Inom huvudsteroidebältet finns det ett antal större kroppar som har trotsat traditionell klassificering. Den största bland dem är Ceres, som följs av Vesta, Pallas och Hygeia. Fram till nyligen ansågs Ceres vara det enda objektet i huvudbältet som är tillräckligt stort för att genomgå hydrostatisk jämvikt - där ett objekt är tillräckligt massivt för att dess tyngdkraft får det att kollapsa i en grov sfärisk form.
Men det verkar nu som att det finns en annan kropp i huvudbältet som har förtjänat beteckningen ”dvärgplaneten”. Med hjälp av data från Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) -instrumentet på Very Large Telescope (VLT), fann ett internationellt team av astronomer tvingande bevis för att Hygeia faktiskt är runt, vilket gör det till den minsta dvärgplaneten i solsystemet.
Redan innan detta framkom, uppfyllde Hygeia de flesta kvalifikationerna för att utses till en dvärgplanet - som antogs av IAU: s generalförsamling 2006. I enlighet med dessa kvalifikationer och definitioner är en "dvärgplanet":
"[A] himmelkropp som (a) är i omloppsbana runt solen, (b) har tillräcklig massa för att den självvänliga kroppen ska övervinna stela kroppskrafter så att den antar en hydrostatisk jämviktsform (nästan rund) form, (c) har inte rensade grannskapet runt dess bana, och (d) är inte en satellit. ”
Hygeia uppfyllde redan tre av dessa krav, eftersom den kretsar kring solen, inte är en större kropps satellit och inte har rensat kvarteret i dess bana. Med de senaste uppgifterna som indikerar att det verkligen är runt uppfyller Hygeia officiellt alla kvalifikationer. Pierre Vernazza, teamets ledande forskare från Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), förklarade i ett ESO: s pressmeddelande:
“Tack vare SPHERE-instrumentets unika kapacitet på VLT, som är ett av de mest kraftfulla bildsystemen i världen, kunde vi lösa Hygieas form, som visar sig vara nästan sfärisk. Tack vare dessa bilder kan Hygiea omklassificeras som en dvärgplanet, hittills den minsta i solsystemet.”
Med SPHERE kunde Vernazza och hans kollegor också komma med mer exakta begränsningar av Hygeias storlek. Enligt deras uppskattningar mäter Hygiea drygt 430 km (~ 270 mi) i diameter, där Ceres mäter en relativt robust 950 km (590 mi) diameter och Pluto mäter 2400 km (1490 mi). Som noterats gör detta Hygeia till den minsta dvärgplaneten som hittills upptäckts.
Intressant nog tyder teamets observationer också på att Hygeia inte har en mycket stor slagkrater på ytan, vilket forskare förväntade sig vara där. Detta beror på det faktum att Hygiea är huvudmedlemmen i en av de största familjerna av asteroider i huvudbältet. Denna familj innehåller nästan 7000 mörka kolhaltiga medlemmar (C-typ och B-typ) och ligger i den yttre regionen av huvudbältet.
På grund av deras likheter tros alla dessa asteroider ha sitt ursprung i samma föräldrakropp (i detta fall Hygeia), som skulle ha skapats av en massiv slaghändelse tidigare. Som sådan förväntade astronomer sig att hitta ett stort, djupt märke på Hygeias yta som skulle ha orsakats av denna händelse.
Trots att de kunde observera 95% av Hygeias yta, kunde teamet bara identifiera två run-of-the-mill-kratrar. Ingen av dessa två kratrar kunde ha orsakats av påverkan som härstammar från Hygiea-familjen av asteroider vars volym är jämförbar med volymen på ett 100 km stort objekt. De är för små, säger Miroslav Brož, studiens medförfattare från Astronomiska institutet vid Charles University i Prag.
För att undersöka detta mysterium ytterligare genomförde teamet numeriska simuleringar för att avgöra hur Hygeia kunde ha blivit sfärisk samtidigt som det gav upphov till en familj av asteroider. De bestämde att dessa troligen var ett resultat av en större kollision med motståndare med ett föremål som mätte mellan 75 och 150 km (~ 45 till 90 mi) i diameter för ungefär 2 miljarder år sedan.
Enligt deras simuleringar (se videon nedan) skulle denna våldsamma inverkan ha förstört överkroppen. Med tiden sammanfogades många av fragmenten för att ge Hygeia sin runda form medan resterna stannade störda som asteroider. Denna typ av händelse, där två stora kroppar kolliderade i Asteroidbältet, skulle ha varit en unik händelse under de senaste 3-4 miljarder åren.
I detta avseende avslöjade denna senaste studie inte bara en annan dvärgplanetkandidat, utan ger också ytterligare ledtrådar om hur Asteroidbältet utvecklades över tid. Dessa typer av detaljerade asteroidstudier är nu möjliga tack vare tillkomsten av kraftfullare teleskop och framsteg i numeriska beräkningar. Som Vernazza drog slutsatsen:
”Tack vare VLT och den nya generationens adaptiva optiska instrument SPHERE avbildar vi nu huvudbälte-asteroider med en aldrig tidigare skådad upplösning och stänger klyftan mellan jordbaserade och interplanetära uppdragsobservationer.”
Det internationella teamet bestod av astronomer från Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SETI-institutets Carl Sagan Center, ESA: s europeiska rymdforsknings- och teknikcenter (ESTEC), NASA JPL, European Southern Observatory (ESO), MIT och flera observatorier och universitet. Studien som beskriver deras resultat nyligen dök upp i tidskriften Naturastronomi.
