Обсерватория Веры К. Рубин Национального научного фонда и Министерства энергетики США зафиксировала рекордный астероид во время предварительных наблюдений

Астрономы, анализирующие данные обсерватории NSF–DOE имени Веры К. Рубин, которая финансируется совместно Национальным научным фондом США и Управлением науки Министерства энергетики США, обнаружили самый быстро вращающийся астероид диаметром более полукилометра. Это стало возможным благодаря обсерватории Рубин. Исследование предоставляет важную информацию о составе и эволюции астероидов и демонстрирует, как обсерватория Рубин расширяет границы наших знаний о Солнечной системе.

В рамках мероприятия Обсерватория Веры К. Рубин Национального научного фонда и Министерства энергетики США First Look в июне 2025 года обсерватория объявила, что обнаружила тысячи астероидов, движущихся по нашей Солнечной системе, и около 1900 из них были признаны ранее неизвестными. В ходе исследования команда астрономов обнаружила 19 сверх- и ультрабыстро вращающихся астероидов. Один из них — самый быстро вращающийся астероид размером более 500 метров (0,3 мили), из когда-либо обнаруженных.

Руководила исследованием Сара Гринстрит, ассистент астронома в Лаборатории околоземных исследований Национального научного фонда и руководитель рабочей группы по околоземным и межзвёздным объектам в рамках проекта по изучению Солнечной системы в обсерватории Рубина. Команда представляет свои результаты в статье и на пресс-конференции в рамках 247-го собрания Американского астрономического общества (AAS) в Финиксе, штат Аризона.

Обсерватория Рубина — это совместная программа NSF NOIRLab и Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США, которые совместно управляют обсерваторией Рубина. NOIRLab находится под управлением Ассоциации университетов для исследований в области астрономии (AURA).

«Обсерватория Рубина Национального научного фонда и Министерства энергетики США обнаружит то, что никто даже не подозревал искать», — говорит Лука Рицци, директор программы Национального научного фонда по исследовательской инфраструктуре. «Когда начнётся проект Rubin's Legacy Survey of Space and Time, к этому огромному вращающемуся астероиду добавится лавина новой информации о нашей Вселенной, получаемой каждую ночь».

Проект Legacy Survey of Space and Time (LSST) — это миссия Рубина по многократному сканированию ночного неба в Южном полушарии в течение десяти лет с целью создания сверхширокоугольной записи Вселенной в сверхвысоком разрешении. Ожидается, что LSST начнёт работу в ближайшие месяцы.

В обсуждаемом здесь исследовании используются данные, собранные в течение примерно десяти часов в течение семи ночей в апреле-мае 2025 года, на начальном этапе ввода в эксплуатацию обсерватории Рубина. Это первая опубликованная рецензируемая научная работа, в которой используются данные камеры LSST — самой большой цифровой камеры в мире.

«Инвестиции Министерства энергетики в передовые технологии обсерватории Рубина, в частности в камеру LSST, оказались бесценными», — заявила Регина Рамейка, заместитель директора Министерства энергетики по физике высоких энергий. «Такие открытия, как этот исключительно быстро вращающийся астероид, являются прямым результатом уникальной способности обсерватории предоставлять астрономические данные с высоким разрешением во временной области, расширяя границы возможного».

«Мы уже много лет знаем, что Рубин станет машиной для открытий во Вселенной, и мы уже видим уникальную силу сочетания камеры LSST с невероятной скоростью Рубина. Вместе они могут делать снимок каждые 40 секунд», — сказал Аарон Рудман, заместитель руководителя LSST и профессор физики элементарных частиц и астрофизики в SLAC. «Возможность найти тысячи новых астероидов за такой короткий промежуток времени и узнать о них так много — это лишь малая часть того, что будет открыто в ходе 10-летнего исследования».

Поскольку астероиды вращаются вокруг Солнца, они также вращаются с разной скоростью. Скорость вращения не только даёт представление об условиях их формирования миллиарды лет назад, но и рассказывает нам об их внутреннем составе и эволюции на протяжении всего жизненного цикла. В частности, быстрое вращение астероида может быть вызвано столкновением с другим астероидом в прошлом, что позволяет предположить, что он может быть фрагментом изначально более крупного объекта.

Быстрое вращение также требует, чтобы астероид обладал достаточной внутренней прочностью, чтобы не разлететься на множество мелких осколков, что называется фрагментацией. Большинство астероидов представляют собой «груды обломков», то есть состоят из множества мелких каменных фрагментов, удерживаемых вместе гравитацией. Таким образом, их плотность ограничивает скорость вращения, при которой они не разлетаются на части. Для объектов в основном поясе астероидов предельная скорость вращения, при которой они не разлетаются на части, составляет 2,2 часа. Астероиды, вращающиеся быстрее, должны обладать достаточной структурной прочностью, чтобы оставаться целыми. Чем быстрее астероид вращается вокруг своей оси и чем больше его размер, тем из более прочного материала он должен быть сделан.

В исследовании представлены 76 астероидов с достоверно известными периодами вращения. Среди них 16 сверхбыстро вращающихся астероидов с периодами вращения от 13 минут до 2,2 часа и три сверхбыстро вращающихся астероида, которые совершают полный оборот менее чем за пять минут.

Все 19 недавно обнаруженных быстро вращающихся астероидов длиннее американского футбольного поля (100 ярдов, или около 90 метров). Самый быстро вращающийся астероид главного пояса, получивший название 2025 MN45, имеет диаметр 710 метров (0,4 мили) и совершает полный оборот за 1,88 минуты. Благодаря этому он является самым быстро вращающимся астероидом диаметром более 500 метров, обнаруженным астрономами.

«Очевидно, что этот астероид должен состоять из материала с очень высокой прочностью, чтобы оставаться целым при таком быстром вращении», — говорит Гринстрит. «Мы подсчитали, что его когезионная прочность должна быть такой же, как у твёрдого камня. Это несколько удивительно, поскольку считается, что большинство астероидов представляют собой так называемые астероиды-груды, то есть состоят из множества мелких камней и обломков, которые слиплись под действием гравитации во время формирования Солнечной системы или последующих столкновений».

Большинство быстро вращающихся астероидов, обнаруженных на сегодняшний день, вращаются вокруг Солнца на небольшом расстоянии от Земли и известны как околоземные объекты (NEO). Ученые находят меньше быстро вращающихся астероидов главного пояса (MBA), которые вращаются вокруг Солнца между Марсом и Юпитером. В основном это связано с тем, что астероиды главного пояса находятся на большем расстоянии от Земли, из-за чего их свет слабее и их труднее заметить.

Все недавно обнаруженные быстро вращающиеся астероиды, кроме одного, находятся в главном поясе астероидов, а некоторые даже за его внешним краем. Единственным исключением является околоземный объект. Это показывает, что теперь учёные находят эти чрезвычайно быстро вращающиеся астероиды на большем расстоянии, чем когда-либо прежде. Это стало возможным благодаря огромной светособирающей способности телескопа «Рубин» и его возможностям для точных измерений.

Помимо 2025 MN45, команда обнаружила и другие примечательные астероиды: 2025 MJ71 (период вращения 1,9 минуты), 2025 MK41 (период вращения 3,8 минуты), 2025 MV71 (период вращения 13 минут) и 2025 MG56 (период вращения 16 минут). Все эти пять сверх- и ультрабыстро вращающихся астероидов имеют диаметр в несколько сотен метров и вместе с парой околоземных объектов являются самыми быстро вращающимися астероидами диаметром менее километра.

«Как показывает это исследование, даже на начальном этапе эксплуатации телескоп «Рубин» успешно позволяет нам изучать популяцию относительно небольших, очень быстро вращающихся астероидов главного пояса, до которых раньше было не добраться», — говорит Гринстрит.

Ученые ожидают, что после того, как телескоп «Рубин» приступит к 10-летнему проекту Legacy Survey of Space and Time (LSST), будет обнаружено больше быстро вращающихся объектов. В отличие от плотных и быстрых наблюдений в рамках проекта First Look, которые позволили сделать эти открытия, регулярные и менее частые наблюдения в рамках LSST будут постепенно выявлять быстро вращающиеся объекты по мере накопления данных, предоставляя ключевую информацию о прочности, составе и истории столкновений этих примитивных тел.

На изображении:

На этой иллюстрации художника изображён 2025 MN45 — самый быстро вращающийся астероид диаметром более 500 метров из всех, что когда-либо находили учёные. Астероид изображён в окружении множества других астероидов, что указывает на его расположение в главном поясе астероидов. На заднем плане видны Солнце и Юпитер.

2025 MN45 имеет диаметр 710 метров (0,44 мили) и совершает полный оборот за 1,88 минуты. Открытие было сделано с помощью данных обсерватории NSF–DOE имени Веры К. Рубин, которая финансируется совместно Национальным научным фондом США и Управлением науки Министерства энергетики США.