Bildnachweis: NASA / JPL
Wissenschaftler der NASA haben zum ersten Mal eine winzige Kraft gemessen, von der bekannt ist, dass sie auf Asteroiden wirkt. subtile Änderung ihrer Umlaufbahnen und Rotationsgeschwindigkeit. Die Kraft, die als Yarkovsky-Effekt bezeichnet wird, entsteht durch die Art und Weise, wie ein Asteroid Energie von der Sonne absorbiert und sie dann als Wärme zurück in den Weltraum strahlt - die Kraft ist winzig, nur wenige Gramm, aber im Laufe der Zeit kann sie eine signifikante Veränderung bewirken . Der Asteroid 6489 wird seit 1991 von Astronomen verfolgt und hat seitdem festgestellt, dass er seine Umlaufbahn um 15 km verschoben hat.
Wissenschaftler der NASA haben zum ersten Mal eine winzige, aber theoretisch wichtige Kraft entdeckt, die auf Asteroiden wirkt, indem sie eine äußerst subtile Änderung der Umlaufbahn eines erdnahen Asteroiden gemessen haben. Diese Kraft, die als Yarkovsky-Effekt bezeichnet wird, entsteht durch die Art und Weise, wie ein Asteroid Energie von der Sonne absorbiert und als Wärme in den Weltraum zurückstrahlt. Die Forschung wird sich darauf auswirken, wie Wissenschaftler Asteroiden in Zukunft verstehen und verfolgen.
Der Asteroid 6489 „Golevka“ ist für erdnahe Asteroiden-Verhältnisse relativ unauffällig. Es ist nur einen halben Kilometer breit, obwohl es ungefähr 210 Milliarden Kilogramm wiegt. So unauffällig Golevka auch im himmlischen Maßstab ist, es ist auch relativ gut charakterisiert, da es 1991, 1995, 1999 und im vergangenen Mai über Radar beobachtet wurde. Ein internationales Team von Astronomen, darunter Forscher des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, hat diesen umfassenden Datensatz verwendet, um eine detaillierte Analyse der Umlaufbahn des Asteroiden durchzuführen. Der Bericht des Teams erscheint in der 5. Dezember-Ausgabe von "Science".
"Zum ersten Mal haben wir bewiesen, dass Asteroiden sich buchstäblich durch den Weltraum bewegen können, wenn auch sehr langsam", sagte Dr. Steven Chesley, Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA und Leiter der Studie.
Die Idee hinter dem Yarkovsky-Effekt ist die einfache Vorstellung, dass die Oberfläche eines Asteroiden tagsüber von der Sonne erwärmt wird und nachts abkühlt. Aus diesem Grund neigt der Asteroid dazu, mehr Wärme von seiner Nachmittagsseite abzugeben, genauso wie die Abenddämmerung auf der Erde wärmer ist als die Morgendämmerung. Diese unausgeglichene Wärmestrahlung erzeugt eine winzige Beschleunigung, die bisher nicht gemessen wurde.
"Die Kraft, die der Yarkovsky-Effekt ausübt, etwa eine Unze im Fall von Golevka, ist unglaublich gering, insbesondere angesichts der Gesamtmasse des Asteroiden", sagte Chesley. „Aber in den 12 Jahren, in denen Golevka beobachtet wurde, hat diese kleine Kraft eine Verschiebung von 15 Kilometern verursacht. Wenden Sie dieselbe Kraft über zig Millionen Jahre an und sie kann einen enormen Einfluss auf die Umlaufbahn eines Asteroiden haben. Asteroiden, die die Sonne zwischen Mars und Jupiter umkreisen, können tatsächlich erdnahe Asteroiden werden. “
Der Yarkovsky-Effekt ist zu einem wesentlichen Werkzeug geworden, um verschiedene Aspekte der Asteroiden-Dynamik zu verstehen. Theoretiker haben damit Phänomene wie die Geschwindigkeit des Asteroidentransports vom Hauptgürtel zum inneren Sonnensystem, das Alter der Meteoritenproben und die Eigenschaften sogenannter „Asteroidenfamilien“ erklärt, die entstehen, wenn ein größerer Asteroid zerstört wird durch Kollision. Und doch wurde die Kraft trotz ihrer tiefgreifenden theoretischen Bedeutung bisher für keinen Asteroiden entdeckt, geschweige denn gemessen.
"Sobald ein erdnaher Asteroid entdeckt wurde, ist Radar die leistungsstärkste astronomische Technik, um seine physikalischen Eigenschaften zu messen und seine genaue Umlaufbahn zu bestimmen", sagte Dr. Steven Ostro, JPL-Wissenschaftler und Mitwirkender des Papiers. „Um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, wie mächtig? Unsere Radarbeobachtung war so, als würde man mit einer Radarschüssel in Softballgröße in Los Angeles die Entfernung eines Basketballs in New York auf einen halben Zoll genau bestimmen. “
Um ihre wegweisenden Ergebnisse zu erhalten, verwendeten die Wissenschaftler ein fortschrittliches Modell des Yarkovsky-Effekts, das von Dr. David Vokrouhlick? der Karlsuniversität, Prag. Vokrouhlick? leitete eine Studie aus dem Jahr 2000, in der die Möglichkeit vorhergesagt wurde, die subtile Kraft zu entdecken, die auf Golevka während seiner Annäherung an die Erde im Jahr 2003 einwirkt.
"Wir haben vorausgesagt, dass die Beschleunigung erkennbar sein sollte, aber wir waren uns nicht sicher, wie stark sie sein würde", sagte Vokrouhlick. "Mit den Radardaten konnten wir diese Frage beantworten."
Mit Hilfe der Messung der Yarkovsky-Beschleunigung hat das Team erstmals die Masse und Dichte eines kleinen einsamen Asteroiden anhand bodengestützter Beobachtungen bestimmt. Dies eröffnet den erdnahen Asteroiden eine völlig neue Untersuchungsmöglichkeit, und es ist nur eine Frage der Zeit, bis viele weitere Asteroiden auf diese Weise „gewogen“ werden.
Zu den Autoren des Berichts gehören neben Chesley, Ostro und Vokrouhlick? Jon Giorgini, Dr. Alan Chamberlin und Dr. Lance Benner von JPL; David Apek, Karlsuniversität, Prag, Dr. Michael Nolan, Arecibo-Observatorium, Puerto Rico, Dr. Jean-Luc Margot, Universität von Kalifornien, Los Angeles, und Alice Hine, Arecibo-Observatorium, Puerto Rico.
Das Arecibo Observatory wird von der Cornell University im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung mit der National Science Foundation und mit Unterstützung der NASA betrieben. Das NASA Office of Space Science in Washington, DC, unterstützte die Radarbeobachtungen. JPL wird für die NASA vom California Institute of Technology in Pasdena verwaltet.
Weitere Informationen zu den Planetenmissionen der NASA, astronomischen Beobachtungen und Labormessungen finden Sie im Internet unter: http://neo.jpl.nasa.gov/
Informationen zu NASA-Programmen finden Sie im Internet unter: www.nasa.gov
JPL wird für die NASA vom California Institute of Technology in Pasadena verwaltet
Originalquelle: NASA / JPL-Pressemitteilung
