Webb detecteert een extreem kleine planetoïde in de hoofdgordel

Hun project gebruikte gegevens van de kalibratie van het Mid-InfraRed Instrument (MIRI), waarin het team toevallig een planetoïde ontdekte. Het object is waarschijnlijk het kleinste object dat tot nu toe door Webb is waargenomen en kan een voorbeeld zijn van een object van minder dan 1 kilometer lang binnen de belangrijkste planetoïdengordel, gelegen tussen Mars en Jupiter.

Er zijn meer waarnemingen nodig om de aard en eigenschappen van dit object beter te karakteriseren.

Bij de foto: Een artistieke impressie van een planetoïde. Afbeelding: Bartmann (ESA/Webb), ESO/M. Kornmesser en S. Brunier, N. Risinger (skysurvey.org).

Het zonnestelsel wemelt van planetoïden en kleine rotsachtige lichamen. Astronomen kennen momenteel meer dan 1,1 miljoen van deze rotsachtige overblijfselen uit de vroege dagen van het zonnestelsel.

Het vermogen van de NASA/ESA/CSA James Webb-ruimtetelescoop om deze objecten op infrarode golflengten te verkennen, zal naar verwachting leiden tot een baanbrekende nieuwe wetenschap, maar een team van wetenschappers heeft aangetoond dat Webb ook een onvoorspelbare aanleg heeft voor het toevallig detecteren van kleine en voorheen onbekende objecten.

"We hebben - geheel onverwacht - een kleine asteroïde gedetecteerd in publiek beschikbare MIRI-kalibratiewaarnemingen," legt Thomas Müller uit, een astronoom aan het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica in Duitsland. "De metingen behoren tot de eerste MIRI-metingen die gericht zijn op het eclipticavlak en ons werk suggereert dat met dit instrument vele, nieuwe objecten zullen worden gedetecteerd."

De Webb-waarnemingen die deze kleine planetoïde onthulden, waren oorspronkelijk niet ontworpen om op nieuwe planetoïden te jagen. Het waren in feite kalibratiebeelden van de in de hoofdgordel vertoevende planetoïde (10920) 1998 BC1 – ontdekt in 1998 (*) – maar het kalibratieteam beschouwde ze als mislukt om technische redenen.

Desondanks werden de gegevens over planetoïde 10920 door het team gebruikt om een nieuwe techniek vast te stellen en te testen om de baan van een object te bepalen en de grootte ervan te schatten. De validiteit van de methode werd aangetoond voor planetoïde 10920 met behulp van de MIRI-waarnemingen in combinatie met gegevens van telescopen op de grond en ESA's Gaia-missie (**).

Tijdens de analyse van de MIRI-gegevens vond het team een kleiner en voorheen onbekend object dat vertoefde in hetzelfde gezichtsveld. De resultaten van het team suggereren dat het object 100-200 meter meet, een baan heeft met een zeer lage inclinatie en zich ten tijde van de Webb-waarnemingen in het binnenste deel van de planetoïdengordel bevond.

"Onze resultaten laten zien dat zelfs 'mislukte' Webb-waarnemingen wetenschappelijk nuttig kunnen zijn, als je de juiste mentaliteit en een beetje geluk hebt", legt Müller uit. "Onze detectie bevindt zich in de planetoïdengordel, maar de ongelooflijke gevoeligheid van Webb maakte het mogelijk om dit object van ongeveer 100 meter op een afstand van meer dan 100 miljoen kilometer te zien."

De detectie van deze planetoïde - waarvan het team vermoedt dat het de kleinste is die tot nu toe door Webb is waargenomen en een van de kleinste gedetecteerd in die planetoïdengordel - zou, indien bevestigd als een nieuwe planetoïde-ontdekking, belangrijke implicaties hebben voor ons begrip van de formatie en evolutie van het zonnestelsel.

Huidige modellen voorspellen het voorkomen van planetoïden tot zeer kleine afmetingen, maar kleine planetoïden zijn minder gedetailleerd bestudeerd dan hun grotere tegenhangers vanwege de moeilijkheid om deze objecten te observeren. Toekomstige speciale Webb-waarnemingen zullen astronomen in staat stellen planetoïden kleiner dan 1 kilometer te bestuderen, wat de nodige gegevens oplevert om onze modellen van de vorming van het zonnestelsel te verfijnen.

Bovendien suggereert dit resultaat dat Webb ook toevallig kan bijdragen aan de detectie van nieuwe planetoïden. Het team vermoedt dat zelfs korte MIRI-waarnemingen dicht bij het vlak van het zonnestelsel altijd een paar planetoïden zullen omvatten, waarvan de meeste onbekende objecten zullen zijn.

Om te bevestigen dat het gedetecteerde object een nieuw ontdekte planetoïde is, zijn er meer positiegegevens ten opzichte van achtergrondsterren nodig uit vervolgstudies om de baan van het object te beperken.

"Dit is een fantastisch resultaat dat de mogelijkheden van MIRI benadrukt om toevallig een eerder ondetecteerbare grootte van een planetoïde in de hoofdgordel te detecteren", concludeerde Bryan Holler, Webb-ondersteunende wetenschapper aan het Space Telescope Science Institute in Baltimore, VS. "Herhalingen van deze waarnemingen worden momenteel gepland en we verwachten volledig nieuwe planetoïde-indringers in die beelden!"
 

(*) De planetoïdengordel is een donutvormig gebied dat de meeste planetoïden van het zonnestelsel bevat. Het ligt ruwweg tussen de banen van de planeten Mars en Jupiter, en is nauw uitgelijnd met het eclipticavlak, het vlak van de baan van de aarde rond de zon, dat ook het ruwe vlak is waarin de andere planeten van het zonnestelsel liggen.

(**) ESA's Gaia-missie is bezig met het nauwkeurig meten van de posities van astronomische objecten om een buitengewoon nauwkeurige driedimensionale kaart van meer dan een miljard sterren op te bouwen.

(***) Webb is de grootste, krachtigste telescoop die ooit in de ruimte is gelanceerd. In het kader van een internationale samenwerkingsovereenkomst leverde ESA de lanceringsservice van de telescoop met behulp van de Ariane 5-draagraket. In samenwerking met partners was ESA verantwoordelijk voor de ontwikkeling en kwalificatie van Ariane 5-aanpassingen voor de Webb-missie en voor de aanschaf van de lanceerdienst door Arianespace. ESA leverde ook de werkpaardspectrograaf NIRSpec en 50% van het mid-infraroodinstrument MIRI, dat is ontworpen en gebouwd door een consortium van nationaal gefinancierde Europese instituten (het MIRI European Consortium) in samenwerking met JPL en de Universiteit van Arizona.