För miljarder år sedan, asteroidkollisioner resulterade i att fragment kastades ut hundratals kilometer tvärs över och delade liknande banor. De resulterande grupperna är kända som asteroidfamiljer.

Andra asteroidgrupper som bildas som ett resultat av rotationsklyvning, vilket händer när en snabbt snurrande kropp når kritisk rotationshastighet och delar sig i relativt små fragment bara några kilometer tvärs över.

Forskare har alltid tänkt på fissionkluster som helt åtskilda från kollisionsfamiljer. Nu, dock, en studie utförd av forskare knutna till São Paulo State University (UNESP) i Guaratinguetá, under beskydd av ett projekt som stöds av São Paulo Research Foundation—FAPESP, har visat att fissionskluster i vissa fall kan härröra från kollisionsfamiljer.

Forskare vid National Space Research Institute (INPE) och Federal University of São Paulo (UNIFESP) i Brasilien, samt universitetet i Côte d'Azur i Frankrike, deltog också i studien, som publiceras i tidskriften Natur astronomi .

"Dessa upptäckter förändrar vår förståelse av hur asteroidfamiljer bildas, "Valério Carruba, en professor vid UNESP och huvudutredare för projektet, berättade för Agência FAPESP.

"Man trodde alltid att asteroidfamiljer var resultatet av kollisioner, och att fragmenten kan utvecklas via gravitationella eller icke-gravitationsmekanismer, förblir ungefär samma storlek. Nu har vi observerat att en kollision inte är en engångshändelse utan kan utlösa den efterföljande bildandet av en kaskad av andra grupper, sa Carruba.

Forskarna försökte identifiera möjliga klyvningskluster inuti asteroidfamiljer skapade av kollision, välja ut fyra unga asteroidfamiljer som bildades för mindre än 5 miljoner år sedan:Jones, Kazuya, 2001 GB11, och Lorre.

Genom att använda metoder för igenkänning av asteroidfamiljer baserade på simulering av tidsomvändning, klustringsalgoritmer för maskininlärning, och högkvalitativa astrometriska data (om orbital position och rörelse) erhållna från observationer av solsystemobjekt av Gaia, Europeiska rymdorganisationens (ESA) teleskop- och astrometriuppdrag, de identifierade flera subkluster inom dessa fyra extremt unga kollisionsfamiljer.

Deras analys bekräftade tre sekundära eller tertiära fissionskluster i Jones-familjen (6,7% av den totala befolkningen), två i 2001 års GB11-familjen (6,3 %), och två i familjen Lorre (27,3%).

De definierade sekundära kluster som delmängder av den större familjen som skapades av den primära kollisionen och inklusive moderkroppen, medan tertiära grupper är delmängder av den primära familjen som skapas av efterföljande kollisioner och inte inkluderar den överordnade kroppen.

Författarna till den publicerade studien noterar att detekterbara fissionskluster i sekundära och tertiära grupper aldrig står för mer än 5% av den totala befolkningen i asteroidfamiljer äldre än 100 miljoner år.

"Detta är förmodligen kopplat till mekanismen där primära asteroidfamiljer bildas, sa Carruba.

Syns för ögonblicket

Enligt Carruba, när asteroidfamiljer bildas inkluderar de strömmar av fragment som snurrar i hög hastighet på grund av kollisionen, eller på grund av icke-gravitationella effekter som YORP (Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack-effekten), ett termiskt vridmoment som beror på solstrålning.

Fragmenten samlas så småningom i fissionsgrupper som bara är synliga under en tid. "Efter 5 till 10 miljoner år går de sönder och kan inte längre upptäckas med de metoder som finns tillgängliga för oss, " förklarade han. "Många klyvningskluster som bildats i det förflutna är inte längre detekterbara."

Han tillade att det inte finns några uppskattningar av rotationsperioden (den tid det tar att rotera en gång) för asteroiderna i många kollisionsfamiljer. "Att erhålla rotationsdata skulle hjälpa oss att ta reda på vilka asteroider som kan vara medlemmar i fissionskluster, " han sa.