Tajemství planetky Minerva a jejích měsíců

Od objevu svých dvou měsíců je planetka Minerva cílem studií za využití kosmických a pozemních dalekohledů snažících se ohalit tajemství této zajímavé soustavy. Pozorovací kampaň, do které se zapojilo několik dalekohledů, nyní potvrdila, že Minerva je na svoji velikost neobvykle kulatá planetka a má možná unikátní strukturu.

Kampaň na „zvážení“ planetky a určení její hustoty a dalších charakteristik podnikl mezinárodní tým planetárních astronomů vedený Franckem Marchisem, výzkumníkem z Carl Sagan Center na SETI Institute. Marchis oznámil svoje výsledky na EPSC-DPS Joint Meeting 2011 v Nantes ve Francii.

Minerva je čtvrtá planetka hlavního pásu mezi Marsem a Jupiterem, u které byly nalezeny dva měsíce. Samotná planetka má průměr 156 km a každý z měsíců kolem 5 km. Tyto dva měsíce byly objeveny v roce 2009 pomocí dalekohledu Keck II členy tohoto týmu. Ostatní trojité planetky v hlavním pásu jsou (87) Sylvia (trojitost objevena roku 2005), (45) Eugenia (2006) a (216) Kleopatra (2008). Marchis a jeho tým se podíleli na objevu, že planetky jsou trojité, a následných studiích.

Podle Marchise se něco málo vědělo o Minervě už dříve. Přibližně byl známý průměr a tvar. Krátce po objevu jejích dvou měsíců byly se Marchisův tým zaměřil na prověření dřívějších dat z pozemních a kosmických dalekohledů a zorganizoval novou pozorovací kampaň za účelem zpřesnění našich znalostí o této podivuhodné planetce.

Tým podrobně studoval planetku pomocí Keckova teleskopu na Havaji a 60cm robotického dalekohledu super-LOTIS na Kitt Peaku. Tato pozorování umožnila astronomům zpřesnit dráhy měsíců planetky jednak přímým zobrazením měsíců, jednak pozorováním zákrytů.

Současný model tvaru planetky Minerva je vytvořen kombinací optických dat pořízených během posledních 30 let. Velkým přínosem byly podrobné snímky z Keckova teleskopu a pozorování zákrytu hvězdy planetkou Minerva americkými astronomy-amatéry 24. prosince 2010.

Josef Ďurech z Karlovy university v Praze dodává, že určit tvar Minervy bylo neobyčejně komplikované, protože planetka je mimořádně blízká kulovému tvaru, a tak model nebylo možné vytvořit bez kombinace všech tří zdrojů dat.

Zajímavé je, že všechny tři zbývající planetky hlavního pásu, které mají dva měsíce, jsou protáhlých tvarů. Je proto možné, že Minerva má odlišné vnitřní složení nebo strukturu. Studium složení planetek je důležité pro určení, jestli planetka mohla dodat materiál na Zemi v dávné historii sluneční soustavy nebo ne. To má souvislost s podmínkami pro vznik života.

Přítomnost měsíců obíhajících kolem planetky velmi usnadňuje změření hmotnosti planetky a jejích rozměrů. Z toho lze zjistit také hustotu planetky a z hustoty odhadnout její chemické složení. V případě Minervy se velikost planetky dala zjistit dvěma způsoby: analýzou zákrytu hvězdy z 24. prosince 2010 a opětovným rozborem dat z infračervené družice IRAS získaných v roce 1983. Obě metody vedly k určení průměru asi 156 km. Za předpokladu podobného složení měsíců planetky a použitím adaptivní optiky Keckova teleskopu došel tým astronomů k závěru, že měsíce jsou velmi malé – jen kolem 5 km v průměru.

Z tvaru, velikosti a hmotnosti planetky astronomové vypočítali střední hustotu 1,9 g/cm³. Minerva se zdá být primitivního typu asteroidů známých jako uhlíkaté chondrity. Za předpokladu, že má stejné složení a hustotu jako uhlíkatéh chondrity, které dopadly na Zemi, je její makroporosita resp. procento dutin kolem 30%.

„Všechny velké planetky hlavního pásu, které mají jeden nebo více měsíců, jsou velmi porézní, možná proto, že jejich vnitřek ma charakter hromady suti“, prohlásil Marchis, „nicméně Minerva má zřetelně větší hustotu než ostatní planetky typu uhlíkatých chondritů tvořících vícenásobné soustavy. Koneckonců možná existují určité drobné rozdíly ve složení planetek tohoto typu, jak se zdá podle těch planetek, které jsme studovali. Tyto výsledky umožňují náhled jeden do historie a způsobu vzniku vícenásobných planetek, ale také do struktury a původu planetek obecně.“

Planetka (93) Minerva byla objevena J. C. Watsonem roku 1867 v Ann Arbor v Michiganu a dostala jméno Minerva, což je římská obdoba Athény, bohyně moudrosti. Měsíce obíhají kolem 156kilometrové planetky ve vzdálenostech 650 km a 380 km s dobami oběhu 58 hodin a 27 hodin (blízko roviny rovníku a po téměř kruhových drahách). Měsíce dosud nedostaly oficiální jména.

Spoluautoři ppříspěvku EPSC-DPS jsou F. Marchis a jeho student J. E. Enriquez z Carl Sagan Center na SETI Institute, CA; P. Descamps, J. Berthier, F. Vachier z Institut de Mecanique Celeste et de Calcul des Ephemerides ve Francii; J. Ďurech z Karlovy university v Praze v České republice; P. Dalba, student na UC Berkeley, CA; A. W. Harris z DLR Institute of Planetary Research, Berlín, Německo; J. P. Emery z University of Tennessee v Knoxville; J. Melbourne z Caltechu v Pasadeně, CA; A. Stockton, H.-Y. Shih, K. Larson a T. J. Dupuy z University of Hawaii, Honolulu; C. D. Fassnacht z University of California v Davisu, CA. Autoři by rádi poděkovali skupině IOTA za pomoc s koordinací a získání výsledků pozorování zákrytu hvězdy z 24. prosince 2010, a zejména těmto pozorovatel: R. Peterson, G. Lucas, J. Ray, S. Herchak, J. Menke, W. Thomas, D.J. Dunham , B. Jones, S. Conard.