Binnen de Main Asteroid Belt zijn er een aantal grotere lichamen die de traditionele classificatie hebben getrotseerd. De grootste is Ceres, gevolgd door Vesta, Pallas en Hygeia. Tot voor kort werd gedacht dat Ceres het enige object in de hoofdgordel was dat groot genoeg was om een hydrostatisch evenwicht te ondergaan - waar een object zo massief is dat het door zijn zwaartekracht in een min of meer bolvorm stort.
Het lijkt er nu echter op dat er een ander lichaam in de Hoofdgordel is dat de aanduiding "dwergplaneet" heeft verdiend. Met behulp van gegevens van het Spectro-Polarimetric Exoplanet REsearch (SPHERE) -instrument met hoog contrast bij de Very Large Telescope (VLT), vond een internationaal team van astronomen overtuigend bewijs dat Hygeia eigenlijk rond is, waardoor het de kleinste dwergplaneet in het zonnestelsel is.
Zelfs voordat dit aan het licht kwam, voldeed Hygeia aan de meeste kwalificaties om als dwergplaneet te worden aangemerkt - die in 2006 door de Algemene Vergadering van de IAU werden aangenomen. In overeenstemming met deze kwalificaties en definities is een "dwergplaneet":
"[A] hemellichaam dat (a) in een baan om de zon draait, (b) voldoende massa heeft om door zijn eigen zwaartekracht stijve lichaamskrachten te overwinnen, zodat het een hydrostatisch evenwicht (bijna ronde) vorm aanneemt, (c) heeft de buurt rond zijn baan niet heeft opgeruimd, en (d) is geen satelliet. "
Hygeia voldeed al aan drie van deze vereisten, aangezien het om de zon draait, niet de satelliet is van een groter lichaam, en de buurt van zijn baan niet heeft vrijgemaakt. Met deze laatste gegevens die erop wijzen dat het mogelijk rond is, voldoet Hygeia officieel aan alle kwalificaties. Pierre Vernazza, de hoofdonderzoeker van het team van het Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), legde uit in een ESO-persbericht:
“Dankzij de unieke mogelijkheden van het SPHERE-instrument op de VLT, een van de krachtigste beeldvormingssystemen ter wereld, konden we de vorm van Hygiea oplossen, die bijna bolvormig blijkt te zijn. Dankzij deze afbeeldingen kan Hygiea opnieuw worden geclassificeerd als een dwergplaneet, tot nu toe de kleinste in het zonnestelsel.”
Door SPHERE te gebruiken, konden Vernazza en zijn collega's ook met nauwkeurigere beperkingen van de grootte van Hygeia komen. Volgens hun schattingen meet Hygiea iets meer dan 430 km (~ 270 mijl) in diameter, waar Ceres een relatief robuuste 950 km (590 mijl) in diameter meet en Pluto 2400 km (1490 mijl). Zoals opgemerkt, is Hygeia daarmee de kleinste tot nu toe ontdekte dwergplaneet.
Interessant genoeg gaven de observaties van het team ook aan dat Hygeia geen erg grote inslagkrater op het oppervlak heeft, waarvan wetenschappers verwachtten dat ze er zouden zijn. Dit komt omdat Hygiea het belangrijkste lid is van een van de grootste asteroïdenfamilies in de hoofdgordel. Deze familie bevat bijna 7.000 donkere koolstofhoudende (C-type en B-type) leden en bevindt zich in het buitengebied van de hoofdgordel.
Vanwege hun overeenkomsten wordt aangenomen dat al deze asteroïden afkomstig zijn van hetzelfde ouderlichaam (in dit geval Hygeia), wat in het verleden zou zijn veroorzaakt door een enorme impactgebeurtenis. Als zodanig verwachtten astronomen een grote, diepe markering op het oppervlak van Hygeia die door deze gebeurtenis zou zijn veroorzaakt.
Ondanks dat het 95% van het oppervlak van Hygeia kon observeren, kon het team slechts twee alledaagse kraters identificeren. “Geen van deze twee kraters zou kunnen zijn veroorzaakt door de inslag die de Hygiea-familie van asteroïden heeft veroorzaakt, waarvan het volume vergelijkbaar is met dat van een object van 100 km. Ze zijn te klein '', zegt Miroslav Brož, co-auteur van de studie van het Astronomical Institute van Charles University in Praag.
Om dit mysterie verder te onderzoeken, voerde het team numerieke simulaties uit om te bepalen hoe Hygeia bolvormig had kunnen worden, terwijl er ook een asteroïdenfamilie ontstond. Ze stelden vast dat deze waarschijnlijk het gevolg waren van een grote frontale botsing met een object met een diameter tussen 75 en 150 km (~ 45 tot 90 mijl), ongeveer 2 miljard jaar geleden.
Volgens hun simulaties (zie onderstaande video) zou deze gewelddadige impact het ouderlichaam volledig hebben vernietigd. In de loop van de tijd groeiden veel van de fragmenten samen om Hygeia zijn ronde vorm te geven, terwijl de overblijfselen als asteroïden verstoord bleven. Dit soort gebeurtenis, waarbij twee grote lichamen in de asteroïdengordel in botsing kwamen, zou de afgelopen 3-4 miljard jaar een unieke gebeurtenis zijn geweest.
In dit opzicht heeft deze laatste studie niet alleen een andere kandidaat voor een dwergplaneet onthuld, maar ook aanvullende aanwijzingen gegeven over hoe de asteroïdengordel zich in de loop van de tijd heeft ontwikkeld. Dit soort gedetailleerde asteroïde studies is nu mogelijk dankzij de komst van krachtigere telescopen en vooruitgang in numerieke berekeningen. Zoals Vernazza concludeerde:
“Dankzij de VLT en het nieuwe generatie adaptieve-optische instrument SPHERE, beelden we nu asteroïden van de hoofdgordel af met een ongekende resolutie, waardoor de kloof tussen op aarde gebaseerde en interplanetaire missieobservaties wordt gedicht.”
Het internationale team bestond uit astronomen van het Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), het SETI Institute's Carl Sagan Center, het ESA's European Space Research and Technology Centre (ESTEC), NASA JPL, de European Southern Observatory (ESO), MIT en meerdere observatoria en universiteiten. De studie die hun bevindingen beschrijft, verscheen onlangs in het tijdschrift Natuurastronomie.
