Don Quixote wurde 1983 entdeckt und obwohl er eine perfekt kometenartige Umlaufbahn hat, wurde keine kometare Aktivität (ein Schweif oder eine Koma um das Objekt) beobachtet. Laut Protokoll wurde das Objekt als Asteroid eingestuft.
Im Jahr 2009 fanden wir durch Beobachtungen mit dem inzwischen stillgelegten Spitzer-Weltraumteleskop heraus, dass sich tatsächlich eine schwache Koma um Don Quijote befindet, die höchstwahrscheinlich aus molekularer Bandemission von entweder CO oder CO2 besteht. Dies wird ausführlich hier und in diesem Papier diskutiert.
Zu diesem Zeitpunkt war unklar, ob die beobachtete Aktivität nur ein einmaliges Ereignis war (z.B. ausgelöst durch einen kürzlichen Einschlag) oder ob das Objekt wiederholt aktiv ist wie ein aktiver Komet.
Im Jahr 2017 kam Don Quixote von seiner Reise um die Sonne zurück, was uns eine neue Gelegenheit gab, ihn zu beobachten, und, wer hätte es gedacht… er war wieder aktiv. Wir konnten die gleiche molekulare Bandemission von CO und CO2 beobachten, die wir 2009 festgestellt hatten, und - was noch wichtiger ist - zum ersten Mal beobachteten wir Aktivität im optischen Wellenlängenbereich, die höchstwahrscheinlich durch Sonnenlicht verursacht wird, das von Staubpartikeln reflektiert wird. Alle Ergebnisse unserer Beobachtungen werden präsentiert von…
Warum ist das interessant? Es ist interessant, weil das, was wir 2009 beobachtet haben, kein einzigartiges Ereignis war. Don Quixote scheint wiederholt aktiv zu sein, jedoch auf eine sehr schwache Weise, vergleichbar mit den schwächsten beobachteten aktiven Kometen. Daher ist Don Quixote höchstwahrscheinlich ebenfalls ein aktiver Komet, was impliziert, dass er tatsächlich ein Reservoir an flüchtigen Stoffen hat, das aus CO oder CO2 und - potenziell - Wasser besteht.
Systematische Charakterisierung potenziell aktiver Asteroiden
Der Fall von Don Quijote erinnert uns daran, dass asteroidal erscheinende Objekte und kometäre Aktivität keine exklusiven Zustände sind. Hauptgürtelkometen - oder aktive Asteroiden - sind eine Population von vermeintlichen Hauptgürtelasteroiden, die periodische oder wiederkehrende kometenartige Aktivität zeigen. Genau wie Don Quixote sind einige von ihnen seit vielen Jahren als Asteroiden bekannt und zeigen dann plötzlich Aktivität. Im Gegensatz zu Don Quijote haben die meisten dieser aktiven Asteroiden jedoch keinen kometaren Ursprung. Ihre Aktivität kann durch verschiedene Mechanismen ausgelöst werden.
Obwohl die meisten dieser Mechanismen nicht vollständig verstanden sind, ist genug über sie bekannt, um Asteroiden zu identifizieren, die wahrscheinlich Aktivität zeigen werden, als Ergebnis eines oder mehrerer dieser Mechanismen, die auf sie einwirken.
Im Jahr 2015 begann ich ein Beobachtungsprogramm, das Asteroiden aus zwei Zielpopulationen beobachtete: schlafende Kometen und nahe-Sonne-Asteroiden. Schlafende Kometen sind Objekte, die Don Quixote ähnlich sind: Sie bewegen sich auf außergewöhnlich kometenartigen Umlaufbahnen, haben jedoch zuvor nie Aktivität gezeigt. Da sie möglicherweise kometaren Ursprungs sind, könnten sie große flüchtige Reservoirs enthalten, was Auswirkungen auf den Ursprung des terrestrischen Wassers und die zukünftige Ressourcennutzung haben kann. Nahe-Sonne-Asteroiden haben sehr enge Begegnungen mit der Sonne, was sie der katastrophalen Zerstörung aussetzt. Das Ziel dieser Studie war es, schlafende Kometen und nahe-Sonne-Asteroiden systematisch zu charakterisieren sowie andere Objekte wie Don Quixote oder aktive nahe-Sonne-Asteroiden zu finden.
Beobachtungen
Die Beobachtungen wurden mit einer Reihe von Teleskopen durchgeführt, insbesondere mit dem Vatican Advanced Technology Telescope und dem Discovery Channel Telescope des Lowell-Observatoriums. Insgesamt verbrachte ich etwa 60 Nächte am VATT und etwa 30 Nächte an anderen Teleskopen für dieses Programm.
Ergebnisse
Meine Beobachtungen führten zu zwei wesentlichen Ergebnissen:
Ich konnte die genauen Farben meiner Ziele messen, was es mir ermöglichte, probabilistische taxonomische Klassifikationen mit Hilfe von maschinellem Lernen abzuleiten. Wie ich in meiner vorherigen Studie über schlafende Kometen festgestellt habe, haben nur etwa 50% der Asteroiden auf kometenartigen Umlaufbahnen auch kometenartige Oberflächenzusammensetzungen. Interessanterweise stellen sich alle nahe-Sonne-Asteroiden in meiner Stichprobe als nicht-primitiv heraus, was die Hypothese unterstützt, dass primitive Asteroiden leichter zerbrechen als nicht-primitive.
Das einzige Ziel in beiden meiner Stichproben, das während dieses Projekts Aktivität zeigte, war - natürlich - Don Quixote. Keines der anderen Ziele zeigte eine erweiterte Emission oder eine erhöhte Helligkeit.
Alle Ergebnisse werden ausführlich hier diskutiert.
Schlussfolgerung
Es hat fast ein Jahrzehnt gedauert, um zu zeigen, dass Don Quijote ein echter Komet ist. Ich hatte gehofft, andere aktive Asteroiden - schlafende Kometen oder nahe-Sonne-Asteroiden - zu finden, aber leider ist mir das nicht gelungen. Don Quixote könnte einzigartig sein, da er ein aktiver Komet ist, der sich unter inaktiven Asteroiden versteckt.
Und das ist im Grunde mein astronomisches Erbe. Jetzt liegt es an der nächsten Generation von Astronomen, mehr über schlafende Kometen und Don Quixote herauszufinden!
Bibliographie
Mommert, M., Hora, J. L., Trilling, D. E., Biver, N., Wierzchos, K., Harrington Pinto, O., Agarwal, J., Kim, Y., McNeill, A., Womack, M., Knight, M. M., Polishook, D., Moskovitz, N., Kelley, M. S. P. Smith, H. A. (2020), “Recurrent Cometary Activity in Near-Earth Object (3552) Don Quixote”, The Planetary Science Journal, 1, 12, publication (open access)
Mommert, M., Trilling, D. E., Hora, J. L., Lejoly, C., Gustafsson, A., Knight, M., Moskovitz, N. and Smith, H. A. (2020), “Systematic Characterization of and Search for Activity in Potentially Active Asteroids”, The Planetary Science Journal, 1, 10, publication (open access)