Astronomische Beobachtung von Kleinkörpern im Sonnensystem

Gefahr erkannt, Gefahr gebannt?
Astronomische Beobachtungen von
Kleinkörpern im Sonnensystem
Dr. Alan Harris
Seniorwissenschaftler
DLR Institut für Planetenforschung
Berlin-Adlershof
Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin.
[email protected]
Planetenenstehung (1)
Der Kollaps einer interstellaren Gas-Staub-Wolke
führt über einen Zeitraum von einigen Millionen
Jahren zur Entstehung eines Protosterns. In der
umliegenden Staubscheibe entstehen
Planetesimale. Kollisionen zwischen
Planetesimalen und das Aufsaugen des
Restmaterials der Gas- und Staubscheibe führen
nach ~10 - 100 Millionen Jahren zur Bildung von
Planeten.
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Planetenenstehung (2)
→ Die Asteroiden und Kometen des heutigen Sonnensystems sind
die Überreste des Baumaterials der Planeten.
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Heavy Bombardment
Nach der Entstehung
und Abkühlung der
Erde haben Asteroiden
und Kometen
wahrscheinlich
lebenswichtige
Materialien wie Wasser
und organische
Moleküle zur Erde
gebracht.
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Wo befinden sich die Asteroiden Heute?
Der Asteroidengürtel ist ungefähr 2 AE
entfernt und besteht aus tausenden von
kleinen und größeren Objekten. Ihre
Durchmesser reichen von wenigen
Zentimetern bis hin zu etwa 1000 km.
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The Earth
Orbits
Among a
Swarm
of Asteroids
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Die Entdeckung von erdnahen Asteroiden (1)
• Einige Suchprogramme werden durch die
NASA und die US Air Force finanziert (z.B.
Catalina Sky Survey, LINEAR, LONEOS,
Spacewatch).
• Verhältnissmäßig kleine Teleskope werden
verwendet (50 cm – 1 m), die aber große
Gesichtsfelder haben und ein großes Teil des
Himmels jede Nacht abscannen können.
• Die Teleskope sind mit state-of-the-art
Detektoren und rafinierter Software
ausgestattet. Der Betrieb und Entdeckungen
von Asteroiden erfolgt weitgehend
automatisch.
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Die Entdeckung von erdnahen Asteroiden (2)
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99942 Apophis
•
•
Entdeckt 19. June 2004.
•
Eine Kollision ist nur dann möglich
wenn Apophis 2029 durch ein
"Schlüsselloch" mit einem
Durchmesser von nur 600 m fliegt.
Der nahe (30000 km!) Vorbeiflug an der
Erde im Jahre 2029 wird die
Umlaufbahn des 320-m großen
Asteroiden drastisch ändern und
könnte zu einer Kollision mit der Erde
2036 führen. Allerdings ist die
Wahrscheinlichkeit (etwa 1/45000) viel
geringer als das allgemeine
"Hintergrundsrisiko".
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Astronomische Fernerkundung von
Asteroiden und Kometen
Keck-Teleskope, Mauna Kea, Hawaii
NASA Planetary Radar,
IRAS, USA/NL/UK, 1983
Goldstone, California
HST, NASA/ESA, 1990 -
SOFIA, USA/D, 2005 Spitzer, USA, 2003 11
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Large and Dark or Small and Bright?
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Von optischen- und IR-Teleskopen
bekommen wir Informationen über…
• Gröβe und Albedo (Reflektivität)
- aus photometrischen Messungen im V- und IR-Bereich.
• Form und Rotationsgeschwindigkeit
- aus Lichtkurvenmessungen.
• Zusammensetzung
- aus Spektroskopie.
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Infrarot-Beobachtungen von erdnahen Asteroiden:
Größe, Albedo, thermische Eigenschaften...
KeckKeck-Teleskope,
Teleskope, Mauna Kea,
Hawaii
Delbo, Harris, Binzel
(DLR/MIT)
Near-Earth Asteroid
Diam. (km)
Albedo
Tax. Class
1627 Ivar
1866 Sisyphus
2100 Ra-Shalom
4034 1986 PA
4055 Magellan
4660 Nereus
5587 1990 SB
5604 1992 FE
5751 Zao
14402 1991 DB
16834 1997 WU22
19356 1997 GH3
25330 1999 KV4
1999 FK21
1999 NC43
2000 BG19
2000 PG3
2001 FY
2002 BM26
2002 CT46
9.12
8.48
2.78
0.42
2.49
0.33
3.57
0.55
2.30
0.60
1.87
0.91
3.21
0.59
2.22
1.77
4.60
0.32
0.84
0.16
0.15
0.15
0.082
0.52
0.31
0.55
0.32
0.48
0.36
0.14
0.22
0.34
0.052
0.32
0.14
0.043
0.042
0.52
0.023
0.32
S
S
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V
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C
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S
B
S
Q
P
D
S
P
Sr
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...und zurück zu Staub?
Einschlagshäufigkeiten von Asteroiden
Durchmesser
KraterDurchmesser
(km)
Mögliche Folgen
(m)
Einschlagsintervall
(Jahre)
≥ 100
5000
2
Regionale Zerstörung
≥ 200
47,000
4
Nationale Katastrophe
≥ 1000
600,000
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Globale Katastrophe
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Planetary Radar
Arecibo Planetary Radar Facility,
Puerto Rico. Diameter = 305 m;
transmission power = 1 MW.
Goldstone Planetary Radar Facility, California.
Diameter = 70 m; transmission power = 0.5 MW.
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Von Radar-Teleskopen bekommen
wir Informationen über die…
1999 KW4 mit Mond
•Genaue Position (in 3-D).
•Rotationsgeschwindigkeit, Form und Gröβe.
•Rauigkeit der Oberfläche.
•Mineralogie.
1999 JM8
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Computermodell des
Doppelasteroiden 1999 KW4
Ostro et al., 2006
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Do Asteroid Moons Result from Close Encounters of
Rubble Piles with Planets?
→
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Clearwater Lakes
There are many examples of doublet craters on the Earth,
Moon and other Solar System bodies.
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Das Steinheimer Becken
Vor 15 Millionen Jahren schlug ein Objekt auf der Schwäbischen Alb ein und
schuf einen Krater von 3,5 km Durchmesser. Das Steinheimer Becken ist einer
der besterhaltenen Meteorkrater auf der Erde.
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Sind wir schon in der Lage, den Kurs eines Asteroiden zu ändern?
Don Quijote: Eine ESA-Mission zur Ablenkung eines Asteroiden
• Proposal der ESA: “Test of a mitigation pre-cursor mission”.
• 2 x Weltraumsonden: Sancho (Orbiter), Hidalgo (Impaktor).
• Ziele: Erkundung der Form, Masse, Dichte, Oberflächeneigenschaften des
Asteroiden. Die durch den Einschlag verursachten Änderungen der Rotation
und Umlaufbahn des Asteroiden werden mittels Sancho gemessen.
• Instrumente auf Sancho: Kamera, Radio Science, IR- Spektrometer.
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The End ?
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