Astronomer har noggrant byggt modeller av asteroidpopulationen, och dessa modeller förutspår att det kommer att finnas ~1 km stora asteroider som kretsar närmare solen än vad Venus gör. Problemet är, ingen har kunnat hitta en – förrän nu.

Astronomer som arbetar med Zwicky Transient Facility säger att de äntligen har hittat en. Men den här är större än förutsägelser, på ca 2 km. Om dess existens kan bekräftas, då kan asteroidpopulationsmodeller behöva uppdateras.

En ny artikel som presenterar detta resultat finns uppe på arxiv.org, en pre-press publiceringssida. Den har titeln "En kilometerskalig asteroid i Venus omloppsbana." Huvudförfattare är Dr Wing-Huen Ip, en professor i astronomi vid Institute of Astronomy, National Central University, Taiwan.

Den nyupptäckta asteroiden heter 2020 AV2. Den har ett aphelionavstånd på endast 0,65 astronomiska enheter, och är ca 2 km i diameter. Dess upptäckt är överraskande eftersom modeller inte förutspår några så stora asteroider i Venus omloppsbana. Det kan vara bevis på en ny population av asteroider, eller så kan det bara vara den största av befolkningen.

Författarna skriver, "Om denna upptäckt inte är en statistisk slump, då kan 2020 AV2 komma från en ännu oupptäckt källpopulation av asteroider inuti Venus, och för närvarande gynnade asteroidpopulationsmodeller kan behöva justeras."

Det finns cirka 1 miljon kända asteroider, och de allra flesta av dem är långt utanför jordens omloppsbana. Det finns bara en liten bråkdel med hela deras banor inuti jordens. Modeller förutspår att ett ännu mindre antal asteroider borde finnas inne i Venus omloppsbana. Dessa asteroider kallas Vatiras.

2020 AV2 sågs först av Zwicky Transient Facility (ZTF) den 4 januari, 2020. Uppföljningsobservationer med Palomar 60-tumsteleskopet och Kitt Peak 84-tumsteleskopet samlade in mer data.

Nära slutet av januari, astronomer använde Keck-teleskopet för spektroskopiska observationer av berget. Dessa data visar att asteroiden kom från det inre området av huvudasteroidbältet, mellan Mars och Jupiter. "Dessa data gynnar en silikat-asteroidliknande sammansättning av S-typ som överensstämmer med ett ursprung från det inre huvudbältet där asteroider av S-typ är det mest förekommande." De tillägger att det stämmer överens med Near Earth Asteroid-modeller (NEA) att "...förutsäga att asteroider med orbitalelementen från 2020 AV2 kommer att härröra från det inre huvudbältet."

2020 AV2 är antingen en modellbuster eller en modellbekräftare. "NEA befolkningsmodeller förutspår <1 inre Venus asteroid av denna storlek, antyder att 2020 AV2 är en av de största inre Venus-asteroiderna i solsystemet, " skriver författarna. Det är antingen den största, vilket är vettigt eftersom den största skulle vara den första att ses, eller så finns det fler av dem som vi inte har hittat ännu.

Författarna tänkte igenom två scenarier som involverar 2020 AV2:s upptäckt, och vad det betyder. "Trots dess låga sannolikhet, en möjlig förklaring till vår upptäckt av 2020 AV2 är en slumpmässig upptäckt från jordens asteroidpopulation, " skriver de. "Men, "de fortsätter, "Historien har visat att den första upptäckten av en ny klass av objekt vanligtvis är en indikation på en annan källpopulation c.f. såsom Kuiperbältet med upptäckten av de första Kuiperbältsobjekten 1992 QB1 och 1993 FW."

Det finns också en möjlighet att 2020 AV2 inte har sitt ursprung i det huvudsakliga asteroidbältet. Modeller visar att det finns en region inuti Merkurius bana som kunde ha gett upphov till asteroider, och där de fortfarande kan bo. "...2020 AV2 kunde ha sitt ursprung från en källa av asteroider som ligger närmare solen, såsom nära stabilitetsregionerna belägna inuti Merkurius omloppsbana vid ~0,1-0,2 au, där stora asteroider kunde ha bildats och överlevt på tidsskalor av solsystemets ålder."

2020 AV2 kanske inte spenderar en evighet på sin nuvarande omloppsbana. Teamet av forskare utförde några simuleringar, och de visar att asteroiden helt och hållet kunde kastas ut från solsystemet. "... dynamiska N-kroppssimuleringar av 2020 AV2 indikerar att dess omloppsbana är stabil på ~10 Myr tidsskalor, kommer in i tillfälliga resonanser med de jordiska planeterna och Jupiter innan dess omloppsbana utvecklas till nära mötesbanor med gasjätten, leder till dess slutliga utstötning från solsystemet."

När 2020 AV2 först upptäcktes, forskare undrade över resan det måste ha tagit att komma dit. De undrade också över det eventuella ödet. "Att ta sig förbi Venus omloppsbana måste ha varit utmanande, sade George Helou, verkställande direktör för IPAC astronomicenter vid Caltech och en ZTF-medutredare, i ett pressmeddelande. Helou förklarade att asteroiden måste ha migrerat in mot Venus från längre ut i solsystemet. "Det enda sättet det någonsin kommer att ta sig ur sin bana är om det kastas ut via ett gravitationsmöte med Merkurius eller Venus, men mer sannolikt kommer det att krascha på en av dessa två planeter."

Om denna upptäckt bara är den första av en hel population av asteroider i Venus omloppsbana, majoriteten av dem kommer alla att dela samma öde. Efter cirka 10 till 20 miljoner år, de kommer alla att kastas ut.