Kuva: Don Davis

Asteroidien alkuperä: vain muutama isompi kappale

Suurin osa asteroideista ja meteoriiteista on peräisin vain kourallisesta muinoin hajonneita kappaleita, osoittaa tuore tutkimus. Löytö voi auttaa tunnistamaan uhkaavien asteroidien luonteen pelkän radan ja koon perusteella.

Aurinkokunnasta on tähän mennessä löydetty ja nimetty vajaa miljoona erilaista kappaletta. Suuri osa niistä on Marsin ja Jupiterin välisellä asteroidivyöhykkeellä kiertäviä asteroideja.

Lähes 150 000 asteroidia kuuluu "perheisiin", jonka jäsenillä on samankaltaiset radat ja (pinta)koostumus. Perheitä tunnetaan runsaat 120 kappaletta, ja niissä on jäseniä aina muutamasta lähes pariinkymmeneentuhanteen. Kunkin perheen alkuperänä on ollut yksi suurempi "esiäitinä" toiminut ja sittemmin hajonnut emokappale. Osa perheistä on vain muutamia miljoonia vuosia vanhoja.

Asteroidivyöhykkeellä kiertää kuitenkin vieläkin enemmän "perheettömiä" asteroideja, joiden alkuperä on askarruttanut tutkijoita pitkään. On ollut epäselvää, ovatko ne todella syntyneet yksinään, vai ovatko ne osia suuremmista perheistä. Kaoottinen törmäysten ja vuorovaikutusten sarja on häivyttänyt niiden historian hyvin.


Juttu jatkuu mainoksen jälkeen

Tuore tutkimus osoittaa, että "perheettömät" asteroidit eivät todennäköisesti olekaan orpoja, vaan niistä vähintään 85 % kuuluu viiteen jo tunnettuun perheeseen (Flora-, Vesta-, Nysa-, Polana- ja Eulalia-ryhmät). Loppujen alkuperä taas lienee muutamassa "haamuperheessä", joista ei ole enää selviä merkkejä. Tutkimus julkaistiin vastikään Nature Astronomy -lehdessä.

Tutkijat päätyivät tulokseen tarkastelemalla asteroidien ominaisuuksia uudella tavalla. He perehtyivät asteroidivyöhykkeen sisäosissa (2,1 - 2,5 astronomisen yksikön päässä Auringosta) kiertävien noin 200 000 asteroidin kokoihin ja ratoihin. Osoittautui, että mitä suurempi asteroidi on, sitä elliptisempi sen kiertorata on, ja sitä pienempi kallistus sen radalla on planeettojen ratatasoon verrattuna. Sama pätee myös asteroidiperheisiin - joista jokaisen voi myös tunnistaa näiden ominaisuuksien perusteella. Tutkimuksessa pystyttiin myös toteamaan jo alueelta tunnettujen 20 perheen keskinäiset sukulaisuudet.

Tutkijoiden mukaan ylivoimaisesti suurin osa "perheettömiltä" vaikuttavista asteroideista siis onkin vain maailmalle ajautuneita tai ajettuja "tuhlaajapoikia". Aiemmin niiden alkuperää ei ole tunnistettu, koska kaoottisesti pakkaa sekoittaneet törmäykset ja uudet hajoamiset ovat hajaannuttaneet perheiden jäseniä niin mittavasti.

Z. .Knezevic & A. Milani, 2005
96944 asteroidin radan eksentrisyys (eP) vs. inklinaatio (iP). Asteroidiperheet erottuvat tihentyminä. (Z. Knezevic & A. Milani, 2005)

Ainakin sisemmän asteroidivyöhykkeen alkuperä vaikuttaa siis olevan vain kourallisessa Aurinkokunnan alkuaikoina kokoon kyhäytyneessä suurehkossa "esiäidissä". Niiden hajotessa perheet lähtivät levittäytymään ja täyttämään seutua.

"En yllättyisi, vaikka lopulta pystyisimme jäljittämään kaikkien asteroidien alkuperät vain hyvin pieneen emokappaleiden joukkoon", kertoo tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja, emeritusprofessori Stanley Dermott Floridan yliopistosta:

Jos tulkinta osoittautuu oikeaksi, vaikutukset ovat suuret.

Tällöin olisi yhä ilmeisempää, että asteroidit tai oikeammin niiden emokappaleet syntyivät suurina ja protoplanetaarisen kiekon romahtaessa. Useat viimeaikaiset tutkimukset ovat vihjanneet juuri tähän suuntaan, mutta täyttä varmuutta asiasta ei ole ollut.

Samalla varmistuisi, että maahan pudonneet meteoriitit - asteroidien palaset - tulevat alunperin näistä suuremmista emokappaleista, ja moninaiset meteoriittiryhmät voitaisin ehkä lopulta yhdistää. Kenties meteoriittien jaottelu uudistuu jossain vaiheessa kuvaamaan emokappaletta, aluetta emokappaleen sisällä josta meteoriitti on peräisin, sekä kehitysvaihetta jossa kyseinen palanen on irronnut tuolta alueelta emostaan.

Löytö vaikuttanee myös tulevilta asteroiditörmäyksiltä suojautumiseen. Törmäävän asteroidin radan selvittyä pystyttäisiin päättelemään sen todennäköinen koostumus. Näin voitaisiin valita sopivin lähestymistapa törmäysuhan minimoimiseksi. Tiivis rauta-asteroidi kun vaatii erilaiset toimenpiteet kuin vaikkapa harvempi, lähinnä kivimurskasta koostuva kappale.

"Jos joku näistä joskus tulee kohti Maata ja haluamme poikkeuttaa sen rataa, meidän täytyy tietää mistä se on tehty", kuvailee Dermott.

Stanley Dermott tunnetaan myös empiirisen Dermottin lain keksijänä. Se osoittaa jättiläisplaneettojen suurten kuiden noudattavan tiettyä kaavaa. Se muistuttaa hyvin paljon planeettojen etäisyyksiä kuvaavaa Titus-Boden lakia.

Vaikka juuri julkaistu tutkimus vaikuttaakin luotettavalta, asia vaatii lisäselvityksiä. Asteroidiperheen jäsenet vaikuttavat olevan (ainakin pinnaltaan) keskenään jokseenkin samanlaista homogeenista ja differentioitumatonta materiaalia. Voivatko nykyisin niin moninaiset meteoriittityypit sittenkään olla peräisin vain muutamasta kappaleesta? Entäpä mistä emokappaleet aluperin hajoittaneet kappaleet tulivat - Aurinkokunnan ulko-osista, tai kenties jopa kauempaa?

Lähteet: Dermott ja kumpp.: "The common origin of family and non-family asteroids" (Nature Astronomy, 2018, maksumuurin takana); Novaković: "Tracing escapees from collisional families" (Nature Astronomy, 2018, maksumuurin takana); Floridan yliopiston tiedote; Morbidelli ja kumpp.: The Dynamical Evolution of the Asteroid Belt" (arXiv, 2015); Nesvorny, Broz & Carruba: Identification and Dynamical Properties of Asteroid Families (arXiv, 2016).

Otsikkokuva: Don Davis



Juttuja samasta aiheesta