W kosmosie wiruje gigantyczna skała, która zdaje się przeczyć temu, co astronomowie wiedzą o planetoidach. Ta tajemnicza bestia kryje zagadkę, która może zmienić nasze wyobrażenie o budowie tych kosmicznych obiektów.
Większość dużych planetoid potrzebuje na pełny obrót co najmniej kilku godzin. Tymczasem obiekt o średnicy 2,53 km potrafi wykonać pełny obrót wokół własnej osi w zaledwie 4 minut i 11 sekund. To największa znana planetoida obracająca się tak szybko. Jej istnienie może zmienić nasze wyobrażenie o tym, jak zbudowane są te kosmiczne skały.
Planetoidy to nieregularne kawałki skał, które od miliardów lat krążą wokół Słońca. Niektóre są luźnymi zbiorowiskami odłamków, inne przypominają pojedyncze, zwarte skały. Astronomowie mogą dowiedzieć się o ich wewnętrznej budowie więcej, niż mogłoby się wydawać, obserwując jeden pozornie prosty parametr – prędkość obrotu.
Haczyk tkwi w tym, iż wyznaczenie tej wartości nie zawsze jest łatwe. Obserwacje teleskopowe są niepełne, a przerwy między kolejnymi pomiarami mogą prowadzić do błędnych wniosków. Zespół naukowców kierowany przez Dmitriiego Vavilova z University of Washington opracował oprogramowanie, które pomaga wykrywać takie pomyłki. Kiedy badacze zastosowali je do obserwacji tysięcy planetoid, natrafili na obiekt o wyjątkowych adekwatnościach.
Wyniki badań opublikowano w serwisie arXiv, gdzie naukowcy udostępniają prace przed ich formalną recenzją naukową.
Ponad 2,5 km średnicy i obrót w nieco ponad 4 minuty
Bohaterem odkrycia jest planetoida oznaczona numerem 491384. Jej średnicę oszacowano na około 2,53 km, a czas pełnego obrotu wokół własnej osi wynosi zaledwie 4,18 minuty. Oznacza to, iż w ciągu godziny mogłaby wykonać ponad 14 pełnych obrotów.
To niezwykły wynik, szczególnie jeżeli weźmiemy pod uwagę rozmiary tego obiektu. Duże planetoidy nie powinny obracać się tak szybko, o ile ich wnętrze składa się głównie z luźno połączonych fragmentów skał. Siły działające podczas obrotu mogłyby bowiem doprowadzić do rozpadu takiej konstrukcji.
Planetoida 491384 wyróżnia się nie tylko szybkością. Wcześniej znano już mniejsze obiekty wirujące w ekstremalnym tempie, ale połączenie dużej średnicy i tak krótkiego okresu obrotu czyni ją wyjątkowym przypadkiem. jeżeli szacunki zostaną potwierdzone, będzie największą znaną planetoidą należącą do kategorii tak zwanych ultraszybkich rotatorów.
Wśród planetoid szczególnie często spotyka się obiekty nazywane rubble piles, czyli gruzowiskami skalnymi. Nie są one jednolitymi bryłami. Składają się z wielu fragmentów skał, które utrzymują się razem przede wszystkim dzięki własnej grawitacji. Poszczególne fragmenty nie muszą być ze sobą trwale zespawane ani połączone mocnym materiałem. Wystarczy, iż grawitacja utrzymuje je w pobliżu siebie.
Planetoidy nie powinny wirować tak szybko
Taka konstrukcja ma jednak słaby punkt. Gdy planetoida obraca się coraz szybciej, rośnie znaczenie sił odśrodkowych, które działają w układzie obracającym się razem z obiektem. Przy odpowiednio dużej prędkości mogą one doprowadzić do przemieszczania się fragmentów, a w końcu do rozpadu całej struktury.
Dla planetoid o średnicy przekraczającej około 150 m obserwuje się charakterystyczną granicę, większość z nich nie obraca się szybciej niż raz na 2,2 godz. Naukowcy określają ją mianem bariery rotacyjnej.
Jeśli duża planetoida obraca się znacznie szybciej, oznacza to, iż sama grawitacja prawdopodobnie nie wystarczyłaby do utrzymania jej w całości. Potrzebna jest dodatkowa wytrzymałość, wynikająca na przykład ze spójności materiału skalnego.
W przypadku planetoidy 491384 różnica jest ogromna. Zamiast obracać się raz na 132 minuty, wykonuje pełny obrót w czasie około 4,18 minuty. To ponad 31 razy szybciej niż wynosi okres odpowiadający wspomnianej barierze.
Jeżeli pomiary są prawidłowe, obiekt musi być jednolitą skałą. I tu pojawia się cała masa pytań. Skąd wzięła się tak duża skała? Czy to fragment zniszczonej planety? Co nadało jej energię, która wprawia obiekt w tak szybkie wirowanie?
Aby ustalić dokładną budowę planetoidy 491384, potrzebne będą dodatkowe obserwacje i analizy.
Już teraz przypadek ten pokazuje jednak, iż kosmiczne gruzowiska mogą kryć znacznie więcej wyjątków, niż sugerowały wcześniejsze obserwacje. A im dokładniej astronomowie będą potrafili mierzyć ich rotację, tym lepiej zrozumieją, jak powstawał i ewoluował Układ Słoneczny.
Główna ilustracja wygenerowana przez AI.
