VLBA podaje dokładną pozycję asteroidy... i mierzy ją

To były dość nietypowe obserwacje wykonane z użyciem sieci interferometrycznej VLBA (Very Long Baseline Array)! Astronomowie użyli jej do zbadania zniekształcenia fal radiowych pochodzących z bardzo odległej radiogalaktyki, spowodowanego przez asteroidę przemieszczającą się na jej tle w Układzie Słonecznym.

Obserwacje te pozwoliły nie tylko na nowo zmierzyć rozmiar asteroidy, ale także uzyskać dalsze informacje na temat jej kształtu i znacznie poprawić dokładność, z jaką można obliczyć parametry orbitalne tego ciała.

Badana asteroida nosi nazwę Palma i okrąża Słońce w głównym pasie planetoid, pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Została odkryta jeszcze w roku 1893 przez Fracuza Auguste Charloisa. Palma krąży w naszym układzie z okresem 5,59 ziemskiego roku. 15 maja 2017 r. na chwilę przesłoniła fale radiowe dochodzące do nas z dużo dalej położonej galaktyki radiowej 0141+268. Rzucany wówczas cień radiowy przebiegał z grubsza od południowego zachodu na północny wschód, przecinając po drodze na ziemi między innymi stację VLBA znajdującą się w Brewster w amerykańskim stanie Waszyngton. Cień przemknął po powierzchni Ziemi z prędkością 32 mil na sekundę!

Gdy asteroida przechodziła przed radiogalaktyką w leżącą swym tle, jej fale radiowe zostały lekko ugięte wokół krawędzi Palmy w procesie dyfrakcji. Dodatkowo fale te współoddziaływały wówczas ze sobą, tworząc kolisty wzór złożony silniejszych i słabszych fal, podobny do układu jasnych i ciemnych kręgów wytwarzanych w ziemskich eksperymentach laboratoryjnych z falami świetlnymi, a także do kręgów na wodzie. Naukowcy mogli następnie przeanalizować wzorce ugiętych fal radiowych i w rezultacie dowiedzieć się dużo więcej o samej asteroidzie, w tym o jej wielkości i pozycji.

Poza antenami z Brewster astronomowie wykorzystali także do obserwacji radioteleskopy sieci VLBA zlokalizowane w Kalifornii, Teksasie, Arizonie i Nowym Meksyku. Przejście asteroidy przed radiogalaktyką, czyli w rzeczywistości dość specyficzne zjawisko kosmicznego zakrycia (okultacji) miało wpływ na charakterystykę sygnałów odbieranych w Brewster, uwidaczniającą się także w ich połączeniu z sygnałami z każdej z pozostałych anten.

Ilustracja: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Obszerna analiza danych pozwoliła później na wyciągnięcie nowych wniosków na temat kształtu, budowy i ruchu asteroidy. Jej średnicę wyznaczono na  192 kilometry, co jest w ścisłej zgodzie z wcześniejszymi obserwacjami optycznymi. Okazało się jednak, że Palma, podobnie zresztą jak wiele innych asteroid, ma kształt nie do końca kulisty - jedna z jej krawędzi zdaje się być w naturalny sposób wydrążona. Astronomowie twierdzą, że obserwacje jej kształtu można będzie jeszcze bardziej doprecyzować, łącząc nowo uzyskane dane radiowe z poprzednimi obserwacjami asteroidy i związanych z nią zakryć w świetle widzialnym.


Czytaj więcej:

Źródło: NRAO

Grafika powyżej: Sieć VLBA i jej poszczególne komponenty zlokalizowane na różnych kontynentach.
Źródło: T. Krichbaum, MPIfR