Questa immagine dello studio mostra l'orbita di AV2 del 2020. Mostra anche le orbite della Terra, Mercurio e Venere. I perielio sono linee tratteggiate, e gli afeli sono linee continue. Credito:Credito:Ip et al, 2020
Gli astronomi hanno costruito faticosamente modelli della popolazione di asteroidi, e quei modelli prevedono che ci saranno asteroidi delle dimensioni di circa 1 km che orbitano più vicino al sole di quanto non faccia Venere. Il problema è, nessuno è riuscito a trovarne uno, fino ad ora.
Gli astronomi che lavorano con la Zwicky Transient Facility dicono di averne finalmente trovato uno. Ma questo è più grande delle previsioni, a circa 2 km. Se la sua esistenza può essere confermata, quindi potrebbe essere necessario aggiornare i modelli di popolazione di asteroidi.
Un nuovo articolo che presenta questo risultato è su arxiv.org, un sito di pubblicazione pre-stampa. Si intitola "Un asteroide di un chilometro all'interno dell'orbita di Venere". L'autore principale è il dottor Wing-Huen Ip, professore di astronomia all'Istituto di Astronomia, Università Nazionale Centrale, Taiwan.
L'asteroide appena scoperto si chiama 2020 AV2. Ha una distanza all'afelio di sole 0,65 unità astronomiche, ed è di circa 2 km di diametro. La sua scoperta è sorprendente poiché i modelli non prevedono asteroidi così grandi all'interno dell'orbita di Venere. Potrebbe essere la prova di una nuova popolazione di asteroidi, o potrebbe essere solo il più grande della sua popolazione.
Gli autori scrivono, "Se questa scoperta non è un caso statistico, quindi 2020 AV2 potrebbe provenire da una popolazione sorgente ancora sconosciuta di asteroidi interni a Venere, e potrebbe essere necessario adattare i modelli di popolazione di asteroidi attualmente preferiti".
Questa immagine mostra le due aree in cui si trova la maggior parte degli asteroidi del Sistema Solare:la fascia di asteroidi tra Marte e Giove, e i trojan, due gruppi di asteroidi che si muovono davanti e dietro a Giove nella sua orbita attorno al Sole. Credito immagine:NASA
Ci sono circa 1 milione di asteroidi conosciuti, e la stragrande maggioranza di essi si trova ben al di fuori dell'orbita terrestre. C'è solo una piccola frazione situata con le loro intere orbite all'interno di quella terrestre. I modelli prevedono che un numero ancora minore di asteroidi dovrebbe trovarsi all'interno dell'orbita di Venere. Quegli asteroidi si chiamano Vatiras.
2020 AV2 è stato individuato per la prima volta dallo Zwicky Transient Facility (ZTF) il 4 gennaio 2020. Le osservazioni successive con il telescopio Palomar da 60 pollici e il telescopio Kitt Peak da 84 pollici hanno raccolto più dati.
Verso la fine di gennaio, gli astronomi hanno utilizzato il telescopio Keck per le osservazioni spettroscopiche della roccia. Questi dati mostrano che l'asteroide proveniva dalla regione interna della fascia principale degli asteroidi, tra Marte e Giove. "Questi dati favoriscono una composizione simile a un asteroide di tipo S di silicato coerente con un'origine dalla fascia principale interna dove gli asteroidi di tipo S sono i più abbondanti". Aggiungono che concorda con i modelli Near Earth Asteroid (NEA) che "...predicono che gli asteroidi con gli elementi orbitali di 2020 AV2 dovrebbero provenire dalla fascia principale interna".
Questa figura dello studio mostra alcune delle immagini di 2020 AV2. (A) Immagine in banda r Discovery 30 s del 2020 AV2 scattata il 4 gennaio 2020 UTC dove 2020 AV2 è il rilevamento situato nel cerchio. (B) Immagine composita contenente le quattro esposizioni in banda r di 30 s scoperte che coprono il 2020 AV2 fatte da stack sul fotogramma di riposo delle stelle di sfondo in un intervallo di tempo di 22 minuti. Il primo rilevamento è stato etichettato. L'asteroide si muoveva di circa 1 grado al giorno in direzione nord-est mentre venivano scattate queste immagini, con una distanza di circa 15 secondi d'arco tra i rilevamenti di 2020 AV2. Credito:Ip et al, 2020
2020 AV2 è un modello buster o un conferma modello. "I modelli di popolazione NEA prevedono <1 asteroide di Venere interna di queste dimensioni, implicando che 2020 AV2 è uno dei più grandi asteroidi interni alla Venere del sistema solare, " scrivono gli autori. O è il più grande, il che ha senso perché il più grande sarebbe il primo ad essere individuato, o ce ne sono altri che non abbiamo ancora trovato.
Gli autori hanno pensato a due scenari che coinvolgono il rilevamento di 2020 AV2, e che vuol dire. "Nonostante la sua bassa probabilità, una possibile spiegazione per il nostro rilevamento di 2020 AV2 è una scoperta casuale dalla popolazione di asteroidi nearEarth, " scrivono. "Tuttavia, "proseguono, "la storia ha dimostrato che il primo rilevamento di una nuova classe di oggetti è solitamente indicativo di un'altra popolazione di origine c.f., come la Kuiper Belt con la scoperta dei primi Kuiper Belt Objects 1992 QB1 e 1993 FW."
C'è anche la possibilità che 2020 AV2 non abbia avuto origine nella fascia principale degli asteroidi. I modelli mostrano che c'è una regione all'interno dell'orbita di Mercurio che potrebbe aver generato asteroidi, e dove potrebbero ancora risiedere. "...2020 AV2 potrebbe aver avuto origine da una sorgente di asteroidi situata più vicino al sole, come vicino alle regioni di stabilità situate all'interno dell'orbita di Mercurio a ~ 0,1-0,2 au, dove grandi asteroidi potrebbero essersi formati e sopravvivere su scale temporali dell'età del sistema solare."
Spettri del 2020 AV2 ottenuti con il Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) sul Keck Telescope. Mostra che 2020 AV2 è un asteroide siliceo di tipo s, il secondo tipo di asteroide più comune nel Sistema Solare. Dominano la regione interna della fascia principale degli asteroidi. Credito:Ip et al, 2020
Due pannelli da un'immagine nello studio. Il pannello superiore mostra l'evoluzione delle distanze dell'afelio (arancione) e del perielio (blu) del 2020 AV2 integrato a ±10 Myrs. Le attuali distanze dell'afelio (linea tratteggiata) e del perielio (linea tratteggiata) sono tracciate come linee orizzontali per Venere (ciano) e Mercurio (rosso) e la Terra (viola). Il pannello inferiore mostra l'evoluzione orbitale a 30 Myrs. Le distanze dell'afelio (linea tratteggiata) e del perielio (linea tratteggiata) sono tracciate come linee orizzontali per Marte (nero) e Giove (verde). Un incontro ravvicinato con la Terra di ?0.01 au a ?22 Myrs e successive perturbazioni dagli altri pianeti determinano nel 2020 che AV2 alla fine aumenta la sua distanza afelio fino a incontrare Giove e viene espulso dal Sistema Solare a?28 Myrs. Credito:Ip et al 2020
2020 AV2 potrebbe non trascorrere un'eternità sulla sua orbita attuale. Il team di ricercatori ha eseguito alcune simulazioni, e mostrano che l'asteroide potrebbe essere completamente espulso dal sistema solare. "... le simulazioni dinamiche di N-corpi di 2020 AV2 indicano che la sua orbita è stabile su scale temporali di ~ 10 Myr, entrare in risonanze temporanee con i pianeti terrestri e Giove prima che la sua orbita evolva su percorsi di incontro ravvicinato con il gigante gassoso, portando alla sua eventuale espulsione dal sistema solare."
Quando 2020 AV2 è stato scoperto per la prima volta, gli scienziati si sono chiesti il viaggio che deve aver preso per arrivarci. Si chiedevano anche quale fosse il destino finale. "Superare l'orbita di Venere deve essere stato impegnativo, " ha detto George Helou, direttore esecutivo del centro astronomico IPAC al Caltech e co-investigatore della ZTF, in un comunicato stampa. Helou ha spiegato che l'asteroide deve essere migrato verso Venere da più lontano nel sistema solare. "L'unico modo in cui potrà mai uscire dalla sua orbita è se viene espulso tramite un incontro gravitazionale con Mercurio o Venere, ma più probabilmente finirà per schiantarsi su uno di quei due pianeti".
Se questa scoperta è solo la prima di un'intera popolazione di asteroidi all'interno dell'orbita di Venere, la maggior parte di loro condividerà tutti la stessa sorte. Dopo circa 10-20 milioni di anni, verranno tutti espulsi.