С помощью данных, полученных со спутника Gaia ЕКА, были обнаружены потенциальные спутники вокруг более чем 350 астероидов.
С 2013 года, находясь в точке Лагранжа L2 системы Земля-Солнце, Gaia сканирует все небо, измеряя положение и движение более миллиарда звезд. И это еще не все, ведь в своем третьем выпуске данных (Gaia Data Release 3, DR3) Gaia показала, что точно каталогизировала более 150 000 астероидов.
Точность настолько высока, что ученые, анализируя эти данные, смогли обнаружить характерные колебания в движении астероидов, имеющих орбитального компаньона.
В поисках бинарных астероидов…
Астероиды — это объекты, содержащие уникальную информацию о формировании и эволюции Солнечной системы. Бинарные астероиды, то есть те, у которых, как известно, есть спутники, еще более важны, поскольку позволяют изучать, как формируются, сталкиваются и взаимодействуют в космосе различные тела.
Однако найти их непросто. В основном они маленькие и очень далекие. Насколько нам удалось выяснить, из миллиарда известных астероидов только 500 образуют бинарные системы.
Ранее Gaia исследовала некоторые из этих известных бинарных астероидов. Наблюдения подтвердили, что признаки этих небольших спутников можно увидеть в ее астрометрических данных, известных своей сверхточностью.
…с помощью Gaia!
Теперь ученые доказали, что с помощью Gaia можно найти и бинарные астероиды, о которых ранее не было известно. Используя версию DR3 Focused Product Release, в которой 150 000 орбит, определенных Gaia, были уточнены и стали в 20 раз точнее, ученые искали периодические сигналы в данных. То есть они проверяли, нет ли закономерностей в изменении положения астероида с течением времени, что может указывать на наличие компаньона.
Затем, чтобы подтвердить эти закономерности, исследователи провели статистические тесты. Они создали множество смоделированных наборов данных, чтобы проверить, могут ли наблюдаемые закономерности возникнуть по чистой случайности. Если вероятность этого низка (менее 0,05), астероид считается кандидатом на бинарное происхождение.
Наконец, исследователи также проверили постоянство появления периодического сигнала в различных симуляциях. Если сигнал обнаруживается более чем в половине случаев, это указывает на высокую вероятность существования бинарной системы.
Всего среди изученных астероидов 358 кандидатов в бинарные системы, а наилучших по статистике среди них — 156. Есть надежда, что этот же метод можно будет применить к орбитам астероидов, которые будут содержаться в следующем выпуске данных Gaia — DR4, который ожидается не ранее середины 2026 года.
ЕКА и бинарные астероиды
Тем временем в октябре 2024 года стартует миссия Hera, также принадлежащая ЕКА, — первый в истории аппарат, предназначенный для изучения бинарной астероидной системы. Hera последует за миссией НАСА DART, которая в 2022 году врезалась в астероид Диморфос, небольшой спутник, вращающийся вокруг астероида Дидимос, в качестве теста на отклонение астероида.
Цель миссии — собрать данные и изображения для проведения комплексного исследования Диморфоса после столкновения, чтобы получить больше информации об истории этой бинарной системы, а также о последствиях падения DART.
В 2022 году Gaia помогла астрономам увидеть тень, отбрасываемую Дидимосом, когда он проходил перед более отдаленными звездами, — этот метод наблюдения известен как оккультизм звезд. Возможность применения этого метода значительно расширилась благодаря полученным Gaia в последние годы орбитам астероидов и сверхточным звездным картам. Это еще одна демонстрация огромной ценности миссии для исследования нашей Солнечной системы.
С исследованием, опубликованным в журнале Astronomy & Astrophysics, можно ознакомиться в препринт-версии.