2012.06.08. - Már az űrszonda látogatása előtt megmérték a kisbolygót

Egy radar- és infravörös méréseket kombináló új eljárás segítségével már azelőtt meghatározták az 1999 RQ36 jelű kisbolygó tömegét, hogy a NASA OSIRIS-REx szondája 2019-ben elérné az égitestet.

Égitesteket nem lehet mérlegre tenni, ezért a tömegük meghatározásának (szükséges) feltétele, hogy gravitációs kölcsönhatásban álljanak egy másik égitesttel. Természetesen ez a kölcsönhatás bármely két test között fellép, itt tehát inkább arra kell gondolni, hogy a két test például egy viszonylag "szeparált" kettős rendszert alkosson, vagy a vizsgált test tömege elég nagy legyen ahhoz, hogy más égitestek mozgását a gravitációs hatásával mérhetően zavarja, szakkifejezéssel élve perturbálja. Steve Chesley (JPL, Near-Earth Object Program Office) szerint jelen tudásunk szerint az 1999 RQ36 jelű kisbolygó - egy, a Földre potenciálisan veszélyes aszteroida - egyik feltételnek sem tesz eleget, így a tömegének meghatározásához egyéb adatokat is fel kell használni.

Az 1999 RQ36 a NASA ambiciózus OSIRIS-REx küldetésének célpontja. A jelenlegi tervek szerint 2016-ban startoló űrszonda 2019-ben fogja elérni a kisbolygót, fő feladata pedig az, hogy az 505 napos randevú eredményeként legalább 60 grammnyi anyagmintát hozzon vissza a Földre 2023-ban. Az előzőek szerint a szonda kisbolygó körüli pályára állása után már meg lehet majd határozni az 1999 RQ36 tömegét az OSIRIS-REx-re gyakorolt gravitációs hatása alapján. Ezt a technikát ma már szinte rutinszerűen alkalmazzák, segítségével a vonzócentrum tömegeloszlása is feltérképezhető, a NASA tavaly felbocsátott GRAIL szondapárjának mérései alapján így fog előállni majd a Hold gravitációs térképe. Nem küldhetünk azonban minden égitest közelébe űrszondát, illetve az 1999 RQ36 esetében jó lenne a tömeget már a szonda megérkezése előtt legalább megbecsülni.

Az 1999 RQ36 katalógusjelű kisbolygónak az Arecibo Observatory radarmérései alapján számítógéppel generált képe.
[NASA/NSF/Cornell/Nolan]

Az aszteroida tömegének meghatározására tett erőfeszítések során pályáját a kaliforniai Goldstone Solar System Radar és a puerto rico-i Arecibo Observatory 12 évet átfogó, rádiómérésekből származtatott pozícióadatai alapján kellett meghatározni. Ennek során azonban azt vették észre, hogy a kisbolygó pályája mostanra már mintegy 160 kilométerrel eltér az előrejelzettől. Ennek oka, hogy mozgását a gravitációs erőn kívül még egy hatás is befolyásolja, az ún. Yarkovsky-effektus. A kisbolygó által elnyelt napfény egy részét a felszín az infravörös tartományban sugározza vissza, ezáltal egy plusz "tolóerő" keletkezik. Chesley magyarázata szerint a jelenség hasonló ahhoz, amit a Földön is tapasztalhatunk: A nappal a napfény által felmelegített felszín az éjszaka során lehül, ezért az esti hőmérséklet magasabb, mint a hajnali. A felszíni kőzetek napközben tárolják a napfényből nyert energiát, majd később hő formájában kisugározzák ezt. A Yarkovsky-effektus hatékonysága nagyban függ a felszíni anyag szigetelőképességének értékétől. Ha a kisbolygót portakaró borítja, a melegedés és a hűlés gyorsan zajlik, így a Yarkovsky-effektus gyenge lesz. Ha azonban a felszín kemény kőzetekből áll, akkor azok tovább tudják tárolni az elnyelt energiát, így több "üzemanyagot" biztosítanak a Yarkovsky-effektus működéséhez.

Fantáziarajz a NASA OSIRIS-REx űrszondájáról, amint robotkaros mintavétel céljából megközelíti az 1999 RQ36 kisbolygót.
[NASA/GSFC/UAan]

2007-ben Josh Emery (University of Tennessee) a Spitzer űrteleszkóp mérései alapján az 1999 RQ36 termális tulajdonságait vizsgálta, mivel a kisbolygó infravörös emissziója megmutatja, hogy mennyire hatékony a szigetelése, ez alapján pedig jobban megérthető a Yarkovsky-effektus szerepe a kisbolygó életében. Az 1999 RQ36 pályájának, méretének (kb. 560 méter) és a Yarkovsky-effektusnak a figyelembe vételével lehetőség nyílt a sűrűség, ezen keresztül pedig a tömeg meghatározására, ez mintegy 68 millió tonnának adódott. Az aszteroida sűrűsége a vízéhez hasonló, ami azt jelenti, hogy anyaga kőzet és por nagyon porózus egyvelege. Ez jó hír az OSIRIS-REx misszió számára, mivel könnyebbé teszi az anyagminta begyűjtését. Ezt egyébként a szonda egy robotkarral fogja végrehajtani, a legalkalmasabb mintavételi helyet pedig a megelőző térképezés alapján fogják kiválasztani.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2012.06.02.