Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskobunu (ESO VLT) kullanan bir gökbilimciler ekibi Kleopatra asteroidinin şimdiye kadarki en net görüntülerini elde etti. Gözlemler sayesinde ekip şimdiye kadarki en yüksek hassasiyete ulaşarak, köpek kemiğini andıran bu ilginç asteroidin 3-boyutlu şeklini ve kütlesini belirleyebildi. Araştırmaları sayesinde bu asteroidin ve iki uydusunun nasıl oluştuğuna dair ipuçları elde edildi.
“Kleopatra Güneş Sistemimizdeki benzersiz bir nesnedir,” diyor sonuçları bugün Astronomy & Astrophysics adlı dergide yayımlanan asteroid çalışmasına liderlik eden, Fransa’daki Marsilya Astrofizik Laboratuvarı ve ABD Mountain View SETI Enstitüsü’nden gökbilimci Franck Marchis. “Bilim ilginç nesneler sayesinde epey ilerleme kaydetti. Bence Kleopatra da onlardan biri ve bu karmaşık, çoklu asteroid sistemini anlamak Güneş Sistemimiz hakkında daha çok şey öğrenmemize yardım edecek.”
Güneş’in etrafında dolanan Kleopatra Mars ve Jüpiter arasındaki Asteroid Kuşağında yer almaktadır. 20 yıl önceki radar gözlemleriyle birbirine kalın bir “boyun” ile bağlı iki lobdan oluştuğu ortaya çıkarıldığından beri gökbilimciler ona “köpek-kemiği asteroidi” diyor. 2008 yılında Marchis ve arkadaşları Kleopatra’nın etrafında, Mısırlı kraliçenin çocukları AlexHelios ve CleoSelene adlı iki uydunun dolandığını keşfetti.
Kornmesser / Marchis et al.)
Kleopatra hakkında daha fazla şey öğrenmek için Marchis ve ekibi 2017 ve 2019 yılları arasında ESO’nun VLT’si üzerindeki SPHERE aygıtını kullanarak farklı zamanlarda asteroidi görüntüledi. Asteroid kendi etrafında döndükçe onu farklı açılarda görüntüleyerek şimdiye kadarki en hassas 3-boyutlu modelini oluşturdular. Asteroidin köpek-kemiği şeklini ve hacmini belirleyen ekip loblardan birinin diğerinden daha büyük olduğunu bularak, uzunluğunun yaklaşık 270 kilometre olduğunu tespit etti.
Çek Cumhuriyeti, Prag Charles Üniversitesi’nden Miroslav Brož liderliğinde yine Astronomy & Astrophysics’te yayımlanan ikinci bir çalışma ile ekip SPHERE gözlemlerini kullanarak Kleopatra’nın iki uydusunun doğru yörüngelerini bulmaya çalıştı. Daha önceki çalışmalar bu yörüngeleri tahmin etmişti, ancak ESO’nun VLT’si ile yapılan yeni gözlemler uyduların eski verilerle tahmin edilen yerde olmadıklarını ortaya çıkardı.
“Bunun çözülmesi gerekiyordu,” diyor Brož. “Çünkü eğer iki uydunun yörüngeleri yanlışsa, Kleopatra’nın kütlesi de dahil, her şey yanlıştır.” Yeni gözlemler ve özel modellemeler sayesinde ekip AlexHelios ve CleoSelene’nin karmaşık yörüngelerini belirlemek için Kleopatra’nın kütleçekiminin uyduların hareketlerini nasıl etkilediğini hassas bir şekilde açıklamayı başardı. Bu sayede asteroidin kütlesini hesaplayan ekip, önceki çalışmalara göre %35 daha küçük bir sonuca ulaştı.
Yeni hacim ve kütle tahminlerini bir arada kullanan gökbilimciler asteroid için yeni bir yoğunluk değeri hesaplayabildi ve sonuca göre demir yoğunluğunun yarısından az çıkan değer, daha önce düşünülen değerin altında kaldı [1]. Metalik bir içeriğe sahip olduğuna inanılan Kleopatra’nın düşük yoğunluğu gözenekli bir yapıya sahip olduğuna işaret ederken, bir “taş yığınından” biraz fazlası olabilir. Yani büyük olasılıkla dev bir çarpışma sonrası tekrar bir araya gelen maddeyle oluştu.
Kleopatra’nın taş-yığını yapısı ve dönme şekli iki uydusunun nasıl oluştuğuna dair işaretler de içeriyor. Asteroid neredeyse kritik hızda dönüyor, bu hızın üzerinde parçalanma ve küçük çarpmalarla yüzeyden parça kaybı başlıyor. Marchis ve ekibi bu parçacıkların sonunda AlexHelios ve CleoSelene’yi oluşturduğuna inanıyor, yani Kleopatra kendi uydularını gerçekten doğurmuş olmalı.
Kleopatra’nın yeni görüntüleri ve sağlanan bakış açısı sadece ESO’nun Şili’deki Atacama Çölü’nde bulunan VLT sistemine bağlı gelişmiş uyarlamalı optik sistemlerinden birinin kullanılması ile mümkün olmuştur. Uyarlamalı optik Dünya atmosferinin neden olduğu etkilerle bulanık şekilde görülen nesnelere ait bozulmaların düzeltilmesine yardımcı olmaktadır — aynı etki Dünya’dan görülen yıldızların parıldamasına yol açmaktadır. Gökyüzündeki görünür boyutları 40 kilometre ötedeki bir golf topuna eşit olsa da bu tür düzeltmeler sayesinde SPHERE ile Kleopatra’nın görüntülenmesi mümkün oldu — Dünya’ya en yakın olduğu konumda 200 milyon kilometre uzaklıkta yer almaktadır.
ESO’nun gelecekteki Aşırı Büyük Teleskobu (ELT) gelişmiş uyarlamalı optik sistemleri ile Kleopatra gibi uzak asteroidlerin görüntülenmesi için ideal olacaktır. “Daha fazla uydusu olup olmadığı ve yörüngelerindeki küçük değişimleri tespit etmek amacıyla ELT’yi Kleopatra’ya yönlendirmek için sabırsızlanıyorum,” diye ekliyor Marchis.
Notlar
[1] Yeni hesaplanan yoğunluk santimetre küp başına 3.4 gram olup, Kleopatra için daha önce ortalama yoğunluk değerinin santimetre küp başına yaklaşık 4.5 gram olduğu düşünülüyordu.
Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin
