Bildnachweis: Cornell
Laut Forschern der Cornell University sind binäre Asteroiden - bei denen ein kleiner Asteroid einen größeren umkreist - in Erdumlaufbahnen tatsächlich ziemlich häufig. Die Forscher schätzen, dass 16% der Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 200 Metern einen Begleiter haben - bisher haben sie fünf mit zwei der größten Radioteleskope der Welt gefunden.
Binäre Asteroiden - zwei felsige Objekte, die umeinander kreisen - scheinen in erdüberquerenden Umlaufbahnen häufig zu sein. Astronomen verwenden die beiden leistungsstärksten astronomischen Radarteleskope der Welt. Und es ist wahrscheinlich, sagen sie, dass diese Doppel-Asteroiden-Systeme als Ergebnis von Gravitationseffekten bei engen Begegnungen mit mindestens zwei der inneren Planeten, einschließlich der Erde, entstanden sind.
In einem Bericht, der von journalScience auf seiner Science Express-Website (11. April 2002) veröffentlicht wurde, schätzen die Forscher, dass etwa 16 Prozent der sogenannten erdnahen Asteroiden (NEAs) mit einem Durchmesser von mehr als 200 Metern (219 Yards) vorhanden sind wahrscheinlich binäre Systeme mit einer relativen Größe der beiden umlaufenden Körper von etwa drei zu eins. Bis heute wurden fünf solcher binären Systeme vom Radar identifiziert, sagt der leitende Forscher Jean-Luc Margot, ein O.K. Earl Postdoctoral Fellow in der Abteilung für Geologie und Planetenwissenschaften am California Institute of Technology.
Margot, die zum Zeitpunkt der Beobachtungen wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Gruppe Planetary Studies / Radar am Arecibo Observatory der National Science Foundation (NSF) in Puerto Rico (verwaltet an der Cornell University) war, sagt, dass theoretische und Modellierungsergebnisse die binären Asteroiden zeigen scheinen sich extrem nahe an der Erde zu bilden - in einer Entfernung, die ein paar Mal dem Radius des Planeten entspricht (6.378 Kilometer oder 3.963 Meilen). "Die Tatsache, dass eine von sechs großen NEAs eine Binärdatei ist und in der Regel in der Größenordnung von 10 Millionen Jahren überlebt, impliziert, dass diese engen Begegnungen im Vergleich zur Lebensdauer der binären Asteroiden häufig auftreten müssen", sagt Margot.
Der wissenschaftliche Artikel „Binäre Asteroiden in der erdnahen Objektpopulation“ wurde von Michael Nolan, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Arecibo, mitverfasst. Lance Benner, Steven Ostro, Raymond Jürgens, Jon Giorgini und Martin Slade im Jet Propulsion Laboratory (JPL); und Donald Campbell, Professor für Astronomie an der Cornell University. Die Beobachtungen wurden am 70-Meter-Goldstone-NASA-Tracking-Teleskop in Kalifornien und am Arecibo-Observatorium gemacht.
NEAs werden im Asteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter gebildet und durch die Anziehungskraft nahegelegener Planeten, hauptsächlich Jupiter, in Umlaufbahnen gebracht, die es ihnen ermöglichen, in die Nachbarschaft der Erde einzudringen. Die meisten Asteroiden sind die Überreste der anfänglichen Agglomeration der inneren Planeten.
Astronomen haben lange über die Existenz binärer NEAs spekuliert, die teilweise auf Einschlagkratern auf der Erde beruhen. Von etwa 28 bekannten terrestrischen Einschlagkratern mit Durchmessern von mehr als 20 Kilometern sind mindestens drei Doppelkrater, die durch Einschläge von Objekten gebildet werden, die ungefähr so groß sind wie die neu entdeckten Binärdateien. Astronomen haben auch die Helligkeitsänderungen des reflektierten Sonnenlichts für einige NEAs festgestellt, was darauf hinweist, dass ein Doppelsystem eine Sonnenfinsternis oder eine Bedeckung des einen durch das andere verursacht.
Im Jahr 2000 stellten Margot und seine Co-Forscher mithilfe von Messungen des Goldstone-Radars fest, dass ein kleiner Asteroid mit einem Durchmesser von etwa 800 Metern (eine halbe Meile), 2000 DP107 (erst Monate zuvor von einem Team aus Massachusetts entdeckt) Institute of Technology) war ein binäres System. Beobachtungen über acht Tage im letzten Oktober mit dem viel empfindlicheren Arecibo-Teleskop haben die physikalischen Eigenschaften der beiden Asteroiden des DP107 sowie ihre Umlaufbahn umeinander deutlich gemacht. Es wurde festgestellt, dass das kleinere Objekt, das als sekundäres Objekt bezeichnet wird, einen Durchmesser von etwa 300 Metern hat und den größeren Asteroiden, das primäre, alle 42 Stunden in einer Entfernung von 2,6 Kilometern umkreist. Die beiden Asteroiden scheinen synchron gedreht zu sein, wobei die kleineren immer mit der gleichen Fläche zur größeren ausgerichtet sind.
Seit dieser Beobachtung, sagt Margot, wurden vier weitere binäre NEAs entdeckt, alle in erdüberquerenden Bahnen und jeweils mit einem Hauptasteroid, der signifikant größer als der kleinere Körper ist. "Die Primärdatenbank dreht sich in allen fünf entdeckten Binärdateien viel schneller als die meisten NEAs", sagt Cornells Campbell. Der Science Express-Artikel spekuliert, dass die Binärdateien höchstwahrscheinlich durch enge Begegnungen von Asteroiden mit den inneren Planeten Erde oder Mars erstellt werden. Von den fünf bisher entdeckten binären NEAs hat keine eine Umlaufbahn, die sie der Sonne so nahe bringt wie Venus oder Merkur.
NEAs, im Grunde genommen Trümmerhaufen, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden, befinden sich auf Flugbahnen, die sie innerhalb weniger tausend Meilen von den Planeten bringen, wo Gezeitenkräfte - im Wesentlichen die Schwerkraft - die Spinrate des Asteroiden erhöhen und ihn fliegen lassen können ein Teil. Die ausgeworfenen Trümmer bilden sich dann im Orbit um den größeren Asteroiden.
„Der Asteroid dreht sich bereits sehr schnell, wenn er sich dem Planeten nähert. Ein kleiner zusätzlicher Schub durch Gezeitenkräfte kann ausreichen, um die Auflösungsgrenzen zu überschreiten, und es wird Masse abgeworfen. Diese Masse kann ein anderes Objekt in der Umlaufbahn um den Asteroiden bilden. Im Moment scheint dies die wahrscheinlichste Erklärung zu sein “, sagt Margot.
Laut Ostro von JPL gibt es einen wichtigen Grund, binäre Asteroiden zu untersuchen: ihr Potenzial, mit der Erde zu kollidieren. Er kennt die Dichte sogenannter PHAs (für potenziell gefährliche Asteroiden) und stellt fest, dass "dies ein äußerst wichtiger Beitrag zu allen Minderungsplänen ist". Er sagt: „NEA-Dichten vom Radar zu erhalten ist spottbillig im Vergleich zu einer Dichte mit einem Raumschiff. Das Wichtigste, was Sie über PHA wissen müssen, ist natürlich, ob es sich um zwei oder um ein Objekt handelt. Deshalb möchten wir diese Binärdateien nach Möglichkeit mit Radar beobachten. “
Margot bemerkt: „Radar gibt uns sehr genaue Messungen der Größe der Objekte und ihrer Form. Die Radarmessungen der Entfernung und Geschwindigkeit jeder Komponente ermöglichen es uns, genaue Informationen über ihre Umlaufbahnen zu erhalten. Daraus können wir die Masse jedes der Objekte erhalten, die zum ersten Mal Messungen der NEA-Dichte ermöglichen, ein sehr wichtiger Indikator für ihre Zusammensetzung und innere Struktur. “
Das Arecibo-Observatorium wird vom Nationalen Zentrum für Astronomie und Ionosphäre in Cornell im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung mit der NSF betrieben. Die Forschung wurde von der NSF unterstützt, wobei die NASA das Planetenradarprogramm in Arecibo zusätzlich unterstützte.
Originalquelle: Cornell Pressemitteilung
