W obrębie Głównego Pasa Asteroid istnieje wiele większych ciał, które sprzeciwiły się tradycyjnej klasyfikacji. Największym z nich jest Ceres, a za nim Westa, Pallas i Hygeia. Do niedawna uważano, że Ceres jest jedynym obiektem w Pasie Głównym wystarczająco dużym, aby przejść równowagę hydrostatyczną - gdzie obiekt jest na tyle masywny, że jego grawitacja powoduje, że zapada się on w przybliżeniu sferyczny kształt.
Jednak wydaje się teraz, że w Pasie Głównym jest inne ciało, które zyskało miano „planety karłowatej”. Korzystając z danych z spektroskopowo-polarymetrycznego instrumentu do badania egzoplanetowego o wysokim kontraście (SPHERE) w Very Large Telescope (VLT), międzynarodowy zespół astronomów znalazł przekonujące dowody na to, że Hygeia jest rzeczywiście okrągła, co czyni ją najmniejszą planetą karłowatą w Układzie Słonecznym.
Jeszcze zanim to wyszło na jaw, Hygeia spełniła większość kwalifikacji do bycia wyznaczoną planetą karłowatą - które zostały przyjęte przez Zgromadzenie Ogólne IAU w 2006 r. Zgodnie z tymi kwalifikacjami i definicjami „planeta karłowata” to:
„[A] ciało niebieskie, które (a) znajduje się na orbicie wokół Słońca, (b) ma wystarczającą masę, aby jego grawitacja mogła pokonać sztywne siły ciała, tak że przyjmuje hydrostatyczny kształt (prawie okrągły), (c) ma nie wyczyścił sąsiedztwa wokół swojej orbity i (d) nie jest satelitą. ”
Hygeia spełniła już trzy z tych wymagań, ponieważ okrąża Słońce, nie jest satelitą większego ciała i nie oczyściła sąsiedztwa swojej orbity. Dzięki najnowszym danym, które wskazują, że może być rzeczywiście okrągły, Hygeia oficjalnie spełnia wszystkie kwalifikacje. Pierre Vernazza, główny badacz zespołu z Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), wyjaśnił w komunikacie prasowym ESO:
“Dzięki wyjątkowej zdolności instrumentu SPHERE w VLT, który jest jednym z najpotężniejszych systemów obrazowania na świecie, mogliśmy rozwiązać kształt Hygiei, który okazuje się być prawie kulisty. Dzięki tym obrazom Hygiea może zostać przeklasyfikowana na planetę karłowatą, jak dotąd najmniejszą w Układzie Słonecznym.”
Korzystając ze SPHERE, Vernazza i jego koledzy mogli również wymyślić bardziej dokładne ograniczenia wielkości Hygei. Według ich szacunków, Hygiea mierzy nieco ponad 430 km (~ 270 mil) średnicy, podczas gdy Ceres mierzy stosunkowo solidną średnicę 950 km (590 mil), a Pluto mierzy 2400 km (1490 mil). Jak wspomniano, sprawia to, że Hygeia jest najmniejszą odkrytą dotąd planetą karłowatą.
Co ciekawe, obserwacje zespołu wykazały również, że Hygeia nie ma bardzo dużego krateru uderzeniowego na swojej powierzchni, czego naukowcy oczekiwali. Wynika to z faktu, że Hygiea jest głównym członkiem jednej z największych rodzin planetoid w Pasie Głównym. Ta rodzina zawiera prawie 7000 ciemnych elementów węglowych (typu C i typu B) i znajduje się w zewnętrznym obszarze Pasa Głównego.
Ze względu na podobieństwa, uważa się, że wszystkie te planetoidy pochodzą z tego samego ciała macierzystego (w tym przypadku Hygei), które w przeszłości powstały w wyniku masowego uderzenia. W związku z tym astronomowie spodziewali się znaleźć duży, głęboki ślad na powierzchni Hygei, który byłby spowodowany tym wydarzeniem.
Pomimo możliwości obserwowania 95% powierzchni Hygei, zespół mógł zidentyfikować tylko dwa kratery. „Żadna z tych dwóch kraterów nie mogła być spowodowana uderzeniem, które powstało z rodziny asteroid Hygiea, których objętość jest porównywalna z objętością obiektu o wielkości 100 km. Są za małe - powiedział Miroslav Brož, współautor badania z Instytutu Astronomicznego Uniwersytetu Karola w Pradze.
Aby dokładniej zbadać tę tajemnicę, zespół przeprowadził symulacje numeryczne, aby ustalić, w jaki sposób Hygeia mogła stać się kulista, a jednocześnie stworzyć rodzinę asteroid. Ustalili, że były to prawdopodobnie poważne zderzenia czołowe z obiektem o średnicy między 75 a 150 km (~ 45 do 90 mil) o średnicy około 2 miliardów lat temu.
Według ich symulacji (patrz wideo poniżej) ten gwałtowny wpływ całkowicie zniszczyłby ciało rodzica. Z czasem wiele fragmentów połączyło się, aby nadać Hygei okrągły kształt, a resztki zostały zakłócone jako asteroidy. Tego rodzaju zdarzenie, w którym dwa duże ciała zderzyły się w Pasie Asteroid, byłoby wyjątkowym wydarzeniem w ciągu ostatnich 3-4 miliardów lat.
Pod tym względem ostatnie badanie nie tylko ujawniło kolejnego kandydata na planetę karłowatą, ale także dostarczyło dodatkowych wskazówek, jak ewoluował Pas Asteroid w czasie. Tego rodzaju szczegółowe badania asteroid są teraz możliwe dzięki pojawieniu się mocniejszych teleskopów i postępom w obliczeniach numerycznych. Jak stwierdził Vernazza:
„Dzięki VLT i nowej generacji przyrządowi optyki adaptacyjnej SPHERE obrazujemy obecnie asteroidy pasa głównego o niespotykanej rozdzielczości, wypełniając lukę między obserwacjami misji naziemnych i międzyplanetarnych.”
Międzynarodowy zespół składał się z astronomów z Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centrum Carl Sagan z Instytutu SETI, Europejskiego Centrum Badań i Technologii Kosmicznej ESA (ESTEC), NASA JPL, Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), MIT oraz liczne obserwatoria i uniwersytety. Badanie, które opisuje ich odkrycia, pojawiło się niedawno w czasopiśmie Astronomia przyrody.
