9 января 2020 года миссия НАСА Люси официально объявила, что посетит не семь, а восемь астероидов. Оказывается, у Эврибата, одного из астероидов на пути Люси, есть небольшой спутник.
Вскоре после того, как команда Люси обнаружила спутник, Эврибат ушел за Солнце, не позволяя команде наблюдать за ним дальше. Однако астероиды вышли из-за Солнца в июле 2020 года, и с тех пор команда Люси смогла несколько раз наблюдать за спутником с помощью Хаббла, что позволило команде точно определить орбиту маленького спутника.
Исследование крошечных миров
Хотя поиск спутников является одной из центральных целей миссии, обнаружение этих крошечных миров до запуска Люси дает команде возможность исследовать их орбиты и планировать более подробные последующие наблюдения с космическим кораблем. Без поиска этих спутников-астероидов перед запуском Люси также может рискнуть столкнуться с неожиданной двоичной парой. Увидеть два астероида, когда космический корабль ожидает только одного, может сбить с толку его автономную систему слежения.
«Один из способов поиска спутников – это использовать телескоп Хаббла. И это то, что я много раз делал с поясом Койпера, – говорит Кейт Нолл, научный сотрудник миссии в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и один из первооткрывателей спутника Эврибат. – Нам известно более 100 двойных объектов в поясе Койпера, и подавляющее большинство из них было обнаружено телескопом Хаббла».
И это понятно. Орбитальный телескоп длиной 13,3 метра, имеющий главное зеркало диаметром 2,4 метра, не обременен обычными эффектами размытия атмосферы Земли, поскольку он удобно расположен над атмосферой. Хотя некоторые из более крупных земных телескопов иногда могут наблюдать небеса с такой же четкостью, Хаббл может обнаружить небольшой тусклый спутник, вращающийся очень близко к более крупному и яркому астероиду, который телескоп на Земле мог бы пропустить.
Поиск спутников
Чтобы знать, где искать спутники, научная группа должна была вычислить сферы Хилла астероидов, которые они хотели исследовать. Сфера Хилла – это воображаемая сфера вокруг тела, внутри которой тело имеет доминирующее гравитационное влияние. Другими словами, все стабильные спутники тела движутся по орбите внутри сферы Хилла. Например, сфера Хилла Земли имеет радиус почти 1,5 миллиона км, а Луна безопасно вращается внутри на расстоянии примерно 380 000 км.
Команда Нолла представила предложение использовать Хаббл для поиска спутников и провела свой первый раунд наблюдений осенью 2018 года. Затем они просмотрели изображения на предмет наличия спутников. Этот процесс сложен, поскольку необработанные изображения с телескопа Хаббла могут быть беспорядочными.
Например, необработанные изображения ярких объектов часто показывают дифракционные пики, яркие X-образные формы, напоминающие мультяшные четырехконечные звезды. Камеры Хаббла также чувствительны к космическим лучам (частицы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света), которые могут появляться на изображениях в виде ярких точек.
В поисках фотографий, демонстрирующих трудности различения спутников и других ярких пятен, Нолл наткнулся на одну из фотографий Хаббла, сделанных его командой 12 сентября 2018 года. Поэкспериментировав с яркостью и контрастом, он увидел одно своеобразное яркое пятно возле Еврибат.
«Я сказал: « Боже, этот действительно выглядит так, как я ожидал бы от спутника»».
Открытие спутника астероида
Понимая, что уже поздно, он обошел объект и закончил презентацию. В своем выступлении на следующий день он указал на поразительное сходство объекта со спутником. В аудитории был Майк Браун, один из научных соисследователей миссии. Браун прервался, чтобы спросить Нолла, смотрел ли он данные другого наблюдения 14 сентября, но Нолл признал, что у него еще не было шанса. По словам Нолла, прежде чем закончить презентацию, Браун изучил данные от 14 сентября и воскликнул:
«Я тоже вижу это там!»
Источник: SwRI / J. Спенсер
Все столпились вокруг ноутбука Брауна. Неужели они действительно обнаружили спутник Эврибата? Команда заметила, что при сравнении двух фотографий объект, похоже, немного сдвинулся, как спутник. Проверка показала, что наблюдаемые положения объекта соответствуют многим возможным орбитам. С точки зрения планетарной динамики было также логично, что у Эврибата мог быть спутник.
Эврибат – один из огромного набора фрагментов, созданных одним и тем же столкновением с астероидом, поэтому идея о том, что один из этих фрагментов может вращаться вокруг Эврибата, не является надуманной. Все это были шаги в правильном направлении, но не убедительные доказательства. У команды пока было только два наблюдения.
Помощь Хаббла
Они представили срочное предложение снова использовать Хаббл, которое было одобрено достаточно быстро, чтобы команда смогла получить свои наблюдения примерно через месяц. Они запросили 12 шансов для наблюдения за спутником, но им предоставили три. Если бы они могли снова увидеть спутник хотя бы на одном из трех, им бы дали остальные девять.
Их первый шанс был 11 декабря. Спутник не показался. Команда не беспокоилась – пока – потому что они знали, что есть хороший шанс, что он может быть просто слишком близко к Эврибату и потеряться в ярком свете. Они попробовали второй раз 21 декабря, но, к их ужасу, застенчивый камешек снова нигде не нашли. Команда начала сомневаться, что их так называемый спутник вообще существует.
Наконец, 3 января они его нашли. Крошечный тусклый спутник был хорошо виден на новых снимках. Как они и подозревали, в предыдущих двух наблюдениях он был слишком близко к Эврибату (который более чем в 6000 раз ярче, чем его спутник), чтобы его можно было увидеть. Разница в яркости предполагает, что диаметр спутника, вероятно, меньше 1 км, что ничтожно по сравнению с Эврибатом с диаметром 64 км.
Имя Кета
Вскоре после того, как команда Люси обнаружила спутник, и он, и Эврибат ушли по орбите за Солнце, не позволяя команде наблюдать за ним дальше. Однако астероиды вышли из-за Солнца в июле 2020 года, и с тех пор команда Люси смогла несколько раз наблюдать за спутником с помощью Хаббла, что позволило команде точно определить орбиту спутника и позволить маленькому спутнику наконец-то получить официальное название – Кета (Queta).
Иллюстрация астероида Люси-Троян, нацеленного на Эврибат и его спутника Квету.
Источник: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.
Queta – первый троянский астероид, названный в соответствии с недавно пересмотренным соглашением об именах троянских астероидов. Хотя раньше троянцы назывались только в честь героев из «Илиады» Гомера, более мелкие троянцы теперь названы в честь олимпийских и паралимпийских спортсменов в знак признания этих современных героев. Кета названа в честь мексиканской легкоатлетки Нормы Энрикета «Кета» Базилио Сотело. На летних Олимпийских играх 1968 года она стала первой женщиной в истории, которая зажгла олимпийский котел. Название «Кета» было выбрано для спутника Эврибата, потому что роль Базилио Сотело аналогична роли Эврибата, греческого вестника.
Посланники мира
В Древней Греции герольды были посланниками на службе у королей или правительств, что иногда требовало бега на большие расстояния. Согласно древнегреческому историку Геродоту, герольд по имени Фейдиппид пробежал 260 км от Афин до Спарты, чтобы попросить спартанцев о помощи в битве при Марафоне. Именно из этой легенды происходит слово «марафон”.
Вестникам также было поручено объявить о начале древних Олимпийских игр, подобно тому, как церемония с факелом объявляет о начале современных Олимпийских игр. Хотя церемония сожжения факела не была частью древних Олимпийских игр, она вдохновлена древнегреческой традицией, называемой эстафетой, в которой бегуны передают факел, пытаясь сохранить его священный огонь горящим.
Несколько других членов семьи Эврибатов, группы астероидов, которые на самом деле представляют собой фрагменты, образованные в результате того же столкновения, были названы в честь героев Олимпийских и Паралимпийских игр 1968 года. Как один из первопроходцев Игр 1968 года, Кета идеально подходит.
Недавно ученые выяснили, что астероид Апофис пока не угрожает Земле
