617 Patroclus – jäinen troijalainen kaksoispienplaneetta selitetty
617 Patroclus — selitys jäisestä troijalaisesta kaksoispienplaneetasta: löytö, rakenne ja todisteet jäisestä koostumuksesta Jupiterin radalla.
617 Patroclus (pə-troe'-kləs, englanninkielinen ääntäminen: /pəˈtroʊkləs/) on kaksoispienplaneetta, joka koostuu kahdesta samankokoisesta kohteesta, jotka kiertävät yhteistä painopistettään. Se on troijalainen, joka jakaa kiertoradan Jupiterin kanssa. August Kopff löysi sen vuonna 1907, ja se oli toinen Troijan asteroidi, joka löydettiin. Viimeaikaiset todisteet viittaavat siihen, että kohteet ovat pikemminkin jäisiä komeettoja kuin kivisiä asteroideja.
Perustiedot
Patroclus on yksi Jupiterin Troijalaisista ja kuuluu sellaisiin kohteisiin, jotka sijaitsevat Jupiterin Lagrangen pisteiden lähellä. Se on erityisen mielenkiintoinen, koska se ei ole tavallinen yksittäinen kiviainesta koostuva pienplaneetta vaan kaksiosainen järjestelmä: kaksi lähes saman kokoista kappaletta kiertää toisiaan ja yhteistä painopistettä. Pienempää parin osista nimitetään usein Menoetiukseksi (kumppani on rekisteröity erikseen nimellä Menoetius).
Kaksoisjärjestelmän ominaisuudet
Kohteiden koot ovat kummankin osalta luokkaa muutamia satoja kilometrejä tai noin sata kilometriä — ne ovat siis huomattavasti suurempia kuin tyypilliset pienet komeetat mutta pienempiä kuin planeetat. Parin välinen etäisyys on muutamien satojen kilometrien luokkaa ja niiden kiertoaika toisiaan ympäri on noin 4,3 vuorokautta. Tällainen yhteinen kierto antaa tutkijoille mahdollisuuden määrittää järjestelmän massan ja siten kunkin osan keskimääräisen tiheyden.
Koostumus ja tiheys
Mittaukset ovat osoittaneet, että Patrocluksen parin keskimääräinen tiheys on erittäin matala verrattuna tavallisiin kivisiin asteroideihin. Arviot osoittavat tiheyden olevan alle 1 g/cm³ (noin 0,8 g/cm³), mikä tukee käsitystä, että kohteet sisältävät runsaasti vettä ja jäätä sekä mahdollisesti orgaanista ainetta ja paljon huokoisuutta. Tämän perusteella tutkijat pitävät todennäköisenä, että Patroclus ja sen kumppani muistuttavat enemmän jääpitoisia komeettoja kuin perinteisiä kivisiä asteroideja.
Tutkimushistoria ja havainnot
Patroclus löydettiin vuonna 1907, mutta sen kaksoisluonne paljastui vasta paljon myöhemmin tarkempien havaintojen avulla. Havaintoja on tehty niin valovoimaisilla telescopilla, adaptiivisen optiikan avulla, kuin tähdenpeittohavaintojen (okkultaatioiden) kautta. Näiden menetelmien yhdistäminen on mahdollistanut parin keskinäisen radan, etäisyyden ja massan tarkan määrittämisen.
Tulevat tutkimukset
Patroclus on myös merkittävä tulevien avaruusmissioiden kohde: sen kaltaiset troijalaiset tarjoavat ainutlaatuisen näkymän aurinkokunnan varhaisiin olosuhteisiin ja siihen, miten jäiset kappaleet ovat mahdollisesti muuttaneet koko järjestelmän kehitystä. Esimerkiksi NASA:n Lucy-luotain sisältää kylmäkaukaisten kohteiden tutkimusta koskevia suunnitelmia, ja Patrocluksen tyyppisten troijalaisten lähempi tutkiminen voi antaa arvokasta tietoa niiden koostumuksesta ja alkuperästä.
Yhteenveto: 617 Patroclus on harvinainen kaksoispienplaneetta Jupiterin troijalaisjoukossa. Sen kaksiosainen rakenne, matala tiheys ja jäinen koostumus erottavat sen tavallisista kivisistä asteroideista ja tekevät siitä tärkeän kohteen ymmärtääksimme aurinkokuntamme alkuvaiheita ja pienkappaleiden evoluutiota.
Orbit
Patroclus kiertää Jupiterin perässä olevassa Lagrange-pisteessä, L5 , kiertoradalla, jota kutsutaan "Troijan solmuksi" toisen legendaarisen Troijan sodan osapuolen mukaan (toista solmua kutsutaan "Kreikan solmuksi"). Patroklos on ainoa Troijan leirissä oleva kohde, joka on nimetty kreikkalaisen hahmon mukaan; Troijan asteroidien nimeämissäännöt laadittiin vasta Patroklosin nimeämisen jälkeen (samoin asteroidi Hektor on ainoa kreikkalaisessa leirissä esiintyvä Troijan hahmo).
Binary
Vuonna 2001 havaittiin, että Patroclus on kaksoiskappale, joka koostuu kahdesta lähes samankokoisesta asteroidista. Helmikuussa 2006 Franck Marchisin johtama tähtitieteilijäryhmä mittasi järjestelmän radan tarkasti Keck Laser -ohjaustähden adaptiivisen optiikkajärjestelmän avulla. He arvelivat[1] , että kaksi asteroidia kiertää massakeskipisteensä ympäri 4,283±0,004 d:n kuluessa 680±20 km:n etäisyydellä, mikä kuvaa lähes ympyränmuotoista rataa. Yhdistämällä havaintonsa marraskuussa 2000 tehtyihin lämpömittauksiin ryhmä arveli, minkä kokoisia järjestelmän asteroidit voisivat olla. Hieman isompi asteroidi, jonka halkaisija on 122 km, kantaa edelleen nimeä Patroclus. Pienempi, 112 km:n kokoinen asteroidi on nyt nimeltään Menoetius (koko nimi (617) Patroclus I Menoetius), legendaarisen Patroclusin isän mukaan. Sen alustava nimitys oli S/2001 (617) 1.
Mistä ne on tehty
Koska asteroidien tiheys (0,8 g/cm³) on pienempi kuin veden ja noin kolmasosa kallion tiheydestä, F. Marchisin johtama tutkijaryhmä ehdottaa, että Patroclus-järjestelmä, jonka aiemmin luultiin olevan pari kivistä asteroidia, muistuttaa koostumukseltaan enemmän komeettaa. Monien Troijan asteroidien uskotaan olevan itse asiassa pieniä planeetan pienoispalloja, jotka on vangittu Jupiter-Aurinko -järjestelmän Lagrangen pisteeseen jättiläisplaneettojen kaukokulkeutumisen aikana 3,9 miljardia vuotta sitten. A. Morbidelli ja kollegat ehdottivat tätä skenaariota Nature-lehdessä toukokuussa 2005 julkaistussa artikkelisarjassa.
Etsiä