De detaljerade bilderna av dessa 42 objekt är ett steg framåt i att utforska asteroider, möjliggjort tack vare markbaserade teleskop, och bidra till att svara på livets yttersta fråga, universum, och allting.

"Bara tre stora asteroider i huvudbältet, Ceres, Vesta och Lutetia, har fotograferats med en hög detaljnivå hittills, när de besöktes av rymduppdragen Dawn och Rosetta från NASA och European Space Agency, respektive, " förklarar Pierre Vernazza, från Laboratoire d'Astrophysique de Marseille i Frankrike, som ledde asteroidstudien som publicerades idag i Astronomi &Astrofysik . "Våra ESO-observationer har gett skarpa bilder för många fler mål, 42 totalt."

Det tidigare lilla antalet detaljerade observationer av asteroider innebar att, tills nu, nyckelegenskaper som deras 3D-form eller densitet hade förblivit i stort sett okända. Mellan 2017 och 2019, Vernazza och hans team satte sig för att fylla denna lucka genom att genomföra en grundlig undersökning av de stora kropparna i asteroidbältet.

De flesta av de 42 föremålen i deras urval är större än 100 km stora; särskilt, laget avbildade nästan alla bältasteroider större än 200 kilometer, 20 av 23. De två största föremålen som teamet undersökte var Ceres och Vesta, som är cirka 940 och 520 kilometer i diameter, medan de två minsta asteroiderna är Urania och Ausonia, var och en bara cirka 90 kilometer.

Genom att rekonstruera föremålens former, teamet insåg att de observerade asteroiderna huvudsakligen är uppdelade i två familjer. Vissa är nästan perfekt sfäriska, som Hygiea och Ceres, medan andra har en mer speciell, "lång" form, deras obestridda drottning är "hundben" asteroiden Kleopatra.

Genom att kombinera asteroidernas former med information om deras massor, teamet fann att tätheterna förändras avsevärt över provet. De fyra minst täta asteroiderna som studerades, inklusive Lamberta och Sylvia, har densiteter på cirka 1,3 gram per kubikcentimeter, ungefär densiteten av kol. Det högsta, Psyche och Kalliope, har densiteter på 3,9 och 4,4 gram per kubikcentimeter, respektive, vilket är högre än diamantens densitet (3,5 gram per kubikcentimeter).

Denna stora skillnad i densitet tyder på att asteroidernas sammansättning varierar avsevärt, ger astronomer viktiga ledtrådar om deras ursprung. "Våra observationer ger starkt stöd för en betydande migration av dessa kroppar sedan de bildades. Kort sagt, en sådan enorm variation i deras sammansättning kan bara förstås om kropparna har sitt ursprung i olika områden i solsystemet, " förklarar Josef Hanuš från Charles University, Prag, Tjeckien, en av författarna till studien. Särskilt, resultaten stödjer teorin att de minst täta asteroiderna bildades i avlägsna regioner bortom Neptunus omloppsbana och migrerade till sin nuvarande plats.

Dessa fynd möjliggjordes tack vare känsligheten hos instrumentet Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) monterat på ESO:s VLT. "Med de förbättrade funktionerna hos SPHERE, tillsammans med det faktum att lite var känt om formen på de största huvudbältets asteroider, vi kunde göra betydande framsteg på detta område, säger medförfattaren Laurent Jorda, även av Laboratoire d'Astrophysique de Marseille.

Astronomer kommer att kunna avbilda ännu fler asteroider i detalj med ESO:s kommande Extremely Large Telescope (ELT), för närvarande under uppbyggnad i Chile och kommer att starta sin verksamhet senare detta årtionde. "ELT-observationer av huvudbältets asteroider kommer att tillåta oss att studera objekt med diametrar ner till 35 till 80 kilometer, beroende på deras placering i bältet, och kratrar ner till cirka 10 till 25 kilometer stora, " säger Vernazza. "Att ha ett SPHERE-liknande instrument vid ELT skulle till och med tillåta oss att avbilda ett liknande prov av objekt i det avlägsna Kuiperbältet. Detta betyder att vi kommer att kunna karakterisera den geologiska historien för ett mycket större urval av små kroppar från marken."