2002 AA 29 -2002 AA29

2002 AA 29
2002AA29.gif
Entdeckung
Entdeckt von LINEAR
Entdeckungsdatum 9. Januar 2002
Bezeichnungen
keiner
Aten Asteroid
Orbitale Eigenschaften
Epoche 13. Januar 2016 ( JD 2457400.5)
Unsicherheitsparameter 0
Beobachtungsbogen 736 Tage (2,02 Jahre)
Aphelion 1.0055  AU (150.42  Gramm )
Perihel 0,97963 AU (146,551 Gramm)
0,99259 AU (148,489 Gramm)
Exzentrizität 0,013047
0,99 Jahre (361,2 Tage )
Durchschnittliche Umlaufgeschwindigkeit
29,784 km/ s
310,32 °
0° 59 m 48,012 s /Tag
Neigung 10.748°
106,38°
101,75°
Erde  MOID 0,0116565 AU (1,74379 Gramm)
Jupiter  MOID 3,96814 AU (593,625 Gramm)
Physikalische Eigenschaften
Maße ~0,06 km
<100 Meter
25±5 Meter
Masse ~2,3×10 8 kg
Mittlere Dichte
2 ? g/cm³
~0.000 017 m/s²
Äquatoriale Fluchtgeschwindigkeit
~0.000 032 km/s
0,55  Std. (33  Min. )
0,2 ?
Temperatur ~279 K
Asteroid vom S-Typ
24,1

2002 AA 29 ( auch 2002 AA29 geschrieben ) ist ein kleiner erdnaher Asteroid , der am 9. Januar 2002 von derautomatischen Himmelsdurchmusterung LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroid Research) entdeckt wurde . Der Durchmesser des Asteroiden beträgt nur etwa 20-100 Meter (70-300 ft). Esumkreistdie Sonne auf einer fast kreisförmigen Bahn, die der der Erde sehr ähnlich ist . Dieser liegt zum größten Teil innerhalb der Erdbahn, die er nahe dem sonnenfernsten Punkt des Asteroiden, dem Aphel, durchquert. Aufgrund dieser Umlaufbahn wird der Asteroid als Aten-Typ klassifiziert, benannt nach dem Asteroiden 2062 Aten .

Ein weiteres Merkmal ist, dass seine mittlere Umlaufzeit um die Sonne genau ein Sternjahr beträgt . Damit ist er in eine Beziehung zur Erde eingebunden, da eine solche Umlaufbahn nur unter bestimmten Bedingungen stabil ist. Bisher sind nur wenige Asteroiden dieser Art bekannt, die in einer 1:1- Resonanz mit der Erde stehen. Die erste war 3753 Cruithne , die 1986 entdeckt wurde.

Asteroiden, die eine 1:1-Bahnresonanz mit einem Planeten haben, werden auch koorbitale Objekte genannt , weil sie der Umlaufbahn des Planeten folgen. Die zahlreichsten bekannten koorbitalen Asteroiden sind die sogenannten Trojaner , die die Lagrange-Punkte L4 und L5 des jeweiligen Planeten besetzen . Doch 2002 AA 29 nicht zu diesen gehören. Stattdessen folgt er einer sogenannten Hufeisenbahn entlang der Erdbahn.

Orbit

Orbitaldaten

Kurz nach der Entdeckung durch LINEAR, Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory (JPL), der Athabasca University ( Kanada ), der Queen's University in Kingston (Ontario, Kanada) , der York University in Toronto und des Tuorla Observatory der University of Turku in Finnland hat die ungewöhnliche Umlaufbahn von 2002 AA 29 bestimmt , und durch weitere Beobachtungen am Canada-France-Hawaii-Teleskop auf Hawaii wurde Folgendes bestätigt:

Umlaufbahnen von 2002 AA 29 und der Erde um die Sonne mit Blick auf die Ekliptikebene von über dem Nordpol der Sonne; Bild: JPL
  • Seine Umlaufbahn liegt zum größten Teil innerhalb der Erdumlaufbahn. Die Bahnen der meisten Asteroiden liegen im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter . Durch Bahnstörungen durch die Gasriesenplaneten, hauptsächlich Jupiter und die Kirkwood-Lücken , und durch den Yarkovsky-Effekt (Kraft durch asymmetrische Absorption und Emission von Infrarotstrahlung) werden Asteroiden in das innere Sonnensystem abgelenkt , wo ihre Bahnen weiter beeinflusst werden durch enge Annäherungen an die inneren Planeten. 2002 AA 29 wurde wahrscheinlich auf die gleiche Weise aus dem äußeren Sonnensystem in den Einflussbereich der Erde gebracht. Es wird aber auch vermutet, dass sich der Asteroid schon immer auf einer erdnahen Umlaufbahn befunden hat und somit er oder ein Vorläuferkörper in der Nähe der Erdumlaufbahn entstanden ist. In diesem Fall könnte es sich um ein Bruchstück einer Kollision eines mittelgroßen Asteroiden mit der Erde oder dem Mond handeln .
  • Seine mittlere Umlaufzeit beträgt ein Sternjahr . Nachdem er in das innere Sonnensystem umgelenkt wurde – oder sich auf einer Bahn in der Nähe der Erdumlaufbahn gebildet hat – muss der Asteroid in eine der Erde entsprechende Umlaufbahn bewegt worden sein. In dieser Umlaufbahn wurde es wiederholt von der Erde so gezogen, dass seine eigene Umlaufperiode der der Erde gleich wurde. In der aktuellen Umlaufbahn hält die Erde den Asteroiden somit synchron mit ihrer eigenen Umlaufbahn.
Umlaufbahnen von 2002 AA 29 und Erde um die Sonne, von der Seite gesehen; Bild: JPL
  • Die Umlaufbahn des Asteroiden ist fast kreisförmig, mit einer Exzentrizität von 0,012, die noch niedriger ist als die der Erde mit 0,0167. Die anderen erdnahen Asteroiden haben im Durchschnitt eine deutlich höhere Exzentrizität von 0,29. Auch alle anderen vor 2002 bekannten Asteroiden in 1:1-Resonanz mit der Erde haben sehr stark elliptische Bahnen – zB die Exzentrizität von (3753) Cruithne beträgt 0,515. Zum Zeitpunkt seiner Entdeckung war die Umlaufbahn von 2002 AA 29 einzigartig, weshalb der Asteroid oft als erster echter koorbitaler Begleiter der Erde bezeichnet wird, da die Bahnen der zuvor entdeckten Asteroiden der Erdumlaufbahn nicht sehr ähnlich sind. Auch die sehr geringe Orbitalexzentrizität von 2002 AA 29 ist ein Hinweis darauf, dass sie sich immer auf einer erdnahen Umlaufbahn befunden haben muss oder sie durch den Yarkovsky-Effekt über Jahrmilliarden vergleichsweise stark ins innere Sonnensystem gewendet haben muss, da Asteroiden, die von Planeten gesteuert wurden, haben in der Regel Umlaufbahnen mit höherer Exzentrizität.
  • Die Bahnneigung gegenüber der Ekliptik (Bahnebene der Erde) von 2002 AA 29 beträgt moderate 10,739°. Daher ist seine Umlaufbahn im Vergleich zu der der Erde leicht geneigt.

Form der Umlaufbahn

Hufeisenbahn von 2002 AA29. Die Grafik zeigt eine volle Umdrehung von 95 Jahren. Die Position von 2002 AA 29 entlang der Umlaufbahn ist die des Jahres 2003 (letzte nächste Annäherung an die Erde). Bild: JPL

Betrachtet man die Umlaufbahn von 2002 AA 29 von einem sich mit der Erde um die Sonne (dem Bezugssystem des Erde-Sonne-Systems) bewegenden Punkt , so beschreibt sie im Verlauf von 95 Jahren einen Bogen von fast 360°, der während der in den nächsten 95 Jahren geht es rückwärts zurück. Die Form dieses Bogens erinnert an ein Hufeisen, woraus sich der Name „ Hufeisenbahn “ ableitet . Während sie sich auf der Erdbahn bewegt, windet sie sich spiralförmig um sie herum, wobei jede Schleife der Spirale ein Jahr dauert. Diese Spiralbewegung (im Erde-Sonne-Referenzsystem) ergibt sich aus der etwas geringeren Exzentrizität und der Neigung der Umlaufbahn: Die Neigung relativ zur Erdbahn ist für die vertikale Komponente der Spiralschleife verantwortlich, und die Exzentrizitätsdifferenz für die horizontale Komponente.

Wenn sich 2002 AA 29 der Erde von vorne nähert (dh sie bewegt sich etwas langsamer und die Erde holt sie ein), verschiebt sie die Anziehungskraft der Erde auf eine etwas schnellere Umlaufbahn, etwas näher an der Sonne. Auf seiner neuen Umlaufbahn eilt es nun der Erde voraus, bis es nach 95 Jahren die Erde fast umschlungen hat und von hinten auftaucht. Wieder gerät es unter den Gravitationseinfluss der Erde; diesmal wird es auf eine langsamere Umlaufbahn gehoben, weiter von der Sonne entfernt. Auf dieser Umlaufbahn kann es mit der Erde nicht mehr Schritt halten und fällt zurück, bis es sich in 95 Jahren wieder von vorne der Erde nähert. Die Erde und 2002 AA 29 jagen sich abwechselnd um die Sonne, kommen aber nicht nahe genug, um das Muster zu durchbrechen.

Am 8. Januar 2003 näherte sich der Asteroid der Erde von vorn bis zu einer Entfernung von 0,0391  AE (5.850.000  km ; 3.630.000  Meilen ), seiner engsten Annäherung seit fast einem Jahrhundert. Seitdem eilt er voraus (mit einer großen Halbachse von weniger als 1 AE) und wird dies so lange tun, bis er am 11. Juli 2097 in einer Entfernung von 0,037712 AE (5.641.600 km ; 3.505.500 Meilen). Als Ergebnis dieses subtilen Austauschs mit der Erde brauchen wir im Gegensatz zu anderen die Erdumlaufbahn durchquerenden Asteroiden keine Angst zu haben, dass er jemals mit der Erde kollidieren könnte. Berechnungen zufolge wird er in den nächsten paar tausend Jahren nie näher als 4,5 Millionen Kilometer oder etwa die zwölffache Entfernung von der Erde zum Mond kommen.

Quasi-Satellitenbahn von 2002 AA 29 im Jahr 2589, senkrecht nach unten auf die Ekliptik. Links Umlaufbahnen von Asteroid und Erde im Bezugssystem der Fixsterne ; rechts, im Bezugssystem des Erde-Sonne-Systems. Bild: JPL

Aufgrund seiner Bahnneigung von 10.739° zur Ekliptik wird 2002 AA 29 jedoch nicht immer von der Erde auf seine Hufeisenbahn gezwungen, sondern kann manchmal aus diesem Muster herausrutschen. Es wird dann für eine Weile in der Nähe der Erde gefangen. Dies wird das nächste Mal in etwa 600 Jahren, dh im 26. Jahrhundert, geschehen. Es wird dann innerhalb der kleinen Lücke in der Erdumlaufbahn bleiben, die es in seiner vorherigen Hufeisenbahn nicht erreicht, und wird nicht weiter als 0,2 astronomische Einheiten (30 Millionen km) von der Erde entfernt sein. Dort wird er fast wie ein zweiter Mond langsam um die Erde kreisen, obwohl es für einen Umlauf ein Jahr dauert. Nach 45 Jahren wechselt es schließlich wieder in die Hufeisenbahn, bis es um das Jahr 3750 und nochmals 6400 wieder 45 Jahre in Erdnähe verweilt. In diesen Phasen, in denen es außerhalb seiner Hufeisenbahn bleibt, schwingt es im engen Bereich entlang Die Umlaufbahn der Erde, in der sie gefangen wird, bewegt sich in 15 Jahren hin und her. Da er nicht wie der Mond an die Erde gebunden ist, sondern hauptsächlich unter dem Gravitationseinfluss der Sonne steht, gehört er zu den sogenannten Quasi-Satelliten . Dies ist in gewisser Weise vergleichbar mit zwei Autos , die mit gleicher Geschwindigkeit nebeneinander fahren und sich immer wieder überholen, die jedoch nicht aneinander hängen. Bahnberechnungen zeigen, dass 2002 AA 29 ab etwa 520 n. Chr. 45 Jahre lang in dieser Quasi-Satellitenbahn war, aber aufgrund seiner geringen Größe zu schwach war, um gesehen zu werden. Es wechselt etwa zyklisch zwischen den beiden Orbitalformen, bleibt aber immer 45 Jahre in der Quasi-Satelliten-Umlaufbahn. Außerhalb des Zeitrahmens von ca. 520-6500 n. Chr. werden die berechneten Bahnen chaotisch, dh nicht vorhersagbar, und somit können für Zeiträume außerhalb dieses Zeitrahmens keine genauen Aussagen getroffen werden. 2002 AA 29 war der erste bekannte Himmelskörper , der zwischen Hufeisen- und Quasi-Satellitenbahn wechselt.

Animation des Orbits von 2002 AA29 von 1900 bis 2140
Relativ zu Sonne und Erde
Um die Erde
Um Sonne
   Sonne  ·    Erde  ·    2002 AA29

Physische Natur

Helligkeit und Größe

Über 2002 AA 29 selbst ist relativ wenig bekannt . Mit einer Größe von etwa 20–100 Metern (70–300 ft) ist er sehr klein, weshalb er auch mit großen Teleskopen als kleiner Punkt von der Erde aus gesehen wird und nur mit hochempfindlichen CCD- Kameras beobachtet werden kann . Zum Zeitpunkt seiner größten Annäherung im Januar 2003 hatte er eine scheinbare Helligkeit von etwa 20,4.

Über die Zusammensetzung des AA 2002 ist bisher nichts Konkretes bekannt 29 . Aufgrund seiner Sonnennähe kann es jedoch nicht aus flüchtigen Stoffen wie Wassereis bestehen , da diese verdampfen oder sublimieren würden ; man kann dies bei einem Kometen deutlich beobachten, da dieser den sichtbaren Schweif bildet. Vermutlich wird es eine dunkle, kohlenstoffhaltige oder etwas hellere silikatreiche Oberfläche haben; im ersteren Fall läge die Albedo bei etwa 0,05, im letzteren etwas höher bei 0,15 bis 0,25. Aufgrund dieser Unsicherheit decken die Angaben zum Durchmesser einen so großen Bereich ab.

Eine weitere Unsicherheit ergibt sich aus Radarechomessungen am Arecibo Radio Telescope , die nur ein unerwartet schwaches Radarecho auffangen konnten, was bedeutet, dass 2002 AA 29 entweder kleiner als geschätzt ist oder Radiowellen nur schwach reflektiert. Im ersteren Fall müsste es eine ungewöhnlich hohe Albedo haben. Dies wäre ein Beweis für die Spekulation, dass er oder zumindest das Material, aus dem es besteht, sich von den meisten anderen bisher auf erdnahen Umlaufbahnen entdeckten Asteroiden unterscheidet oder ein durch die Kollision eines Mediums abgeworfenes Fragment darstellt -großer Asteroid mit der Erde oder dem Mond.

Rotationsperiode

Mit Radarechomessungen am Radioteleskop Arecibo konnte die Rotationsperiode von 2002 AA 29 bestimmt werden. Bei diesem Verfahren der Radarastronomie werden Radiowellen bekannter Wellenlänge von einem auf einen Asteroiden gerichteten Radioteleskop emittiert. Dort werden sie reflektiert, und aufgrund des Dopplereffekts verkürzt der sich auf den Beobachter zubewegende Teil der Oberfläche (wegen der Rotation des Asteroiden) die Wellenlänge der reflektierten Wellen, während der andere Teil, der sich vom Beobachter abwendet, die Wellenlänge der reflektierten Wellen verlängert reflektierte Wellenlänge. Dadurch wird die Wellenlänge der reflektierten Wellen "verschmiert". Das Ausmaß der Wellenlängenverschmierung und der Durchmesser des Asteroiden erlauben eine Eingrenzung der Rotationsperiode. Als Obergrenze der Rotationsperiode für 2002 AA werden somit 33 Minuten berechnet 29 ; es dreht sich wahrscheinlich schneller. Diese schnelle Rotation zusammen mit dem kleinen Durchmesser und damit der geringen Masse führt zu einigen interessanten Schlussfolgerungen:

  • Der Asteroid rotiert so schnell, dass die Zentrifugalkraft auf seiner Oberfläche seine Anziehungskraft übersteigt. Es steht daher unter Spannung und kann sich daher nicht aus einer Anhäufung von lose gebundenen Trümmern oder umeinander kreisenden Bruchstücken zusammensetzen – wie es für einige andere Asteroiden vermutet und beispielsweise für den Asteroiden (69230) Hermes festgestellt wurde . Stattdessen muss der Körper aus einem einzigen relativ starken Gesteinsblock oder aus zusammengebrannten Stücken bestehen. Allerdings ist seine Zugfestigkeit vermutlich deutlich geringer als bei terrestrischem Gestein und der Asteroid zudem sehr porös .
  • 2002 AA 29 kann unmöglich aus einzelnen Kleinteilen aufgebaut sein, da diese durch die schnelle Rotation auseinander geworfen würden. Es muss sich also um ein bei der Kollision zweier Himmelskörper abgesprengtes Fragment handeln. J. Richard Gott und Edward Belbruno von der Princeton University haben spekuliert, dass sich 2002 AA 29 zusammen mit der Erde und Theia gebildet haben könnte , dem postulierten Planeten, der nach der Rieseneinschlagshypothese in seiner frühen Geschichte mit der Erde kollidierte.

Ausblick

Da seine Umlaufbahn der der Erde sehr ähnlich ist, ist der Asteroid mit Raumsonden relativ leicht zu erreichen . 2002 AA 29 wäre daher ein geeignetes Studienobjekt, um den Aufbau und die Entstehung von Asteroiden und die Entwicklung ihrer Bahnen um die Sonne genauer zu erforschen. Inzwischen wurden bereits weitere koorbitale Begleiter der Erde dieser Art auf Hufeisenbahnen oder auf Bahnen als Quasi-Satelliten gefunden, wie der Quasi-Satellit 2003 YN 107 . Darüber hinaus wird angenommen, dass sich an den Lagrange-Punkten L4 und L5 des Erde-Sonne-Systems kleine trojanische Begleiter der Erde mit Durchmessern im Bereich von 100 Metern befinden.

Verwandte Objekte

Siehe auch

Verweise

Externe Links

Artikel

Datenbanken