2010 SO16

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Asteroid
2010 SO16
Eigenschaften des Orbits (Animation)
Orbittyp Erdnaher Asteroid, Apollo-Typ
Hufeisenumlaufbahn zur Erde
Große Halbachse 1,001 AE
Exzentrizität 0,0752
Perihel – Aphel 0,926 AE – 1,076 AE
Neigung der Bahnebene 14,5°
Länge des aufsteigenden Knotens 40,5°
Argument der Periapsis 108°
Siderische Umlaufzeit 1,00 a
Physikalische Eigenschaften
Mittlerer Durchmesser 200–400 m[1]
Absolute Helligkeit 20,6 mag
Geschichte
Entdecker Weltraumteleskop WISE
Datum der Entdeckung 17. September 2010
Andere Bezeichnung MPO192619
Quelle: Wenn nicht einzeln anders angegeben, stammen die Daten von JPL Small-Body Database Browser. Bitte auch den Hinweis zu Asteroidenartikeln beachten.

2010 SO16 ist ein Asteroid vom Apollo-Typ, der 2010 mithilfe des Weltraumteleskops WISE entdeckt wurde.[2][1] Seine Bahnneigung beträgt 14,5°, die absolute Helligkeit 20,6.[3] Mit einem Durchmesser von ca. 300 Metern ist er der bisher größte bekannte Asteroid, der auf einer erdgebundenen Hufeisenumlaufbahn läuft, und insgesamt das vierteAnm 1 bisher entdeckte Objekt dieser Art.

Besonderheiten der Bahn[Bearbeiten]

Schematische Darstellung einer Hufeisenbahn mit Erde, Sonne und den Lagrangepunkten L1 bis L5

Durch seine besondere Bahnform hat 2010 SO16 praktisch denselben Abstand zur Sonne wie die Erde selbst.[4] Dabei kommt er der Erde auf maximal 20 Millionen km nahe. Dies entspricht etwa der 50-fachen Mondentfernung, weshalb auch keine Kollisionsgefahr besteht. Der Öffnungswinkel 2φmin, also die Lücke des Hufeisens, in der sich die Erde befindet, beträgt 25°. Die Dauer des Umlaufs auf der Hufeisenbahn beträgt 350 Jahre.[1][5]

Bahnform[Bearbeiten]

Bahnen von Erde (weiß, Erde selbst grün), 2010 SO16 (blau) sowie die Positionen von Sonne, Merkur und Venus am 17. September 2010; oben vertikale Sicht auf die Ekliptik, unten horizontale Sicht

Anhand der vorhandenen Bahndaten wurden Computersimulationen möglicher Bahnen durchgeführt.[1] Dabei wurden auch die acht Hauptplaneten berücksichtigt. Die Schwerkraftwirkung des Mondes wurde als zusätzliche Erdmasse berücksichtigt. Die Berechnungen wurden mittels Radau-Verfahrens gemacht. Es wurden zwei Berechnungen durchgeführt:

  • Die erste basierte auf den Beobachtungen von WISE und bodengestützten Teleskopen, einschließlich Spacewatch II, über 62 Tage bis zum 18. November 2010,
  • die zweite auf zusätzlichen Beobachtungen von Spacewatch II über 75 Tage bis zum 1. Dezember 2010.

Beide Simulationen ergaben eine Hufeisenumlaufbahn. Zum Zeitpunkt April 2011 befand sich der Asteroid nahe dem Umkehrpunkt, der sich hinter der Erde befindet. Bis 2016 wird 2010 SO16 der Erde zwischen 0,13 und 0,2 AE nahe kommen. Er wird noch für mehrere Jahrzehnte am Abendhimmel beobachtbar sein.

Zur Überprüfung der Simulationen wurde eine Serie von Bahnvarianten dynamisch integriert. Die Berechnungen dienten außerdem dazu, die Aufenthaltsdauer des Asteroiden auf der Hufeisenbahn zu untersuchen. Folgende Parameter wurden dabei variiert:

Für a wurden neun Werte im Bereich der Messungenauigkeit 1-σ gerechnet, für die übrigen Parameter je drei Werte im Bereich 1,5-σ, insgesamt also 9 × 33 = 243 Bahnvarianten. Die Berechnungen wurden für einen Zeitraum von ±100.000 Jahren bezogen auf die Gegenwart durchgeführt. In sämtlichen Fällen ergaben sich Hufeisenbahnen.

Stabilität[Bearbeiten]

Um die Stabilität der Hufeisenbahn zu untersuchen, wurden weitere Bahnvarianten gerechnet.[1] Dabei wurde die große Halbachse im Bereich ±4σ variiert. Es wurden je 35 Varianten für die Vergangenheit und die Zukunft berechnet; insgesamt also 70 Bahnvarianten. Die Integrationen wurden bis zu einem Zeitraum von 2 Millionen Jahren gerechnet. Die Ergebnisse dieser Rechnungen zeigt Tabelle 1.

Tabelle 1 – Anzahl der gefundenen Bahnen in Abhängigkeit von der Verweildauer
Verweildauer
in Jahren
Anzahl Bemerkungen
< 200.000 4 Kürzeste ermittelte Verweildauer 120.000 Jahre
200.000–500.000 50
> 500.000 16 Davon 8 > Million Jahre und 2 < 2 Millionen Jahre (Ende der Integration)

Damit ist die Bahn von 2010 SO16 weitaus stabiler als die anderer Objekte auf ähnlichen Bahnen, die ihre Hufeisenbahn schon nach wenigen tausend Jahren verlassen.

Der Asteroid begleitet die Erde seit mindestens 250.000 Jahren, möglicherweise reicht sein Ursprung sogar bis in die Frühzeit unseres Sonnensystems zurück.[2][6]

Ursprung[Bearbeiten]

Drei mögliche Ursprünge wurden diskutiert.[1] Eine Herkunft aus dem Hauptgürtel gilt wegen der erdähnlichen Umlaufbahn als unwahrscheinlich, kann jedoch auch nicht völlig ausgeschlossen werden. Als ebenso unwahrscheinlich gilt die Herkunft aus dem Erde-Mond-System, da sich die Bahn mehrfach innerhalb einiger 100.000 Jahre verändern würde.

Eine dritte Möglichkeit ist der Ursprung auf einer nierenförmigen Bahn nahe den Lagrangepunkten L4 oder L5 des Asteroid-Erde-Sonne-Systems. S. A. Tabachnik und N. W. Evans zeigten in einer Veröffentlichung im Jahr 2000, dass Objekte auf solchen Bahnen durchaus 50 Millionen Jahre überdauern können, vorausgesetzt Inklination i und Exzentrizität e haben die richtigen Werte (für i: entweder 24° < i < 34° oder i < 16°; für e: e ≈ 0,06).[7] Im Fall von 2010 SO16 liegen beide Größen in den passenden Bereichen. Extrapolationen über 5 Milliarden Jahre ergaben zudem, dass ein kleiner Teil der Asteroiden selbst solche langen Zeiträume auf entsprechenden Bahnen überleben könnte.

Dagegen kann eingewendet werden, dass die Berechnungen von Tabachnik und Evans den Jarkowski-Effekt außer Acht lassen. Dieser führt bei erdnahen Asteroiden zu Beschleunigungen von typischerweise 10−9 AE pro Jahr. 2010 SO16 könnte somit kaum länger als einige Millionen Jahre auf einer entsprechenden Bahn überdauern. Allerdings hat eine Studie über die Stabilität von Mars-Trojanern 2005 ergeben, dass der Jarkowski-Effekt große Trojaner nicht zwangsläufig destabilisiert.[8]

Für eine endgültige Entscheidung wären weitere Informationen über Größe, Spektralklasse und Drehimpuls notwendig. 2010 SO16 könnte hier auch ein Testobjekt für den Nachweis der Jarkowski-Beschleunigung werden.

Anmerkungen[Bearbeiten]

  1. Bei den zuvor entdeckten Asteroiden handelt es sich um 2001 GO2, 2002 AA29 und (54509) YORP. Dies entspricht auch der Anzahl, die in der Meldung von Rüdiger Vaas auf wissenschaft.de[2] und im Text des Artikels von Christou und Asher genannt wird.[1] Tabelle 2 dieses Artikels listet dagegen noch ein weiteres Objekt auf: (3753) Cruithne. Es sei angemerkt, dass (3753) Cruithne eine sehr stark von der Hufeisenbahn abweichende Bahnform hat, die eigentlich einer nierenförmigen Bahn entspricht.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g  A. A. Christou, D. J. Asher: A long‐lived horseshoe companion to the Earth. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 414, Nr. 4, 2011, S. 2965–2969, doi:10.1111/j.1365-2966.2011.18595.x (Vorabdruck als PDF auf Armagh Observatory, abgerufen am 9. April 2011).
  2. a b c Rüdiger Vaas: Heimlicher Gefährte der Erde. wissenschaft.de, abgerufen: 8. April 2011.
  3. Apostolos Christou, David Asher: JPL Small-Body Database Browser: 2010 SO16. Solar-System Dynamics, 6. April 2011, abgerufen am 8. April 2011 (Englisch).
  4. Asteroid 2010 SO16 is following Earth in its orbit around sun. EarthSky, 6. April 2011.
  5. Asteroid Stalks Earth in Weird Horseshoe-Shaped Orbit. SPACE.com, 6. April 2011.
  6. Astronomers Find Newly Discovered Asteroid is Earth’s Companion. Armagh Observatory, abgerufen am 30. April 2011 (Englisch).
  7. S. A. Tabachnik, N. W. Evans: Asteroids in the inner Solar system – I. Existence. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 319, 2000, S. 63–79, DOI:10.1046/j.1365-8711.2000.03760.x.
  8. H. Scholl, F. Marzari, P. Tricarico: Dynamics of Mars Trojans. In: Icarus. 175, 2005, S. 397–408 DOI:10.1016/j.icarus.2005.01.018.

Weblinks[Bearbeiten]