Deze asteroïden dansen al miljarden jaren mee met Jupiter
Ver voorbij Mars, tussen de banen van Mars en Jupiter, cirkelt een bijzondere groep rotsblokken door de ruimte. Ze heten Hilda-asteroïden en ze doen al miljarden jaren hetzelfde trucje: voor elke twee rondjes die zij om de zon maken, maakt Jupiter er precies drie. Nieuw onderzoek laat zien hoe stabiel, of juist instabiel, die dans door de tijd heen is geweest.
Die twee-op-drie-verhouding heet een resonantie. Het is als twee kinderen op een schommel die precies op elkaars ritme meebewegen, zodat ze elkaar nooit in de weg zitten. Voor de Hilda-asteroïden zorgt de zwaartekracht van Jupiter ervoor dat ze in dat ritme blijven hangen, in plaats van weggeslingerd te worden of op Jupiter te botsen.
Bijna 2700 asteroïden gevolgd, elk in 243 varianten
Een team astronomen wilde weten hoe lang die Hilda's al in dit ritme zitten. Ze namen 2.699 bekende Hilda-asteroïden en berekenden voor elk van hen 243 iets afwijkende versies, zogeheten klonen. Daarmee simuleerden ze het gedrag van al die objecten over een periode van 1 miljard jaar, terwijl de zwaartekracht van de zon en de grote planeten voortdurend aan hen trekt.
De uitkomst is verrassend eenduidig. Meer dan de helft van de asteroïden, 54,7 procent om precies te zijn, bleek extreem stabiel. Bij 1.475 van hen bleven werkelijk alle 243 klonen de volledige miljard jaar in de resonantie hangen. Nog eens 15,1 procent van de groep, 408 asteroïden, hield het bijna net zo lang vol: meer dan de helft van hun klonen overleefde de hele simulatie.
Een deel is waarschijnlijk pas laat aangeschoven
Niet iedereen blijkt zo standvastig. Bij 327 asteroïden (12,1 procent) verloor de helft van de klonen hun plek in de resonantie ergens tussen de 100 miljoen en 1 miljard jaar. Die objecten hebben dus een soort houdbaarheidsdatum van honderden miljoenen jaren. Dat past bij het idee dat zij oorspronkelijk ook al vanaf het begin meededen, maar dat de groep Hilda's vroeger groter was en er sindsdien objecten zijn weggevallen.
De laatste groep, 489 asteroïden ofwel 18,1 procent, bleek behoorlijk onstabiel. Die zijn mogelijk helemaal geen originele Hilda's, maar indringers die er pas relatief recent bij zijn gekomen, gevangen door Jupiter's zwaartekracht op een later moment in de geschiedenis van het zonnestelsel.
Dit is belangrijk omdat het iets zegt over hoe het zonnestelsel is ontstaan en veranderd. Als de meeste Hilda's al miljarden jaren stabiel op hun plek zitten, zijn ze een soort tijdscapsule uit de vroege jeugd van het zonnestelsel. De groep die wél wegviel, vertelt dan weer dat de oorspronkelijke populatie waarschijnlijk groter was dan wat we nu zien.
Wat betekent dit (nog) niet: deze resultaten komen uit computersimulaties, niet uit directe waarnemingen van hoe de Hilda's er miljarden jaren geleden uitzagen. De onderzoekers kunnen niet met zekerheid zeggen welke specifieke asteroïden indringers zijn en welke er al vanaf het begin bij waren, ze wijzen alleen aan welke objecten waarschijnlijker in welke categorie vallen op basis van hun stabiliteit.
Bron: On the Long-Term Orbital Behaviour of Hilda Asteroids - I. Global Stability Patterns and Catalogue