Η NASA χρησιμοποιεί ραντάρ για να ανιχνεύσουν μια δύναμη πάνω σε αστεροειδείς

Από σελίδα της NASA, 5 Δεκεμβρίου 2003

Οι επιστήμονες της NASA έχουν ανιχνεύσει για πρώτη φορά μια μικροσκοπική αλλά θεωρητικά σημαντική δύναμη που δρα πάνω στους αστεροειδείς, μετρώντας μια εξαιρετικά λεπτή μεταβολή στην τροχιά ενός αστεροειδή που βρίσκεται πολύ κοντά στη Γη. Αυτή η δύναμη, που ονομάζεται φαινόμενο Yarkovsky, παράγεται από τον τρόπο που ένας αστεροειδής απορροφά ενέργεια από τον ήλιο και την επανακτινοβολεί στο διάστημα ως θερμότητα. Η έρευνα θα επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες  στο μέλλον θα καταλαβαίνουν και θα παρακολουθούν τους αστεροειδείς.

Ο αστεροειδής 6489 "Golevka" είναι σχετικά δυσδιάκριτος αν συγκριθεί με τους συνηθισμένους γειτονικούς μας αστεροειδείς. Έχει μήκος μόνο 500 μέτρα, αν και ζυγίζει περίπου 210 δισεκατομμύρια κιλά. Έχει παρατηρηθεί μέσω του ραντάρ το 1991, 1995, 1999 και τον προηγούμενο Μάιο του 2003.

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων, συμπεριλαμβανομένων και ερευνητών από το Εργαστήριο Αεριοπροώθησης (JPL) της NASA στην Πασαντένα της Καλιφόρνια, έχει χρησιμοποιήσει αυτό το περιεκτικό δεδομένο (τη δύναμη Yarkovsky) για να κάνει μια λεπτομερή ανάλυση της τροχιάς του αστεροειδή. Η αναφορά της ομάδας δημοσιεύτηκε στο Science.

"Για πρώτη φορά έχουμε αποδείξει ότι αστεροειδείς μπορούν κυριολεκτικά να κινηθούν μόνοι τους μέσα στο διάστημα, αν και πολύ αργά," αναφέρει ο Δρ Steven Chesley, ένας ειδικός στο JPL και επικεφαλής της μελέτης.

Η ιδέα πίσω από το φαινόμενο Yarkovsky είναι η απλή ιδέα ότι η επιφάνεια ενός αστεροειδή θερμαίνεται από τον ήλιο κατά τη διάρκεια της ημέρας και ψύχεται έπειτα αρκετά κατά τη διάρκεια της νύχτας. Λόγω αυτού του φαινομένου ο αστεροειδής τείνει να εκπέμψει περισσότερη θερμότητα από την πλευρά που τον βλέπει ο ήλιος αργά το απόγευμα, ακριβώς όπως συμβαίνει και στη Γη, που η μεριά προς τον ήλιο το απόγευμα είναι θερμότερη από όσο το πρωί. Αυτή η μη ισορροπημένη θερμική ακτινοβολία παράγει μια μικροσκοπική επιτάχυνση, που μέχρι τώρα δεν είχε υπολογιστεί.

"Η δύναμη, που ασκείται λόγω του φαινομένου Yarkovsky, είναι περίπου 0.3 Newton για την περίπτωση του Golevka, που είναι απίστευτα μικρή, αν θεωρήσουμε τη συνολική μάζα του αστεροειδή," λέει ο Chesley. "Αλλά κατά τη διάρκεια των 12-ετών παρατηρήσεων του Golevka, αυτή η μικρή δύναμη έχει προκαλέσει μια μετατόπιση 15 χιλιομέτρων. Εφαρμόστε αυτή την ίδια δύναμη κατά τη διάρκεια δεκάδων εκατομμυρίων ετών και μπορείτε να έχετε μια τεράστια επίδραση στην τροχιά του αστεροειδή. Αστεροειδείς που κινούνται γύρω από τον ήλιο μεταξύ του Άρη και του Δία μπορούν πραγματικά να πλησιάσουν τη Γη."

Το φαινόμενο Yarkovsky έχει γίνει ένα ουσιαστικό εργαλείο για διάφορες πτυχές της δυναμικής των αστεροειδών. Οι θεωρητικοί το έχουν χρησιμοποιήσει για να εξηγήσουν τέτοια φαινόμενα, όπως είναι ο ρυθμός μεταφοράς των αστεροειδών από τη βασική ζώνη στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, τις ηλικίες των δειγμάτων των μετεωριτών, και τα χαρακτηριστικά της "οικογένειας του αστεροειδούς", που σχηματίζεται όταν ένας μεγαλύτερος αστεροειδής διαλύεται από μια σύγκρουση. Και όμως, παρά τη βαθιά θεωρητική σημασία της, η δύναμη αυτή δεν είχε ανιχνευθεί ποτέ, ούτε και είχε μετρηθεί, για κανένα αστεροειδή μέχρι τώρα.

"Μόλις ανακαλυφθεί ένας αστεροειδής κοντά στη Γη, το ραντάρ είναι η ισχυρότερη αστρονομική τεχνική για να βρεθούν τα φυσικά χαρακτηριστικά του και ο καθορισμός της ακριβούς τροχιάς του," είπε ο Steven Ostro, επιστήμονας στο JPL. "Για να σας δώσω μια ιδέα πόσο ισχυρή είναι η παρατήρηση μέσω του ραντάρ μας, αυτή μοιάζει σαν να επισημάναμε μια μπάλα στη Νέα Υόρκη με τη βοήθεια ενός ραντάρ στο Λος Άντζελες."

Για να κάνουν μετρήσεις, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα προηγμένο μοντέλο του φαινομένου Yarkovsky, που αναπτύχθηκε από τον David Vokrouhlickύ του Πανεπιστημίου του Καρόλου στην Πράγα. Ο Vokrouhlickύ καθοδήγησε μια έρευνα το 2000 η οποία πρόβλεψε την πιθανότητα της ανίχνευσης της απειροελάχιστης δύναμης που ενεργούσε στον αστεροειδή Golevka κατά τη διάρκεια της προσπέλασης του κοντά στη Γη το 2003.

"Προβλέψαμε ότι η μεταβολή της ταχύτητας πρέπει να είναι ανιχνεύσιμη, αλλά δεν ήμαστε καθόλου σίγουροι για το πόσο ισχυρή θα ήταν," λέει ο Vokrouhlickύ. "Με τα στοιχεία που πήραμε από το ραντάρ ήμαστε σε θέση να απαντήσουμε σε εκείνη την ερώτηση."

Χρησιμοποιώντας τη μέτρηση της μεταβολής της ταχύτητας, λόγω του φαινομένου Yarkovsky, η ομάδα καθόρισε για πρώτη φορά τη μάζα και την πυκνότητα του μικρού αστεροειδή χρησιμοποιώντας επίγειες παρατηρήσεις.

Κι αυτή η μελέτη ανοίγει μια νέα λεωφόρο για να γνωρίσουμε με  τους πλησίον της Γης αστεροειδείς, και είναι θέμα χρόνου για να "ζυγιστούν" πολλοί περισσότεροι αστεροειδείς με αυτόν τον τρόπο.