Miksi asteroidi hajosi yllättäen?

To, 03/06/2014 - 19:52 By Jari Mäkinen
Hubble-avaruusteleskoopin ottamat kuvat hajonneesta asteroidista

Aina silloin tällöin käy niin, että löyhästi koossa olevat komeetat hajoavat ohittaessaan Auringon hyvin läheltä, aivan kuten viime joulukuussa komeaksi komeetaksi taivaalle toivotulle ISON-komeetalle kävi. Auringon suuri vetovoima ja kuumennus rikkoivat sen osiin, eikä siitä saatu vuosisadan komeettaa.

Mutta koskaan aikaisemmin ei ole havaittu kaukana Auringosta olevan asteroidin menevän palasiksi samaan tapaan kuin nyt on nähty. Asteroidivyöhykkeellä oleva P/2013 R3 on rikkoontunut täysin vain muutaman kuukauden kuluessa.

Taivasta automaattisesti kuvaavat ja sieltä omituisia kohteita etsivät robottiteleskoopit Catalina Sky Survey ja Pan-STARRS havaitsivat tämän asteroidin 15. syyskuuta viime vuonna. Se sai nimen P/2013 R3 ja jo tuolloin se näytti kummalliselta, usvan ympäröimältä kohteelta. Sitä kuvattiin tarkemmin lokakuun ensimmäisenä päivänä Havaijilla Mauna Kea -vuoren huipulla sijaitsevalla suurella Keck-teleskoopilla, ja se paljastui moneksi muodostelmassa radallaan kulkevaksi kappaleeksi, jotka olivat sumumaisen pilven sisällä. Kokonaisuudessaan kappaleet ja pilven tiheä osa olivat kooltaan maapallon luokkaa.

Sen jälkeen tätä jännittävää asteroidia kuvattiin Hubblen avaruusteleskoopilla. Nyt selvisi, että kappaleita oli kaikkiaan kymmenen ja niillä oli kaikilla irti päässeestä pinta-aineesta syntyneet komeettamaiset pyrstöt. Neljä suurinta kappaletta olivat noin 200 metriä halkaisijaltaan, eli ne eivät olleet mitenkään valtavia kappaleita.

Kun niitä seurattiin, selvisi että kappaleet erkaantuivat noin 1,5 kilometrin tuntinopeudella. Samalla kun kappaleet liikkuivat poispäin toisistaan, uusia pienempiä osia ilmestyi näkyviin. Niillä kaikilla oli omat hennot sumuvaippansa.

Miksi se hajosi?

Asteroidia tarkkailleet tähtitieteilijät pohtivat erilaisia syitä hajoamiseen. Ensimmäinen ajatus on luonnollisesti törmäys toisen asteroidin kanssa, mutta se on tässä tapauksessa hyvin epätodennäköinen, koska silloin koko tapahtumaketju olisi nopeampi ja törmäyksessä ympäriinsä singonneet kappaleet liikkuisivat eri tavalla.

On myös epätodennäköistä, että pikkuplaneetta hajoasi Auringon aiheuttaman kuumennuksen ja sen sisällä olevien höyrystyvien aineiden pakenemisen vuoksi. P/2013 R3 on ollut todennäköisesti hyvin pitkään kaukana Auringosta, noin 480 miljoonan kilometrin päässä siitä, minkä vuoksi se on itse asiassa varsin kylmä kappale.

Sen sijaan Auringon valo voi saada asteroidin vähitellen pyörimään hyvin hitaasti kiihtyvällä nopeudella. Niin sanottu YORP-efekti (keksijöidensä Jarkovskin (englanniksi Yarkovsky), O'Keefen, Radzievskin ja Paddackin mukaan) saa epäsäännöllisen muotoisessa kohteessa aikaan pienen epätasapainon sen pintaan osuvan ja siitä ulospäin säteilevän energian määrässä, jolloin tämä eri voimalla eri puolilla tapahtuva säteily saa kappaleen pyörimään vähän kuin hyvin heikkotehoinen tiettyyn suuntaan puhaltava rakettimoottori.

Vaikka pyörimisnopeus kasvaa erittäin hitaasti, se saavuttaa jossain vaiheessa tason, jolloin kappale rikkoutuu keskihakuisvoiman (siis niin sanotun keskipakovoiman) vuoksi. Jos kappale on sisältään vielä halkeillut tai jo valmiiksi aikanaan muodostunut monista kappaleista löyhästi yhteen liittymällä, tapahtuu rikkoutuminen varsin hitaan pyörimisen voimasta.

Todennäköisesti P/2013 R3 on ollut tällainen heikosti kasassa pysynyt asteroidi. Joko se on syntynyt sellaisena tai siihen on törmäillyt ajan kuluessa toisia kappaleita ja se on lopulta ollut vain kasa kiviä. Jäänteiden massaksi arvioidaan noin 200 000 tonnia ja ne tulevat leviämää ajan myötä avaruuteen meteoroideiksi.

Eräs tutkijoista, Jessica Agarwal Max Planck -instituutin aurinkokuntatutkimuksen osastolta kertoo, että vastaavanlaisia asteroideja on nyttemmin löytynyt lisää. "Esimerkiksi P/2013 P5 on aktiivinen asteroidi, jolla on kuusi pyrstöä. Nähtävästi Aurinko pystyy rikkomaan näitä aurinkokunnan pienkappaleita myös pelkästään valollaan."

Asteroidin hajoamisesta kertova tutkimus Disintegrating Asteroid P/2013 R3 julkaistiin tänään 6. maaliskuuta Astrophysical Journal Letters -julkaisussa.