Астероиды, маленькие скалистые или металлические объекты, что главным образом орбита в зоне между Марсом и Юпитером (т.е., главный пояс астероидов или MAB), непрерывно сталкиваются друг с другом после их формирования. Так называемое «катастрофическое столкновение», когда объекты внезапно поражают друг друга большой силой и наносят значительный ущерб, изменяет астероиды, фрагменты которых становятся недавно родившимися астероидами.
Эволюция Collisional относится к изменениям в размере и количестве астероидов, поскольку столкновения повторяются со временем. Астероиды уменьшения определенного размера, потому что объекты с большим телом могут фрагментировать после катастрофических столкновений. Первичным фактором, управляющим балансом между увеличением и уменьшением в размере и количестве астероидов через непрерывные столкновения, является прочность материала астероида против воздействий.
Сила астероидов, больше, чем приблизительно 100 метров в диаметре, увеличивается с размером, потому что сила тяжести скрепляет такие большие объекты в процессе, названном «гравитационное закрепление». Распределение населения астероидов следует, сколько их сила против столкновений увеличивает относительно их размера. Поэтому измерения их распределения населения указывают на свойства силы астероидов и предоставляют информацию, необходимую для исследования collisional истории пояса астероидов.Предыдущие наблюдения за распределением населения астероидов снабжают данными, чтобы смоделировать их collisional эволюцию.
Однако астрономы знают очень мало о ранней collisional эволюции в главном поясе астероидов, потому что новорожденный Юпитер рассеял орбиты астероидов и ускорил их относительные скорости так, чтобы они сталкивались друг с другом по намного более быстрому уровню, чем в настоящее время. Как, тогда, астрономы могут узнать больше о свойствах силы астероидов, которые сталкиваются в таких высоких скоростях и не двигаются по кругу в подобных, почти круглых орбитах вдоль плоскости эклиптики, т.е., справочный самолет на основе орбиты Земли, спроектированной во всех направлениях?Чтобы обратиться к этому вопросу, текущая команда астрономов сосредоточила их исследование в области распределения населения астероидов с высоко наклоненными орбитами, потому что их collisional скорости значительно высоки и могут предоставить информацию об их свойствах силы под столкновениями высокой скорости.
Никакие предыдущие наблюдения не измерили распределение населения астероидов высокой склонности в желательном диапазоне нескольких сотен метров к нескольким километрам. Поэтому команда решила использовать Suprime-кулак, установленный на Subaru Telescope на 8,2 м, чтобы провести оптическое широко-полевое наблюдение за маленькими, астероидами главного пояса с высокими склонностями. Положение Suprime-кулака в главном фокусе объединяется с большим основным зеркалом Subaru, чтобы обеспечить особенно широкое поле зрения, которое идеально для планирования для таких слабых и малонаселенных астероидов. Чтобы наблюдать достаточное число этих объектов в ограниченном количестве времени, команда развивалась, новое, эффективное обнаружение астероида techniqueand решил рассмотреть область неба в высоких эклиптических широтах, где астероиды высокой склонности, вероятно, будут расположены.
В течение их двух ночей наблюдений они обнаружили 441 движущийся объект, приблизительно 380 из которых являются астероидами главного пояса. Так как диаметры этих астероидов слишком маленькие, чтобы иметь размеры непосредственно, команда вычислила их размер с их предполагаемых орбит и яркости и нашла, что у обнаруженных астероидов есть диаметры в пределах от приблизительно 700 метров к 6 километрам. У почти половины астероидов есть диаметры, меньшие, чем 1 километр со склонностями выше, чем 15 градусов.Распределение населения было получено из образца астероида.
Наклон распределения изменяется резко, когда астероиды составляют приблизительно один километр в диаметре – тот же самый образец, который предыдущее исследование подтвердило в астероидах около плоскости эклиптики. Осторожное сравнение распределения населения астероидов с диаметрами в пределах от 600 метров к 5 километрам с тем из астероидов около плоскости эклиптики показало, что у астероидов высокой склонности есть меньшая пропорция малых и больших объектов (т.е., более мелкое распределение населения).
Это открытие указывает, что столкновения высокой скорости ускоряют темп увеличения силы астероидов согласно их размеру, т.е., свойства астероида, подрывная сила зависит от collisional скорости. С точки зрения collisional эволюции результаты этого исследования указывают, что в ранней Солнечной системе, когда рождение Юпитера вызвало столкновения астероидов в более высоких скоростях, чем теперь, большие астероиды были более стойкими к разрушению и имели более длинную продолжительность жизни, чем те в типичных, современных столкновениях.
Команда планирует использовать Hyper Suprime-Cam (HSC), мощная новая камера главного фокуса Subaru Telescope (Hyper Suprime-Cam Провозглашает начало Новой эры Наблюдательной Астрономии), чтобы провести крупномасштабные обзоры, чтобы далее исследовать dynamical/collisional эволюцию различного населения с маленьким телом в Солнечной системе.