Сколько астероидов в Солнечной системе имеют спутники? В теории сотни тысяч, но на практике пока удалось найти лишь несколько сотен. Космический телескоп Gaia поможет значительно расширить этот список. Ученые доказали, что точность его наблюдений позволяет уже сейчас автоматизировано искать подходящие астероиды. В новой научной работе они представили перечень из нескольких сотен кандидатов в двойные астероиды.
Траектории более 150 тысяч астероидов по данным из релиза Gaia DR3. Синим отмечены траектории астероидов во внутренней части Солнечной системы, зеленым — Главного пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера, красным — Троянских астероидов Юпитера / © ESA/Gaia/DPAC, P. Tanga (Observatoire de la Côte d'Azur)
Традиционно двойные астероиды ищут с помощью фотометрии, радаров и прямых наблюдений через наземные и космические телескопы. Эти методы, вместе взятые, покрывают довольно широкое разнообразие астероидных пар по их размерам и удаленности друг от друга. И все же результаты получаются недостаточно объективными для статистического анализа таких объектов, а это необходимо для того, чтобы, например, узнать, как они чаще всего образуются.
Прямые наблюдения позволяют искать преимущественно двойные астероиды с большим расстоянием между объектами, фотометрия — компактные системы, адаптивная оптика — пары с ярким основным астероидом, радары — околоземные объекты.
Данные космического телескопа Gaia позволяют применять для поиска астрометрию, то есть движение объектов. Сложность тут в том, что астероиды — объекты довольно маленькие, поэтому «вихляние» у них минимально. Чтобы его поймать, требуются данные высокой точности. Попытка выявить это движение в релизе Gaia DR2 оказалась неудачной.
В релизе Gaia DR3 данные по орбитальному движению более 150 тысяч астероидов получились в 20 раз точнее, чем в релизе DR2. Ученые наконец смогли использовать их для отсева «вихляющих» объектов. Результаты этой работы опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Сперва более чем из 150 тысяч астероидов авторы нового исследования отобрали 30 тысяч с подходящим для анализа набором последовательных наблюдений. После анализа их движения осталось 3038 предварительных кандидатов в двойные астероиды. Далее ученые проверили эти объекты по физическим параметрам. «Вихляние» должно было совпадать с расчетным, исходя из обычных размеров и плотности таких астероидов. В результате получился список из 358 перспективных кандидатов в двойные астероиды.
В перечень вошли шесть известных двойных астероидов: (1509) Escanglona, (5817) Robertfrazer, (2871) Schober, (4337) Аресибо, (317) Роксана и (18301) Конюхов. Такое небольшое количество было ожидаемым. Во-первых, в список добавили лишь объекты, которые на момент нескольких серий наблюдений Gaia находились в подходящем положении. Во-вторых, критерии дальнейшего автоматизированного отсева были крайне строгими. Так, например, по оценке астрономов, их метод «отдал предпочтение» парам с небольшими орбитальными периодами больше 10 часов.
По физическим параметрам отобранные астероиды похожи на те, которые были обнаружены другими методами. При этом они покрывают и спектр размеров, периодичности вращения и удаленности, не охваченных другими методами. Авторы исследования отметили, что в финальный список могли ошибочно войти крупные «кривые» астероиды диаметром свыше 100 километров. Такие объекты могут заметно «вихлять» при вращении вокруг собственной оси.
«Двойные астероиды сложно искать, поскольку они небольшие и находятся вдали от нас. Мы ожидаем, что у каждого шестого астероида есть компаньон, при этом пока среди миллиона известных астероидов мы нашли лишь 500 двойных объектов. Это открытие показало, что там есть еще много астероидов со спутниками, которые ждут, когда мы их найдем», — объяснила главный автор новой работы Луана Либерато из Обсерватории Лазурного берега (Франция).
Следующий релиз данных Gaia планируется в середине 2026 года. Тем временем ученые продолжат изучать найденные объекты. В частности, они хотят сопоставить астрометрические наблюдения Gaia с данными, полученными другими методами. Также можно разработать другие алгоритмы отсева объектов, сделать более глубоким и сложным анализ физических свойств кандидатов.
Двойные астероиды — «лаборатория» для изучения многих фундаментальных процессов в Солнечной системе: от формирования и эволюции тел до динамики столкновений и гравитационного взаимодействия.
