Fyra familjer av extremt unga asteroider har identifierats av forskare knutna till São Paulo State University (UNESP) i Guaratinguetá, Brasilien. En artikel om upptäckten har publicerats i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .

"Vi identifierade de nya familjerna med hjälp av numerisk simulering med hjälp av bakåtintegreringsmetoden (BIM), vilket är mycket mer exakt än andra metoder för att dejta asteroidfamiljer. Men BIM fungerar bara för riktigt unga familjer som är mindre än 20 miljoner år gamla. Tills nyligen, endast åtta familjer hade studerats med denna metod. Vi vet nu 13, nästan en tredjedel av dem identifierades av vår grupp, sa Valerio Carruba, professor vid UNESP:s matematikavdelning.

Carruba koordinerade forskningsprojektet om asteroidfamiljer som genomfördes vid Engineering School of UNESP:s campus i Guaratinguetá. De fyra familjerna i fråga, som alla är mindre än 7 miljoner år gamla, bana mellan Mars och Jupiter som en del av en grupp som kallas huvudasteroidbältet.

De viktigaste dateringsparametrarna som användes var longituderna för pericenter och stigande nod. För en planet, komet eller asteroid som rör sig runt solen i en elliptisk bana, pericentrum är den punkt där den kommer närmast solen. Den stigande noden är den punkt där omloppsbanan korsar från den södra sidan av ett referensplan, typiskt det ekliptiska planet, till norra sidan.

"När en asteroidfamilj bildas, alla asteroidernas pericenter och stigande noder är i linje, men när familjen utvecklas, inriktningen går förlorad på grund av gravitationsstörningar som produceras av planeter och möjligen av några massiva asteroider, " förklarade Carruba. "Baserat på aktuella data, BIM låter dig gå tillbaka i tiden med hjälp av numerisk simulering för att rekonstruera inställningen där parametrarna justerades och därigenom datera asteroidfamiljen."

Förutom de fyra nya familjer som de själva identifierat, gruppen studerade 55 nya familjer som identifierats av andra forskare. Förutom att dejta familjerna, de upprättade ett diagram som med stor precision, skiljer mellan familjer bildade av kollisionshändelser och familjer bildade av fission av en prekursorkropp.

När två asteroider kolliderar, en eller båda kan fragmenteras, ger upphov till en familj med flera föremål. Fission, å andra sidan, består av utstötning av materia av en prekursorkropp, antingen för att den fick mycket snabb rotation på sin egen axel och drabbades av en kollision eller för att den nyligen stötte ut en sekundär kropp som gick sönder.

"En av de fyra familjer som vi identifierade bildades utan tvekan av en kollisionshändelse. Kollision är mycket troligt att ha varit ursprunget till en annan. Resten identifierades mycket nyligen, och vi behöver fler studier för att formulera en hypotes om deras bildande, sa Carruba.

Rörelseresonans

Huvudbältet är en extraordinär nisch av asteroider, med mer än 700 kända föremål. Antalet ökar stadigt tack vare förbättrade metoder för upptäckt, och det kan uppskattas till miljoner.

Enligt Carruba, asteroiderna i huvudbältet är långt ifrån jämnt fördelade. Olika olika regioner har bildats inom bältet på grund av den mycket komplexa gravitationsinteraktionen mellan så många kroppar och, framför allt, till Jupiters kraftfulla gravitationsfält.

En viktig drivkraft för denna struktur är ett fenomen som kallas "medelrörelseresonans", som uppstår när två kroppar som kretsar kring en tredje har nära matchade omloppsperioder som är relaterade till ett förhållande av två små heltal.

Resonanserna skapar tomma utrymmen i asteroidernas radiella fördelning. De kallas Kirkwood Gaps, för att hedra den amerikanske astronomen Daniel Kirkwood (1814-95), som identifierade och förklarade dessa asteroidfria zoner i huvudbältet.

"Mellan 33% och 35% av asteroiderna i huvudbältet är familjemedlemmar, ”, sade Carruba. ”Det finns över 120 igenkännbara familjer och dussintals mindre statistiskt signifikanta grupper. Stora familjer består av hundratals medlemmar, medan små familjer kan ha ett tiotal medlemmar."

Uppskattningar av åldern på asteroidfamiljerna i bältet sträcker sig från några miljoner till hundratals miljoner år. Ursprunget till den äldsta familjen har daterats till 4 miljarder år sedan, så det deltog i det första skedet av solsystemets bildande.