1999SO 5 - en jordnära asteroid Claes-Ingvar Lagerkvist 1 Astronomiska Observatoriet, Uppsala Universitet, Box 515, S-75120, Uppsala
2 Claes-Ingvar Lagerkvist 1 Inledning Omkring år 1800 hade tyska astronomer börjat diskutera den eventuella förekomsten av en planet mellan Mars och Jupiter. Men 1801, på årets första dag, upptäcktes en ny himlakropp av munken och astronomen G. Piazzi. Det stod ganska snart klart att det inte var en planet utan istället en helt ny typ av objekt som Piazzi hade upptäckt. Man kallade i början dessa himlakroppar för småplaneter och den första fick så småningom namnet Ceres. Ceres är med sin diameter av ca 1000 km den allra största av dessa objekt och innehåller lika mycket massa som alla andra asteroider tillsammans. Under åren som följde upptäcktes allt fler asteroider men alla hade ganska lika banor, alla var belägna mellan Mars och Jupiters. De rörde sig alla i vad vi i dag kallar asteroidbältet, med medelavstånd till solen mellan 2,0 och 3,0 AE. AE står för astronomisk enhet och 1 AE är lika med jordens medelavstånd till solen (ca 150 miljoner kilometer). I slutet av 1800-talet hade man upptäckt ca 400 asteroider som fått ett permanent nummer. Numreringen av en asteroid innebär egentligen bara att banan är mycket välbestämd. Numera har man ganska väldefinierade regler för detta, förr kunde det räcka med ett par nätters observationer. När en asteroid fått ett permanent nummer har upptäckaren rättighet att föreslå ett namn som så gott som alltid godkännes av den Internationella Astronomiska Unionen. I oktober 1999 fanns det 11779 numrerade asteroider och många fler objekt med inte riktigt lika bra banor. Totalt finns vid Minor Planet Center, Cambridge, USA, flera miljoner astrometriska positioner av dessa och ytterligare mängder av enstaka observationer av andra objekt. 2 Planetkorsande asteroider I augusti 1898 upptäckte G. Witt i Berlin asteroiden 433 Eros. Detta objekt har en helt annan typ av bana, den rör sig över stora delar av asteroidbältet och kommer så nära solen som 1,13AE, dvs strax utanför jordbanan. När Eros är som längst bort från solen når den strax utanför Marsbanan. K. Reinmuth, Heidelberg, upptäckte 1932 ett objekt med en något annorlunda bana; den kom så nära solen som 0,65 AE, dvs den korsar jordbanan. Den fick så småningom numret och namnet 1862 Apollo. I början upptäcktes de planetkorsande asteroiderna mer eller mindre av en slump. Länge hade geologer förkastat tanken att det skulle finnas nedslagskratrar på jorden och de andra planeterna och deras månar. Det var inte förrän efter vi fick detaljerade bilder av månen som förekomsten av sådana kratrar började bli allmänt accepterade. Den amerikanske geologen E. Shoemaker visade dock redan tidigt att den välkända Barringerkratern i Arizona var resultatet av ett sådant nedslag för ungefär 25000 år sedan av en himlakropp med storlek som en ordinär långtradare. E. Helin och E. Shoemaker började så småningom att söka systematiskt efter jordnära asteroider genom att använda det lilla
1999SO 5 - en jordnära asteroid 3 Schmidtteleskopet på Mount Palomar. Snart började ett mönster i banorna framträda, och vi fick ganska snart den indelning av de planetkorsande objektens banor som vi kan se i Tabell I. I tabellen står q för perihelavståndet (minsta avståndet till solen), Q för aphelavståndet (största avståndet till solen) och a för medelavståndet. Att man har valt 1,017 som gränsvärde beror naturligtvis på att detta är jordens aphelavstånd. Som ett gemensamt namn på de asteroider med q 1, 3AE brukar man använda NEOs, Near Earth Objects. Atengruppen är av naturliga skäl den minsta, eftersom dessa objekt tillbringar större delen av sin tid innanför jordbanan där de förstås är svårobserverade. Antalen kända objekt i de båda andra grupperna är av någon anledning nästan lika stora. Fig. 2 visar hur asteroidernas lutning mot ekliptikan (inklinationen) varierar som en funktion av medelavståndet från solen. Som synes har NEOs en ganska stor spridning i både inklination och medelavstånd, men detta gäller även för Trojanernas banlutning. I denna figur kan vi också urskilja flera ansamlingar av asteroider med liknande medelavstånd och inklination. Vi kallar dessa anhopningar för familjer och medlemmarna har ett gemensamt ursprung såtillvida som att de har uppstått genom samma katastrofiska kollision en gång i tiden. I dag finns ett flertal olika forskargrupper som uteslutande ägnar sig åt att leta efter NEOs. Den mest framgångsrika hittills är den amerikanska LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroid Research), men även Uppsala drar sitt strå till stacken genom en modern CCD-kamera kopplad till Schmidtteleskopet vid Kvistabergsobservatoriet. I dag bedrivs dessa sökprojekt med moderna CCD-detektorer och sofistikerade dataprogram som ur de enorma datamängderna letar reda på alla rörliga objekt. Att alla objekt registreras, inte bara snabba NEOs, betyder att vår kunskap om t.ex. objekt med höga inklinationer och olika asteroidfamiljer, liksom om nya kometer, ökas väsentligt. 3 1999 SO 5 en asteroid i resonans Det finns många NEOs med speciellt intressanta banor, men vi ska här titta lite närmare på hur en relativt nyupptäckt asteroid, 1999 SO 5, rör sig i rymden. S:et i den provisoriska beteckningen 1999 SO 5 betyder att asteroiden upptäcktes i slutet av september (1999 förstås) och O 5 anger ordningsnumret (i detta fall 139) av upptäckten inom tvåveckorsperioden. Med ett medelavstånd av 1,085AE och en excentricitet av bara 0,065 ( dvs banan är mycket lite avplattad) har den en bana som liknar jordens. Med detta medelavstånd får 1999 SO 5 en sådan period att asteroiden fullbordar åtta varv runt solen när jorden gör nio. Fig. 4 visar hur banan ser ut i jämförelse med jordens och Mars banor. Med denna resonans mellan asteroiden och jorden kommer närpassagerna mellan jorden och asteroiden att upprepas med kuslig exakthet långt framåt i tiden som synes i Fig. 5. Det är dock ingen
4 Claes-Ingvar Lagerkvist risk att den kommer att kollidera med jorden inom överskådlig framtid. Som närmast jorden kommer den enligt beräkningarna år 2050 då den passerar på ett avstånd av 0,015AE (drygt två miljoner kilometer). Totala antalet objekt med banor liknande den för 1999 SO 5 vet vi dock tyvärr inte mycket om, delvis för att dessa himlakroppar är små och ljussvaga, men också för att de största delen av sin tid befinner sig i de delar av sin bana där de är svårobserverade. Om man ser på risken att en asteroid kolliderar med jorden är den försvinnande liten om vi betraktar kilometerstora objekt. Man brukar beräkna att en sådan kollision inträffar vart 300 000:e år. Risken att omkomma är statistiskt sett lika stor som chansen att vinna högsta vinsten i penninglotteriet. När det gäller mindre kroppar är det svårt att beräkna riskerna eftersom vår kunskap om totala antalet är ganska begränsad, liksom om deras fysiska natur. Här finns ett spännande forskningsområde med många praktiska applikationer. Table 1. Antal kända NEOs och uppskattat antal. Grupp Definition Antal kända Aten a 1, 0 AE och Q 0, 983AE 55 Apollo q 1, 017 AE och a 1, 0 AE 397 Amor 1, 017 AE q 1, 3 AE 383 Fig. 1. I Figuren visas var alla numrerade asteroider befinner sig den 17 november 1999 och varje punkt markerar det riktiga läget för respektive asteroid. Vi ser planetsystemet snett uppifrån och jord- och Jupiterbanorna är också markerade. Som synes är asteroiderna i en sådan här figur spridda över en stor del av det inre planetsystemet (Figur: Johan Lagerros). Fig. 2. Vi har här, för alla numrerade asteroider, plottat baninklinationen (lutningen av banan mot ekliptikan) mot medelavståndet till solen. Blå kryss har använts för asteroider med ett perihelavstånd mindre än 1,3AE. Röda punkter har använts för asteroider i yttre delarna av asteroidbältet, Cybele- och Hildaasteroider, liksom för Trojanerna. För den stora massan i asteroidbältet har gröna punkter använts.
1999SO 5 - en jordnära asteroid 5 Fig. 3. Apolloasteroiden 1998 V O 33 upptäcktes av författaren med Schmidtteleskopet på La Silla, Chile, i november 1998. Detta teleskop med ett fält pa 25 kvadragrader är speciellt lämpat att avsöka stora himmelsområden efter rörliga objekt. Asteroiden är det långa strecket mellan de två markeringarna på filmen. Under denna 60 minuter långa exponering rörde sig asteroiden lika långt som en fjärdedel av månens diameter. 1998 V O 33, har ett perihelavstånd av bara 0,23 AE. Fig. 4. Banan för 1999SO 5 (blå )och banorna för jorden (grön) och Mars (röd). Som synes är asteroidbanan mycket snarlik jordens. Skalan är naturligtvis i astronomiska enheter. Fig. 5. Avståndet i AE mellan 1999SO 5 och jorden som funktion av tiden. Regelbundenheten mellan närpassagerna beror på att asteroiden och jorden befinner sig i resonans.