Tutkijat löysivät uuden isokokoisen PHA asteroidin

Scott S. Sheppard (Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science) johtama tutkimusryhmä^[1] on onnistunut havaitsemaan^[2] kolme uutta NEA-asteroidia Maan radan sisäpuolelta. Yksinäistä, 2022 AP7, on Apollo-tyypin asteroidi ja määritelty potentiaalisesti uhkaavaksi (PHA), sillä sen radan periheli (0,83 au Auringosta) on Maan radan sisäpuolella ja apheli (5,0 au) on Maan radan ulkopuolella. Asteroidille on määritetty kokoa noin 1,5 km ja kiertoaika on noin 5 vuotta.

Taiteilijan näkemys Atira-tyypin asteroideista. Kuva NSF/ NOIRLab.

Asteroidi ei ole tällä hetkellä törmäyskurssilla maapallon kanssa ja aivan nopeasti se ei muutu edes Jupiterin vaikutuksesta. Tämä johtuu siitä, että asteroidin kiertoaika on lähes synkronissa maapallon kiertoajan kanssa. Maaliskuussa (2022) asteroidin etäisyys Maasta oli 1,4 au ja seuraavan kerran se on näin lähellä maaliskuussa 2027.

Saman tutkimusryhmän havaitsemat kaksi muuta asteroidia, 2021 LJ4 ja 2021 PH27, ovat Atira-tyyppiä, jotka kiertävät Aurinkoa Maan radan sisäpuolella, mutta ne eivät risteä maapallon radan kanssa. 2021 PH27 on vuorovaikutuksessa Venuksen kanssa ja se on PHA Venuksen suhteen. Asteroidin rata voi muuttua tulevaisuudessa niin, että se lopulta törmää Venukseen.

Maan radan sisäpuolella kiertävien asteroidien löytäminen on äärimmäisen vaikeaa. Tutkijat joutuvat tekemään havaintonsa läheltä horisonttia ja havaintoikkuna on hyvin kapea, useimmissa tapauksissa vain 10 minuutin mittainen. Havaittujen kohteiden elongaatiot ovat yleensä olleet 35 – 55° ja niiden kirkkaudet ovat yli 20 magnitudin himmeämmällä puolella. Tulevaisuudessa tutkijat tulevat varmasti löytämään kilometriluokan Atira-asteroideja eikä samaa kokoluokkaa olevien Apollo-tyyppisten asteroidien löytäminen ole mitenkään pois suljettu.

Huomautukset

[1] Tutkimusraportti on julkaistu The Astronomical Journal -tiedejulkaisun Open Access sarjassa vol. 164 no 4, A Deep and Wide Twilight Survey for Asteroids Interior to Earth and Venus ja on luettavissa pdf-formaatissa tässä osoitteessa https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac8cff/pdf.

[2] Havainto tehtiin Chilessä sijaitsevalla Dark Energy Camera’lla, joka sijatsee Cerro Tololo’n observatorio alueella. Teleskoopin pääpeilin halkaisija on 4 m.

 

Apophis ohitti Maan

Muutaman sadan ^[1] metrin luokkaa oleva asteroidi 99942 Apophis ohitti maapallon viime yönä kello 3.15 Suomena aikaa. Etäisyyttä tuolloin oli liki 17 miljoona km (noin 40 LD), joten mistään lähiohituksesta ei ollut kyse. Sen sijaan huhtikuun 13. päivänä vuonna 2029 samainen asteroidi ohittaa maapallon alle 30 000 km etäisyydeltä ja se on tosi lähellä. Vertailun vuoksi voi etäisyyttä arvioida Maata kiertäviin tietoliikennesatelliittien ratoihin, jotka sijaitsevat noin 36 000 km etäisyydellä.

Apophis ei ole pyöreä vaan enemmänkin perunan muotoinen. Se voi johtua siitä, että asteroidi onkin muodostunut kahdesta tai kolmesta isommasta kappaleesta, jotka pysyttelevät yhdessä gravitaation sitomina. Kuva Wikimedia Commons.

 

Apophis löydettiin kesäkuussa 2004. Ensimmäiset ratalaskelmat olivat hälyttäviä, sillä ne osoittivat asteroidin radan vievän sen törmäyskurssille maapallon kanssa huhtikuun 13 päivänä vuonna 2029. Törmäyksen todennäköisyys tuolloin oli 1:20. Yksikään asteroidi aikaisemmin ei ollut saanut tuollaista todennäköisyyttä.

Lisähavainnot hyvin nopeasti muuttivat törmäystodennäköisyyttä paljon pienemmäksi, mutta samalla toivat esille toisen törmäyspäivän suurella todennäköisyydellä. Uusi päivämäärä olisi huhtikuun 13 vuonna 2036. Edelleen, uudet havainnot tuottivat tarkempia tuloksia ja tuokin törmäystodennäköisyys muuttui ohilennoksi aina vuoteen 2068, jolloin törmäyksen todennäköisyys oli vieläkin suurempi. Tosin tähän törmäystodennäköisyyteen vaikuttaa myös Yarkovskin ilmiö ^[2], joka muuttaa asteroidien ratoja muista syitä kuin puhtaasti eri planeettojen gravitaation vaikutuksesta.

Läheltä ohittavia asteroideja on viime vuosikymmeninä tutkittu tutkalla, erityisesti Arecibon radioteleskoopilla. Teleskooppi olisi tällä kertaa voinut havaita jopa alle 15 metrin yksityiskohtia asteroidin pinnalta, mutta teleskooppi romahti viime vuonna. Tutkijat yrittivät paikata menetystä käyttämällä NASAn Goldstonessa (Kalifornia) sijaitsevaa 70 metrin radioteleskooppi ja Green Bankin (Länsi-Virginia) 100 metristä radioteleskooppia, jotta asteroidin rata ja pyörimisaika saataisiin määritettyä mahdollisimman tarkasti. Myös asteroidin koossa ja massa-arvioissa on suuret virheet, joita uusimmilla mittauksilla pyritään saamaan tarkemmiksi.

Asteroidin pintarakenteen määrittäminen tarvitsee myös uusia mittauksia esimerkiksi sen määrittämiseksi mikä on asteroidin terminen inertia. Tämä auttaa määrittämään kuinka pölyinen tai kivinen asteroidin pinta on. Massa ja tilavuus puolestaan auttaa ymmärtämään kappaleen huokoisuutta ja muuta rakennetta ja kuin Yarkovskin ilmiö vaikuttaa siihen. Vuoden 2029 lähiohitus voi myös vaikuttaa asteroidin rakenteeseen ja pyörimisnopeuteen maapallon aiheuttamalla vuorovesi-ilmiöllä. Kappaleen sisäinen rakenne voi muuttua tai vähintäänkin aiheuttaa asteroidiin järistyksiä, jotka puolestaan voi siirtää pinnan pölymassoja jne.

Vuoden 2029 lähiohituksella on kriittinen vaikutus asteroidin rataan. Kun asteroidi ohittaa maapallon hyvin läheltä, ratamuutos on väistämätöntä. Tällä hetkellä Apophis on Aten-tyyppisen radan asteroidi, jotka pysyttelevät Maan radan sisäpuolella mutta apheli on vain 0,983 au Auringosta. Sen kiertoaika on 324 vuorokautta. Lähiohituksen jälkeen Apophis siirtyy Alpollo-asteroidiradalle, jossa sen keskietäisyys Auringosta on suurempi kuin maapallon, mutta periheli on Maan radan sisäpuolella. Apolloa-asteroidit ovat siis kaikkein vaarallisimpia ja todennäköisimpiä törmääjiä.

Apophis-asteroidin sijainti Tampereen horisontissa silloin, kun se oli korkeimmillaan eli kello 22.58 eilisiltana. Kuva © Kari A. Kuure.

 

Viimeyön ohilennon aikaan se oli kirkkaimmillaan noin 16^m Aasian yläpuolella. Lyhin etäisyys puolestaan tapahtui Pohjois-Atlantin kohdalla. Suomessa asteroidi olisi voinut näkyä hyvin matalalla etelässä ollessaan noin kello 23 aikaan sen korkeus oli noin 22° Tampereen horisontin mukaan. Kello 3.15, jolloin etäisyys oli lyhin, asteroidi oli alle 5° korkeudella.

Apohis oli Mata lähimpänä kello 3.15 Suomen aikaa. Tampereella asteroidi oli silloin alle 5 asteen korkeudella. Kuva © Kari A. Kuure.

 

 

Huomautukset

[1] Apohis-asteroidin kooksi arvioidaan noin 350 metriä, mutta sen muoto muistuttaa enemmän perunaa kuin palloa. Venyneestä muodosta johtuen tutkijat pitävät mahdollisena, että se koostuukin kahdesta gravitaation yhteen liittämästä kappaleesta.

[2] Yarkovskin ilmiö syntyy, kun Aurinko lämmittää sen kiertoradalla olevaa kappaletta. Lämmennyt kappale säteilee saamansa energian takaisin avaruuteen, säteilyn ollessa voimakkainta noin kello 14 paikallista aikaa. Mihin suuntaan rata sitten muuttuu, riippuu kappaleen pyörimissuunnasta suhteessa kulkusuuntaan. Jos pyöriminen tapahtuu samaan suuntaa kuin mitä kiertoliike on, Yarkovskin ilmiö kasvattaa kappaleen etäisyyttä Aurinkoon. Jos pyörimisliike on päinvastainen, kappaleen rata siirtyy kohti Aurinkoa.

Apophis’n tapauksessa kappaleen pyöriminen ei ole aivan noin yksinkertainen kuin malleissa. Pyöriminen tapahtuu eri nopeuksilla kahden akselin suhteen. Pyörähdysajat ovat noin 30,6 h ja 263 ± 6 h. Laskelmat ja havainnot osoittava vuotuisen ratamuutoksen olevan noin 170 metriä vuodessa. Ratamuutoksesta huolimatta vuoden 2068 törmäyksen todennäköisyys ei kovinkaan paljoa ole muuttunut.