ESA – SOHO persegueix la cua d’un asteroide

Cada desembre, la pluja de meteors Gemínides il·lumina el cel de la Terra mentre el nostre planeta s’enfonsa a través d’un gran núvol de pols a l’espai. Durant anys, es desconeixia el cos progenitor d’aquesta pluja de meteors. La majoria de les pluges anuals de meteors estan associades amb cometes, que deixen núvols de pols darrere d’ells en forma de cues. Però les Gemínides eren diferents: cap cos progenitor era evident.

Quan Phaethon va ser descobert el 1983 pel satèl·lit conjunt IRAS dels Estats Units, el Regne Unit i els Països Baixos, els astrònoms van pensar que el misteri estava resolt. Aquest petit objecte de 5,8 km d’amplada va envoltar el Sol en una òrbita molt semblant a la del núvol de pols Gemínides, proporcionant una prova gairebé segura que Faetó era el cos progenitor de la pluja de meteors tot i que Faetó era un asteroide no un cometa.

Cada òrbita de Fetó, que dura 524 dies, consisteix en una aproximació inusualment propera al Sol. A una distància d’aproximació més propera (periheli) de 21 milions de km, Phaethon s’amaga dels observatoris de la Terra per la brillantor encegadora del Sol. Per tant, els observatoris solars proporcionen l’única manera de capturar imatges vitals per estudiar l’activitat extrema de l’asteroide al periheli.

Des del 2009, l’Observatori de Relacions Solars Terrestres (STEREO) de la NASA ha observat una brillantor sobtada de l’asteroide unes hores després del periheli. En aquesta aproximació propera, Phaethon també llueix una cua, de centenars de quilòmetres de llarg, mirant lluny del Sol. Originalment es pensava que aquesta activitat era causada per l’alliberament de petits grans de pols de l’esquerdament de la superfície de l’asteroide quan passava pel Sol. Això va fer que Phaethon fos batejat com un “cometa de roca”.

Ara, noves observacions de SOHO registrades el maig de 2022 han demostrat per primera vegada que, contràriament al que es pensava en 14 anys, l’emissió d’àtoms de sodi és probablement responsable d’aquesta activitat.

Com a part d’un pla d’observació especial ideat per Qicheng Zhang i Karl Battams, exposició llarga, filtrat Les imatges van ser preses pel telescopi de coronografia espectromètrica i gran angle (LASCO) de SOHO. Phaethon i la seva cua estan absents de les imatges preses amb el filtre blau de LASCO, que pot detectar pols. Però, és brillant al filtre taronja sensible al sodi, oferint proves convincents que s’està produint l’emissió de sodi. L’emissió és causada per la fluorescència, quan els àtoms de sodi són excitats pel Sol i brillen de color taronja, com un fanal.

“El nostre pla d’observació únic va trobar el misteriós asteroide Phaethon per primera vegada a les dades de SOHO”, diu l’estudiant de doctorat Qicheng Zhang, que va dirigir l’estudi. “Els filtres distintius de la càmera LASCO de 27 anys es van utilitzar en una interrupció especial del programa d’observació habitual per descobrir aquests secrets ocults. En excavar al cofre del tresor de SOHO, vam demostrar que Phaethon és visible a les imatges de LASCO de 18 òrbites diferents fins al 1997”.

Phaethon no és l’únic objecte prop del Sol que allibera sodi. El planeta Mercuri també mostra una cua de sodi brillant que arriba al voltant de dues setmanes després del periheli, cosa que la missió conjunta ESA/JAXA BepiColombo investigarà un cop en òrbita al voltant de Mercuri. Les observacions de la cua de sodi de Mercuri de la imatge heliosfèrica STEREO H1-1 es van utilitzar com a estàndard de calibratge, com una làmpada estàndard, per estudiar aquesta emissió de Phaethon per donar suport a la teoria de Zhang.

SOHO ha observat centenars d’objectes minúsculs que envolten el Sol que es classifiquen com a cometes: cossos gelats que semblen il·luminar-se quan estan molt a prop del Sol. Aquests poden ser difícils de distingir dels asteroides com Phaethon que brillen temporalment. No obstant això, el sodi identificat en aquest estudi ha obert la possibilitat que potser els anomenats cometes descoberts per SOHO s’assemblen més a asteroides rocosos similars a Phaethon.

Aquest estudi il·lumina més els esdeveniments que podrien haver format els meteoroides Gemínides, que varien en grandària des de grans de sorra fins a la mida d’un pèsol. L’activitat del sodi a la superfície no és suficient per aixecar aquestes partícules i contribuir al corrent. En canvi, es suposa que una interrupció no observada i desconeguda de Phaethon, potser fa més de dos mil anys, va crear la pluja.

Les capes fresques de sodi volàtil que contribueixen a la brillantor observada avui suggereixen que un altre esdeveniment de pèrdua de massa podria haver ressorgit a Faeton més recentment, potser fa menys de 1000 anys. Per tant, l’origen exacte dels meteoroides de les Gemínides es pot entendre millor estudiant Feton.

Hi ha un gran interès per Phaethon per la seva activitat distintiva i la seva misteriosa història, que el converteixen en una font essencial i intrigant d’estudi futur de prop. Per tant, JAXA s’està preparant per enviar una missió de sobrevol anomenada DESTINY+ per imaginar la superfície de Phaethon el 2028 i descobrir més sobre la seva història.
A més de futures missions, els científics ciutadans poden fer el seu paper en revelar nous descobriments mitjançant SOHO. S’han identificat més de 4.500 objectes que recorren el sol a les imatges de SOHO, la majoria amb l’ajuda del projecte Sungrazer. Els “caçadors de cometes” dels científics ciutadans poden tamisar les dades SOHO i STEREO per identificar nous objectes.

Karl Battams, investigador principal tant de LASCO com del projecte Sungrazer, explica: “SOHO és el caçador de cometes més destacat de la història, amb un gran catàleg de descobriments que encara esperen una anàlisi detallada. Tant SOHO com STEREO tenen una ubicació única per poder observar de manera rutinària objectes extremadament a prop del Sol. El futur dels estudis d’asteroides i cometes és brillant gràcies a aquestes i futures missions de trobada que ens ajudaran a descobrir més coses sobre aquests objectes dinàmics”.

“Des del seu llançament el 1995, SOHO i els seus instruments continuen oferint ciència apassionant, utilitzant la missió de diferents maneres per estudiar asteroides i cometes a més del seu objectiu principal, el Sol”, afegeix Bernhard Fleck, científic del projecte SOHO de l’ESA.

Notes per als editors

‘Sodium Brightening of (3200) Phaethon Near Perihelion’ de Q. Zhang et al. es publica a The Planetary Science Journal aquí