Gli astronomi hanno scoperto un asteroide che attraversa il sistema solare interno su un'orbita esotica. L'oggetto insolito è tra i primi asteroidi mai trovati la cui orbita è confinata quasi interamente all'interno dell'orbita di Venere. L'esistenza dell'asteroide suggerisce un numero potenzialmente significativo di rocce spaziali che si inarcano invisibili nelle regioni inesplorate più vicine al sole.

Una telecamera per il rilevamento del cielo all'avanguardia, la struttura transitoria di Zwicky, o ZTF, rilevato l'asteroide il 4 gennaio 2019. Designato 2019 AQ3, l'oggetto ha l'"anno" più breve di qualsiasi asteroide registrato, con un periodo orbitale di soli 165 giorni. Sembra anche essere un esemplare di asteroide insolitamente grande.

"Abbiamo trovato un oggetto straordinario la cui orbita si allontana appena oltre l'orbita di Venere:è un grosso problema, " disse Quanzhi Ye, borsista post-dottorato all'IPAC, un centro dati e scienza per l'astronomia al Caltech. Ye ha definito il 2019 AQ3 una "specie molto rara, " notando inoltre che "potrebbero esserci molti altri asteroidi non scoperti là fuori come questo".

ZTF è installato sul telescopio Samuel Oschin da 48 pollici all'Osservatorio di Palomar, situato a circa 122 miglia a sud-est di Los Angeles. Ha iniziato le operazioni nel marzo 2018 e ha già osservato più di un miliardo di stelle della Via Lattea, così come oltre un migliaio di supernovae al di fuori della Via Lattea, e altri eventi cosmici transitori estremi. ZTF è stato reso possibile grazie ai finanziamenti della National Science Foundation (NSF). La ricerca sugli asteroidi con ZTF è anche finanziata direttamente da NSF attraverso il supporto di Ye come borsista postdottorato Caltech.

Un obiettivo scientifico principale della ZTF è quello di radunare gli asteroidi vicini alla Terra (NEA), che insieme alle comete che ronzano sul nostro pianeta sono conosciuti come oggetti vicini alla Terra (NEO). Gli scienziati della ZTF sono particolarmente interessati a trovare NEA tra circa 10 e 100 metri di diametro, non di dimensioni mostruose, ma potrebbe essere ancora abbastanza grande da avere un impatto grave su una città in caso di collisione con la Terra. Di questo insieme di rocce spaziali potenzialmente legate alla Terra, le più preoccupanti sono quelle che provengono dalla direzione del sole, che si perdono nel bagliore e sono difficili da misurare.

"Questi piccoli asteroidi sono abbastanza luminosi da essere rilevati solo durante il breve periodo in cui sono molto vicini alla Terra, " ha detto Tom Prince, l'Ira S. Bowen Professore di Fisica al Caltech con un incarico congiunto come ricercatore senior presso il Jet Propulsion Laboratory, gestito da Caltech per la NASA, che lavora alla ricerca di NEO utilizzando ZTF. "Durante questa breve finestra, gli asteroidi si muovono molto velocemente, ponendo sfide agli astronomi per trovarli e seguirli."

Per avere qualche speranza di localizzare tali oggetti, il cielo deve essere scansionato molto frequentemente. ZTF rileva l'intero cielo visibile del nord ogni tre notti. Questa eccellente copertura viene per gentile concessione del suo vasto campo visivo, che in una sola esposizione, può immaginare circa duecentotrenta volte la dimensione della luna piena. "L'ampio campo visivo rende ZTF uno strumento ideale per trovare e tracciare oggetti rari, come gli asteroidi vicini alla Terra, " ha detto Frank Masci, uno scienziato del personale presso Caltech / IPAC, chi sovrintende e gestisce il sistema di elaborazione dati scientifici ZTF, che si trova all'IPAC. "ZTF è sicuramente all'altezza del gioco."

Sfruttando le capacità di ZTF, Ye e Wing-Huen Ip, professore di astronomia e scienze spaziali presso l'Istituto di astronomia e scienze spaziali della National Central University di Taiwan, hanno proposto il Twilight Survey, che cerca asteroidi in arrivo dal sole. Questo sondaggio ha rivelato l'AQ3 del 2019 e potrebbe produrre altri asteroidi interessanti lungo la strada.

Una storia di successi asteroidali e cometari

Trovare i NEO prima che ci trovino è stato a lungo un argomento importante al Caltech / IPAC. Il centro ha guidato le operazioni scientifiche e l'elaborazione dei dati per le missioni Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) e NEOWISE della NASA dal loro lancio nel 2009. Questo cacciatore di asteroidi ha scoperto più di 34, 000 nuovi asteroidi, di cui quasi 300 NEA. Il predecessore di ZTF, la fabbrica del transitorio Palomar, allo stesso modo ha rivelato uno stuolo di NEO durante il suo rilevamento del cielo.

"Le dimensioni dei NEO si stimano meglio combinando dati visibili e infrarossi, che è esattamente ciò che ci sforziamo di fare qui all'IPAC, " disse George Helou, Professore di Fisica al Caltech e Direttore Esecutivo dell'IPAC. "Dal suo inizio, L'IPAC è stata coinvolta in studi a infrarossi sugli asteroidi".

Finora, ZTF ha registrato quasi 60 nuovi asteroidi vicini alla Terra. Due di questi sono stati avvistati nel luglio 2018 poche ore prima che dessero alla Terra una rasatura abbastanza ravvicinata. Designato 2018 NW e 2018 NX, il duo di asteroidi delle dimensioni di un autobus è passato a una distanza di circa 70, 000 miglia, o solo un terzo della strada per la luna. Fortunatamente, il ritrovato AQ3 del 2019 non rappresenta una minaccia; il più vicino che sia mai arrivato alla Terra è di circa 22 milioni di miglia.

Rintracciare 2019 AQ3

La storia di come i ricercatori hanno inchiodato l'orbita di AQ3 2019 inizia con Ye che nota l'oggetto nelle immagini di ZTF il 4 gennaio, 2019. Ye ha segnalato l'oggetto all'IAU Minor Planet Center, l'organizzazione mondiale ufficiale incaricata di raccogliere dati su oggetti in orbita solare che non sono pianeti pieni, come asteroidi e comete. Ye ha poi trascorso un po' di tempo a estrarre le immagini ZTF scattate prima e dopo questa data per migliorare le proiezioni dell'orbita dell'asteroide.

Due giorni dopo, Marco Micheli, uno scienziato dell'Agenzia spaziale europea, ha sottolineato l'unicità del bersaglio per la comunità astronomica globale. Diversi altri telescopi hanno osservato AQ3 2019 il 6 e 7 gennaio, documentando ulteriormente la sua unicità. Uno scavo negli archivi del telescopio Pan-STARRS 1 all'Osservatorio di Haleakalā sull'isola di Maui, Hawaii, ha mostrato prove del 3° trimestre del 2019 che risalgono al 2015. Con quei dati in mano, gli astronomi hanno mappato con sicurezza il percorso completo dell'oggetto intorno al sole.

L'orbita, come risulta, è inclinato verticalmente, prendendo l'AQ3 del 2019 sopra e sotto il piano in cui i pianeti percorrono i loro giri intorno al sole. Nel suo breve anno, 2019 AQ3 si tuffa all'interno di Mercurio, quindi torna indietro appena fuori dall'orbita di Venere.

Per adesso, 2019 AQ3 si colloca tra una popolazione peculiare solitamente indicata come asteroidi Atira o Apohele, che hanno orbite interne all'orbita terrestre. Tra i circa 800, 000 asteroidi conosciuti, solo 20 o giù di lì sono Atira. Si pensa che esistano un numero molto maggiore di queste rocce spaziali potenzialmente pericolose, però, la cui scoperta e caratterizzazione sono tra le motivazioni alla base del proposto telescopio spaziale a infrarossi Near-Earth Object Camera (NEOCam). Attualmente finanziato dalla NASA per un'estesa fase di studio del concetto, NEOCam è progettato per guardare più vicino al sole rispetto ai precedenti sondaggi, che gli consentirebbe di individuare asteroidi nascosti che hanno a lungo sfidato il rilevamento.

Ulteriori informazioni su Atiras conosciuti e ritrovati, per esempio le loro dimensioni, è un obiettivo aggiuntivo di ZTF e dei suoi strumenti simili. Sebbene la dimensione reale del 3° trimestre 2019 non sia ancora distinguibile, letture limitate relative alla luminosità dell'asteroide, messa, e la densità suggerisce che potrebbe essere di circa un miglio di diametro. Se è così, L'AQ3 del 2019 si presenterebbe come uno dei membri più grandi dell'esclusivo gruppo Atiras. "In tanti modi, 2019 AQ3 è davvero un asteroide strano, " disse Si.

Trovare più rocce spaziali nel collo del bosco di AQ3 del 2019 potrebbe dare credito all'idea di lunga data dei vulcanoidi, asteroidi che sciamano all'interno dell'orbita di Mercurio. Il nome dell'ipotetica popolazione deriva da un altrettanto ipotetico pianeta, Vulcano. Non avendo alcuna relazione con il mondo natale immaginario del signor Spock in Star Trek, Vulcano è stato proposto nel 19° secolo come il pianeta più vicino al sole la cui gravità spiegherebbe le anomalie misurate nell'orbita di Mercurio. La struttura gravitazionale di Albert Einstein, la teoria della relatività generale, spiegò queste anomalie nel 1915, annullando la congettura vulcaniana.

Sebbene ZTF non avrà la capacità di trovare vulcanoidi, la sua capacità di osservazione, abbinato a quello dei futuri telescopi, consentirà agli scienziati di esaminare finalmente una regione inesplorata nel sistema solare interno. ZTF dovrebbe riservare nuove sorprese, oltre a dare alle vecchie idee nuove possibilità di essere corroborate. "L'origine di Atiras è una questione intrigante e aperta, " disse Ip. "Con ogni oggetto in più, ci avviciniamo alla formulazione e alla sperimentazione di modelli su tale origine, e sulla storia del nostro Sistema Solare."