

La struttura a cumulo di pietrisco di Kleopatra e il modo in cui ruota danno anche indicazioni su come potrebbero essersi formate le due lune. L’asteroide ruota quasi alla velocità critica, la velocità al di sopra della quale inizierebbe a sfaldarsi, e anche piccoli impatti potrebbero rimuovere dei sassi dalla superficie. Marchis e il suo gruppo credono che quei sassi possano aver formato AlexHelios e CleoSelene, il che significa che Kleopatra ha davvero dato vita alle proprie lune.

Le nuove immagini di Kleopatra e le intuizioni che forniscono sono possibili solo grazie a uno dei sistemi avanzati di ottica adattiva in uso sul Vlt dell’Eso, che si trova nel deserto di Atacama, in Cile. L’ottica adattiva aiuta a correggere le distorsioni causate dall’atmosfera terrestre che fanno apparire sfocati gli oggetti, lo stesso effetto che fa scintillare le stelle viste dalla Terra. Grazie a tali correzioni, Sphere è stato in grado di osservare Kleopatra – che si trova a 200 milioni di chilometri dalla Terra nel punto più vicino dell’orbita – anche se la sua dimensione apparente nel cielo è equivalente a quella di una pallina da golf a circa 40 chilometri di distanza.

Fonte: comunicato stampa Eso

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