Команда астрономов из National Astronomical Observatory of Japan и University of Hyogo использовала камеру Subaru Prime Focus Camera (Suprime-Cam), установленную на телескопе Subaru Telescope, расположенном на гавайской горе Мауна-Кеа, для наблюдения за небольшими по размерам астероидами с наклонёнными орбитами.
Они обнаружили, что небольшие астероиды реже образуются среди астероидов с наклонными орбитами, нежели около плоскости эклиптики. Это означает, что крупные астероиды при высокоскоростных столкновения, вероятнее всего, обладают большей силой сопротивления разрушениям, нежели те, для которых характерна средняя скорость. Уточнение связи между скоростью столкновения и разрушительными силами астероидов является важной информацией для понимания эволюции столкновений астероидов в ранней Солнечной системе.
Астероиды представляют собой сравнительно небольшие, в планетарных масштабах, скалистые или металлические астрономические объекты, которые главным образом выходят на орбиту в зоне между Марсом и Юпитером (то есть в -главном поясе астероидов), где непрерывно сталкиваются друг с другом. Так называемые «катастрофические столкновения» происходят, когда объекты внезапно сталкиваются друг с другом с большой силой, что в свою очередь приводит к значительным повреждениям. В результате таких «контактов» видоизменяется не только сам астероид, но и образовавшиеся во время соударения фрагменты становятся «новоиспечёнными астрономическими объектами».
Эволюция столкновения предусматривает не только изменение форм и размеров астероидов, но и значительное увеличение их популяции, поскольку, по мнению астрономов, подобного рода явления происходят на протяжении длительного времени. Астроиды, которые характеризуются нетипичными для этих астрономических объектов формами и размерами, как правило являются фрагментами более крупных астероидов, переживших «катастрофическое столкновение». Основным фактором, определяющим баланс между частотой столкновения и уменьшением астероидов в размерах, является прочность материала, из которого он состоит. Сила астероидов, диаметром более 100 метров, увеличивается пропорционально размерам, поскольку гравитация «скрепляет» такие астрономические объекты в процессе «гравитационной связи». Таким образом сила противоударного сопротивления астероидов увеличивается относительно их размера. Следовательно, анализ свойств прочности астероидов и их силы предоставляет важную информацию, необходимую для того, чтобы расследоваться историю столкновений в поясе астероидов.
Предыдущие наблюдения за распределением популяции астероидов «снабжали» исследователей данными для моделирования «эволюции столкновений». Однако астрономам практически ничего не известно о эволюции столкновений, имевшей место в главном астероидном поясе, поскольку в далёком прошлом Юпитер «рассеял» орбиты астероидов и ускорил их относительные скорости, в результате чего астероиды сталкивались друг с другом более быстрыми темпами, нежели в настоящее время.
В течении двух ночей наблюдений, астрономы обнаружили 441 движущийся объект, из которых примерно 380 являются астероидами главного пояса. Так как диаметры этих астероидов являются слишком маленькими, чтобы провести их измерения, команда вычислила их размеры, благодаря анализу яркости и расстояния до их предполагаемых орбит. Это позволило выяснить, что диаметры обнаруженных астероидов варьируются от 700 метров до 6 км. У почти половины астероидов диаметр менее 1 километра, а наклон орбиты составляет более 15 .
Команда астрономов сосредоточило своё внимание на астероидах с наклонными орбитами, поскольку их скорость соударения более высока, следовательно именно такие астрономические объекты могут представить информацию о прочности и силе астероидов о время высокоскоростных столкновений. Никогда ранее не проводились наблюдения за астероидами с существенным наклоном орбит, диаметр которых находился в диапазоне от нескольких сотен метров до нескольких км.
Астрономы приняли решение использовать прибор Suprime –Cam, установленный на 8,2-метровом телескопе Subaru Telescope, чтобы проанализировать небольшие астероиды с наклонными орбитами в главном поясе. Чтобы наблюдения были максимально точными, команда разработала новую эффективную технику обнаружения астероидов и применила её для анализа области неба в высоких эллиптических широтах, где вероятнее всего, сконцентрированы астероиды с наклонными орбитами.
Исследования подтвердили предположения астрономов, что возле плоскости эклиптики концентрация астероидов, диаметром от 600 м до 5 км, существенно ниже. Это открытие указывает на то, что высокоскоростные столкновения ускоряют темпы увеличения численности астероидов в зависимости от их размеров, то есть свойства разрушительных сил астероидов зависит от скорости столкновения.
С точки зрения «эволюции столкновений астероидов» результаты этого исследования показывают, что в ранней Солнечной системе «рождение» Юпитера обусловило увеличение скорости столкновения, нежели на данный момент. Большие астероиды были более устойчивыми к разрушению и характеризовались более продолжительной жизнью. Команда планирует использовать Hyper Suprime -Cam (HSC), новую мощную камеру Subaru Telescope, дабы провести крупномасштабные исследования динамики эволюции столкновения различных астрономических объектов небольших размеров в Солнечной системе.
