Tot voor kort waren er slechts van drie grote planetoïden in de hoofdgordel heldere beelden voorhanden, maar astronomen voegen er daar nu 39(!) aan toe.

Het betekent dat we nu een goed beeld hebben van de (driedimensionale) vorm en dichtheid van 42 objecten in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter. En dat helpt astronomen weer om vast te stellen hoe en waar de planetoïden in ons zonnestelsel nu eigenlijk zijn ontstaan.

SPHERE
Voor het maken van gedetailleerde beelden van tientallen objecten in de hoofdgordel maakten de onderzoekers gebruik van ESO’s Very Large Telescope. En dan met name het Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch-instrument dat hieraan gekoppeld is. “Tot nu toe waren slechts drie grote planetoïden in de hoofdgordel – Ceres, Vesta en Lutetia – gedetailleerd in beeld gebracht, omdat ze zijn bezocht door de ruimtemissies Dawn en Rosetta van respectievelijk NASA en ESA,” vertelt onderzoeker Pierre Vernazza. “Onze ESO-waarnemingen hebben scherpe beelden van een veel groter aantal opgeleverd: 42 in totaal.” Nog niet eerder is zo’n grote groep planetoïden zo scherp vastgelegd.

Van schimmig vlekje naar helder beeld
De beelden geven ons een uniek inkijkje in de hoofdgordel, die bewoond wordt door miljoenen ruimtestenen waarvan de grootste exemplaren zelfs op de beste beelden die we er tot voor kort van hadden, vaak slechts een schimmig vlekje vormden. Zo brachten Vernazza en zijn team bijna alle planetoïden die in de hoofdgordel resideren en groter zijn dan 200 kilometer scherp in beeld. Maar het lukte ze ook om heldere beelden te maken van aanzienlijk kleinere ruimtestenen, zoals Urania en Ausonia, die elk slechts ongeveer 90 kilometer groot zijn.

Ausonia en Urania. Afbeelding: ESO / Vernazza et al. / MISTRAL algorithm (ONERA / CNRS).

Verscheidenheid
De beelden onthullen dat de planetoïdengordel een grote verscheidenheid aan objecten kent die qua vorm in grofweg twee categorieën onder te verdelen zijn. Je hebt de planetoïden die bijna volmaakt bolvormig zijn (zoals Ceres en Hygiea bijvoorbeeld). En er zijn planetoïden die juist een langgerekte vorm kennen. Een extreem voorbeeld daarvan is Kleopatra; een planetoïde die vanwege de uitzonderlijke vorm ook wel eens vergeleken wordt met een hondenkluif.

Afbeelding: ESO / Vernazza et al. / MISTRAL algorithm (ONERA / CNRS).

Dichtheid
Doordat de beelden de driedimensionale vorm van de planetoïden onthulden, konden de astronomen deze combineren met de massa’s van de planetoïden. En daaruit kan dan weer de dichtheid worden afgeleid. En ook die blijkt van planetoïde tot planetoïde sterk te verschillen. Zo hebben de vier minst dichte planetoïden – waaronder Lamberta en Sylvia – een dichtheid van ongeveer 1,3 gram per kubieke centimeter (vergelijkbaar met de dichtheid van steenkool). Terwijl Psyche en Kalliope – de planetoïden met de hoogste dichtheden – een dichtheid van 3,9 en 4,4 gram per kubieke centimeter hebben (daarmee is hun dichtheid groter dan die van diamant).

Kalliope en Psyche. Afbeelding: ESO / Vernazza et al. / MISTRAL algorithm (ONERA / CNRS).

Oorsprong
Wat die grote verschillen verraden, is dat de samenstelling van de planetoïden en daarmee ook hun plaats van oorsprong verschilt. “Onze waarnemingen onderbouwen het idee dat deze objecten sinds hun vorming een substantiële migratie hebben doorgemaakt,” vertelt onderzoeker Josef Hanuš. “De enorme variatie in hun samenstelling kan, kort gezegd, alleen worden begrepen als de objecten in verschillende delen van het zonnestelsel zijn ontstaan.” Zo lijken de resultaten de theorie dat de planetoïden met de laagste dichtheid nog voorbij de baan van Neptunus gevormd en later naar hun huidige locatie verhuisd zijn, te onderschrijven.

Onderzoekers verwachten in de toekomst – wederom met behulp van op aarde gevestigde telescopen – nog veel meer te weten te komen over de inwoners van de planetoïdengordel. En daarbij zal de focus dankzij de in aanbouw zijnde Extremely Large Telescope, ook niet langer op de allergrootste objecten liggen, zo voorspelt Vernazza. “ELT-waarnemingen van planetoïden in de hoofdgordel zullen ons in staat stellen om objecten te onderzoeken met diameters tot 35 à 80 kilometer, afhankelijk van hun locatie in de gordel, en kraters tot ongeveer 10 à 25 kilometer groot. Met een SPHERE-achtig instrument op de ELT zouden we zelfs een vergelijkbare steekproef kunnen nemen van objecten in de verre Kuipergordel. Dit betekent dat we de geologische geschiedenis van een veel grotere steekproef van kleine objecten vanaf de grond in kaart kunnen brengen.”