Nr 63 2021

Så går det till när Gaia möter och mäter klothopar

Stort tack till vår prof em i Lund, Lennart Lindegren, som svarat på min fråga i förra W-bloggen: Hur ser det ut när Gaia-sonden sveper över klotformiga stjärnhopar som M15? Stjärnorna klumpar väl ihop sig och saturerar mätningarna?

Lennarts svar:

– Jo, det sker verkligen en slags mättnad när Gaia sveper över mycket stjärntäta områden. Vad som händer (i stora drag) är att de Video Processing Units som tar hand om CCD-signalerna inte hinner med att bearbeta alla observationerna. Det sker då en prioritering där man i första hand tar hand om de ljusare stjärnorna.

– Detta märks inte mycket i M15, men exempelvis i omega Cen syns det tydligt om man plottar alla objekten i området från EDR3. Se bilden (genererad med hjälp av https://gea.esac.esa.int/archive/visualization/).

– I de mörkare partierna i centrum har datorresurserna helt enkelt tagit slut. En lustig effekt är att tätheten av de observerade stjärnorna är högre i en ring runt centrum än i själva centrum. Det beror på att det tar några sekunder innan begränsningen sätter in, och då har Gaia redan svept en bit in i hopen.

– Eftersom svepen kommer från olika riktningar vid olika tillfällen, får man ring-effekten.

Frågan ställdes apropå Hans Hilderfors M15-bild senast.

Mer om stjärnhopar

Denna gång är det Hubble-teleskopet som hjälpt till att reda ut hur vita dvärgar åldras – och hur de luras om sin ålder! – i klotformiga stjärnhopar som M3 och M13. Rapporten här.

Ny generation med Björklund-rötter på TBO!

Peter Hemborg, vår astropedagog på TBO, berättar:

Här kommer bild på Nelson Hill, dottersonson till Per-Åke Björklund. Nelson, 6 år, med pappa Mattias Hill gjorde igår sitt första besök på Tycho Brahe-observatoriet. Han visste att en släkting, Per-Åke, hade ”byggt” Observatoriet.

Foto: Peter Hemborg

Nelson är nu med i Rymdungarna. Han önskade att Rymdungarna träffades varje vecka.

Per-Åke Björklund var ju i många år vår ASTB-ordförande och en av de sanna ”arkitekterna” bakom TBO:s tillkomst för snart femtio år sedan. Dessutom skrev han en bok om vår guru – Tycho Brahe.

”Hundbenet” Kleopatra avklädd!

Med hjälp av Europeiska Sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) har en grupp astronomer tagit de skarpaste och mest detaljerade bilderna hittills av asteroiden Kleopatra. Observationerna gjorde det möjligt att bestämma dess tredimensionella form, som är lik ett hundben, och massa med en högre noggrannhet än tidigare. Forskningen ger nya ledtrådar till hur asteroiden och dess två månar bildades.

– Kleopatra är i sanning en unik kropp i solsystemet, menar Frank Marchis, astronom vid SETI-institutet i Mountain Vew, USA och Laboratoire d’Astrophysique de Marseille i Frankrike, som ledde studien som publicerats i Astronomy och Astrophysics. ”Vetenskapen gör stora framsteg genom att studera underliga objekt. Jag tror att Kleopatra är ett av dessa, och att förståelsen av detta komplexa och multipla asteroidsystem kan lära oss mer om solsystemet.”

Kleopatra går i omloppsbana kring solen mellan planeterna Mars och Jupiter. Astronomer har kallat den ”hundbensasteroiden” ända sedan de första radarobservationerna för 20 år sedan avslöjade dess två lober, sammanbundna av en tjock ”hals”. 2008 upptäckte Marchis och hans kollegor att det kring Kleopatra kretsade två månar som fick namnen AlexHelios och CleoSelene efter den egyptiska drottningens barn.

För att ta reda på mer om Kleopatra utnyttjade Marchis och hans forskarlag bilder av asteroiden tagna mellan 2017 och 2019 med SPHERE-instrumentet (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) på ESO:s VLT. Medan asteroiden roterade kunde de studera den i olika vinklar och bygga upp en 3D-modell av dess form, som är mer exakt än någon tidigare. De kunde därmed bestämma dess form och volym och fann att den ena loben är större än den andra, och att dess längd är 270 kilometer.

I en annan studie som också publiceras i Astronomy & Astrophysics och leddes av Miroslav Brož vid Karlsuniversitetet i Prag, Tjeckien, beräknades månarnas banor med hjälp av data från SPHERE. Tidigare studier hade ungefärligen uppskattat banornas egenskaper, men de nya observationerna med ESO:s VLT visade att månarna inte befann sig där man trodde de skulle vara.

– Detta behövde vi titta närmare på, säger Brož. ”Eftersom månarnas banor var felaktigt bestämda var allt annat också fel, inklusive Kleopatras massa”. Tack vare de nya observationerna och avancerad modellering kunde forskarlaget mycket noggrant beräkna hur Kleopatras gravitationsfält påverkar banornas rörelser och bestämma AlexHelios och CleoSelenes komplexa banor. Det ledde dem till en ny bestämning av Kleopatras massa som var 35% mindre än tidigare uppskattningar.

Genom att kombinera de nya värdena för Kleopatras volym och massa kunde forskarna också bestämma ett nytt nytt värde på dess densitet till mindre än hälften av järns, vilket var lägre än man hade antagit. Den låga densiteten hos Kleopatra, som tros innehålla mycket metaller, indikerar att den har en porös struktur och att den kan vara sammansatt av många mindre fragment. Det skulle betyda att den bildades från material som splittrades vid ett enormt nedslag.

Kleopatras porösa struktur och rotation ger också en inblick i hur dess två månar kan ha bildats. Asteroiden roterar med nästan kritisk hastighet (den hastighet över viken den skulle börja slitas sönder om den var sammansatt av små fragment), vilket innebär att till och med små nedslag skulle kunna få stenar att lämna dess yta. Marchis och hans forskarlag menar att sådana små utkastade stenar skulle kunna ha bildat AlexHelios och CleaSelene, vilket skulle innebära att Kleopatra har skapat sina egna månar.

De nya bilderna av Kleopatra och de insikter de ger var bara möjliga tack vare det avancerade adaptiva optiksystemet på ESO:s VLT. Med adaptiv optik kan luftoron i atmosfären – som får natthimlens stjärnor att blinka – att stabiliseras. Tack vare sådana optiska korrektioner kunde SPHERE avbilda Kleopatra trots att den ligger 200 miljoner kilometer som närmast. Dess skenbara storlek på himlen är densamma som en golfboll på 40 kilometers avstånd.

ESO:s kommande Extremely Large Telescope (ELT), med sitt avancerade adaptiva optiksystem, kommer att vara idealiskt för att avbilda asteroider som Kleopatra.

Jonicus – var han först på plan?

I J Paul Gettys digitala museum finns en bild knutet till ett manuskript daterat till runt 1400, som Christian Vestergaard fått korn på. Titeln är ”Jonicus, The first astronomer”. Upphovsman okänd.

Bildkälla: This image is available for download, without charge, under the Getty’s Open Content Program



								
				

			

Lämna ett svar