Astronomische Beobachtung Von Kleinkörpern Im Sonnensystem

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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. 2 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] Planetenenstehung (2) → Die Asteroiden und Kometen des heutigen Sonnensystems sind die Überreste des Baumaterials der Planeten. 3 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] Heavy Bombardment Nach der Entstehung und Abkühlung der Erde haben Asteroiden und Kometen wahrscheinlich lebenswichtige Materialien wie Wasser und organische Moleküle zur Erde gebracht. 4 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 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. Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 5 6 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] The Earth Orbits Among a Swarm of Asteroids 7 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 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. 8 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] Die Entdeckung von erdnahen Asteroiden (2) 9 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 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". 10 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 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 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] Large and Dark or Small and Bright? 12 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 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. 13 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 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 Xc O V E Sq V E C S S B S Q P D S P Sr 14 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] ...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 20 Globale Katastrophe 15 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 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. 16 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 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 17 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] Computermodell des Doppelasteroiden 1999 KW4 Ostro et al., 2006 18 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] Do Asteroid Moons Result from Close Encounters of Rubble Piles with Planets? → 19 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] Clearwater Lakes There are many examples of doublet craters on the Earth, Moon and other Solar System bodies. 20 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 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. 21 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 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. Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected] 22 The End ? 23 Alan Harris, DLR Institute of Planetary Research, Berlin. [email protected]