Vor einer Woche hat die Erde Besuch vom Asteroiden 2005 YU55 bekommen. Asteroiden fliegen ja immer wieder mal an der Erde vorbei – diesmal aber war es ein vergleichsweise naher Vorbeiflug eines vergleichsweise großen Objekts. Gefahr für die Erde bestand hier zu keiner Zeit, der Abstand war immer noch groß genug! Die Wissenschaftler allerdings waren begeistert und haben die Gelegenheit genutzt, um jede Menge Beobachtungen anzustellen.

Neben den Wissenschaftlern haben natürlich auch jede Menge Hobby-Astronomen die Chance genutzt und 2005 YU55 beobachtet (hier gibt es einen Überblick über alle Beobachtungen). Aber auch wenn der Asteroid der Erde näher kam als der Mond, konnte man nicht mehr sehen als einen Lichtpunkt. Und selbst dafür brauchte man noch ein Teleskop, Auge oder Fernglas reichten nicht. YU55 hat eben nur einen Durchmesser von etwa 400 Meter. So haben Astronomen vom Starhoo Observatory in Massachusetts den Asteroiden am 8. November 2011 gesehen (das Video zeigt keine Bewegung in Echtzeit):

Etwas genauer konnte der Asteroid mit den großen Radioteleskopen des Goldstone Observatoriums untersucht werden. So richtig “sehen” können wir Objekte mit Radiostrahlung natürlich nicht. Aber wir sind trotzdem in der Lage, etwas über seine Größe und seine Form herauszufinden. Wenn man Radiowellen in Richtung des Asteroiden schickt, dann treffen sie auf ihn auf und werden reflektiert. Dort, wo es auf der Oberfläche Erhebungen gibt, trifft das Signal früher auf, wird früher wieder reflektiert und kehrt daher auch früher wieder zum Radioteleskop zurück. Aus einer sorgfältigen Analyse der Ankunftszeiten der Signale bekommt man also schon ein paar grundlegende Informationen über die Form des Asteroiden.

So wie alle anderen Himmelsobjekte dreht sich 2005 YU55 aber auch um seine eigene Achse (er braucht für eine Umdrehung etwa 18 Stunden). Teile des Signals treffen also auf eine Oberfläche, die sich auf uns zu bewegt, andere Teile treffen auf die andere Hemisphäre, die sich gerade von uns weg dreht. Und genauso wie sich die Frequenz der Schallwellen ändert, die zum Beispiel ein vorbeifahrendes Polizeiauto aussendet (und dabei den typischen Ton erzeugt), können wir auch bei den ankommenden Radiosignalen vom Asteroiden einen Dopplereffekt messen. Der erlaubt es uns, Strukturen auf der Oberfläche zu erkennen. Man kann mit dieser Technik feststellen, von welchem Längengrad das Signal ausgesandt wurde, kann aber nicht unterscheiden, ob es von der nördlichen oder südlichen Hemisphäre stammt. Würden wir diese Technik bei der Erde anwenden, dann könnte man beispielsweise herausfinden, ob ein Signal aus New York oder Madrid kommt, aber nicht, ob es von New York oder Santiago de Chile reflektiert wurde. Die “Bilder”, die man mir den Radarmessungen bekommt, zeigen also kein echtes Abbild des Asteroiden. Man sieht Nord- und Südhälfte des Objekts überlagert. Man sollte sich dieser Aufnahmen eher als Diagramm vorstellen, und weniger als Fotografien.

Wie auch immer: Mit dieser Technik gelang es jedenfalls, 2005 YU55 mit einer Auflösung von 4 Metern pro Pixel zu machen. So sieht das dann aus:

Hier ist das ganze nochmal als Standbild:

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Radiowellen hat das Keck-Observatorium auf Hawaii nicht benutzt. Dort hat man probiert, die Infrarotstrahlung zu beobachten, die vom Asteroiden abgegeben wird und dieses schöne Bild erhalten:

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Anhand dieser Aufnahme konnte man feststellen, dass 2005 YU55 höchstwahrscheinlich keine größeren “Monde” hat (Doppelasteroiden sind gar nicht so selten – hier ist ein besonders schönes Exemplar). Man hat außerdem gemerkt, dass YU55 womöglich etwas kleiner ist, als man bisher dachte, genaueres werden aber erst weitere Beobachtungen zeigen – wie zum Beispiel die, die mit dem großen Weltraumteleskop Herschel gemacht wurden (die sind aber noch nicht ausgewertet und veröffentlicht).

Die Astronomen haben aber noch viel mehr Augen und haben auch SWIFT auf YU55 angesetzt. Dessen Aufgabe ist es eigentlich nach Gammablitzen im All zu suchen. SWIFT kann aber nicht nur Röntgenstrahlung sehen sondern auch UV-Strahlung. Asteroiden senden zwar weder Röntgen- noch UV-Strahlung aus – 2005 YU55 kann aber die UV-Strahlung der Sonne reflektieren und genau das hat man beobachtet:

Normalerweise sollte sich – während der kurzen Zeit der Aufnahme – der Asteroid ja in einer geraden Linie über den Himmel bewegen (so wie man es im ersten Video vom Starhoo Observatory sieht). Das tut er natürlich auch – aber da SWIFT ein Satellit im Weltall ist und sich selbst recht schnell bewegt (alle 90 Minuten umrundet er die Erde einmal) verändert sich sein Blickwinkel auf den Asteroid und es erscheint so, als würde er einer gekrümmten Bahn folgen.

Messungen wie SWIFT oder das Keck-Teleskop angestellt haben, sind übrigens nicht nur an sich interessant. Sie könnten auch eine Rolle spielen, wenn uns irgendwann mal tatsächlich ein Asteroid zu nahe kommen sollte. Denn dann müssen wir uns etwas ausdenken, um ihn wieder los zu werden (siehe dazu auch meine Serie über Asteroidenabwehr: Asteroidenabwehr: Teil 1, Teil 2, Teil 3, Teil 4, Teil 5). Eine der vielen Möglichkeiten die uns dafür zur Verfügung stehen, ist der Einsatz von Strahlungsdruck oder Jarkowski-Effekt. Damit wird der direkte Einfluss der Sonnenstrahlung auf die Bewegung eines Asteroiden bezeichnet. Die unterschiedliche starke Abstrahlung die von unterschiedlich warmen Hemisphären erfolgt, erzeugt eine winzige Kraft, die unter Umständen aber ausreichen kann, die Bahn eines Asteroiden genügend zu ändern. Damit so etwas klappt, muss man aber genau wissen, wie ein Asteroid zum Beispiel Infrarot- oder eben auch UV-Strahlung reflektiert, genau das, was SWIFT getan hat. Noch besteht keine Gefahr, von den Asteroiden die wir kennen (und wir kennen viele!) befindet sich keiner auf Kollisionkurs. Aber es ist immer gut, wenn man vorbereitet ist…


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Kommentare (20)

  1. #1 Marco
    15. November 2011

    ich hatte eigentlich ein paar schoene bilder von der oberflaeche erwartet , liefert herschel da vielleicht noch was (evtl. so aehnlich schoene bilder wie sie cassini von saturn und seinen monden macht/gemacht hat)?

  2. #2 Kallewirsch
    15. November 2011

    Ich denke mal das Teil ist zu klein und zu weit weg.

  3. #3 Florian Freistetter
    15. November 2011

    @Marco: “evtl. so aehnlich schoene bilder wie sie cassini von saturn und seinen monden macht/gemacht hat”

    Naja, Cassini ist zum Saturn hin geflogen. Die Sonde war DIREKT dort und die Monde sind groß. YU55 ist ein 400 Meter kleiner Winzling den wir von der Erde aus beobachtet haben. Mehr als nen kleinen Punkt wird da kein Teleskop sehen. Damit du “schöne Bilder” von der Oberfläche kriegst, musst du hinfliegen.

  4. #4 Simon
    15. November 2011

    hallo!

    Der Winkeldurchmesser von 2005 YU55 betrug bei der größten Annäherung ca. 0.26 Bogensekunden. (400m Durchmesser, 320.000 km Distanz)

    zum Vergleich, hier Bilder des Hubble-Teleskops vom Asteroiden Vesta: http://tinyurl.com/ckzlkx5
    Zum Zeitpunkt dieser Aufnahme war Vesta 211.000.000 km entfernt, d.h. Winkeldurchmesser ca. 0.52 Bogensekunden, also immerhin noch das doppelte von 2005 YU55.

    Detaillierte Aufnahmen von der Oberfläche waren also leider nicht zu erwarten.

  5. #5 G.Org
    17. November 2011

    Habe den Blog zum ersten Mal entdeckt. Sehr gute Aufarbeitung des Asteroidenthemas. Nach Sichtung der Nasa-Daten ist 2005 YU55 seit über 100 Jahren noch nie so erdnah gewesen wie am 9.11.2011 und wird erst am 8.11.2175 wieder näher kommen. Nach allem, was ich über chaotische Bahnen lese, wundern mich die genauen NASA-Daten.

  6. #6 G.Org
    17. November 2011

    Habe den Blog zum ersten Mal entdeckt. Sehr gute Aufarbeitung des Asteroidenthemas. Nach Sichtung der Nasa-Daten ist 2005 YU55 seit über 100 Jahren noch nie so erdnah gewesen wie am 9.11.2011 und wird erst am 8.11.2175 wieder näher kommen. Nach allem, was ich über chaotische Bahnen lese, wundern mich die genauen NASA-Daten.

  7. #7 Florian Freistetter
    18. November 2011

    @G.ORG: “Nach allem, was ich über chaotische Bahnen lese, wundern mich die genauen NASA-Daten. “

    chaotisch heißt nicht, dass man gar nichts drüber aussagen kann. Nur nicht über lange Zeiträume. Ein paar hundert Jahre sind aber locker drin. http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2008/08/erdnahe-asteroiden-und-das-chaos.php

  8. #8 Lohengrin
    18. November 2011

    @FF
    Was ist denn, wenn der Asteroid irgendwo weit weg, wo ihn niemand sieht, Wechselwirkung (Einschag oder auch nur längeres Nebeneinander) mit einem anderen Asteroiden hat? Eine Voraussage über den Abstand zur Erde in Jahrzehnten würde ich nicht wagen. Eine Voraussage über einen minimalen Abstand von 300 Megameter bis 320 Megameter ein paar Monate ins Voraus, halte ich ich für plausibel.
    Sollte ein Einschlag fünf Monate zuvor bekannt werden, bleibt genug Zeit innerhalb der nächsten drei Monate etwas hinzuschicken, das einen Vorbeiflug mit 10 Megametern erzeugt. Rammen dürfte reichen.

  9. #9 Florian Freistetter
    18. November 2011

    @Lohengrin: “Was ist denn, wenn der Asteroid irgendwo weit weg, wo ihn niemand sieht, Wechselwirkung (Einschag oder auch nur längeres Nebeneinander) mit einem anderen Asteroiden hat?”

    Angesichts der enormen Distanzen ist das unwahrscheinlich. Sehr unwahrscheinlich. Die Bilder von Regionen im All voller Asteroiden, dicht nebeneinander, sind Unsinn: http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/07/die-grosse-der-asteroiden.php

    Man kennt die großen Asteroiden alle und wenn sich da eine Kollision/Begegnung anbahnt, weiß man das auch vorher.

    “Eine Voraussage über einen minimalen Abstand von 300 Megameter bis 320 Megameter ein paar Monate ins Voraus, halte ich ich für plausibel. “

    Kannst du machen. Ich selbst bin ja auch nur Himmelsmechaniker mit dem Spezialgebiet “Berechnung der Bahnen von Himmelskörpern”. Was weiß ich schon…

    “Sollte ein Einschlag fünf Monate zuvor bekannt werden, bleibt genug Zeit innerhalb der nächsten drei Monate etwas hinzuschicken, das einen Vorbeiflug mit 10 Megametern erzeugt. Rammen dürfte reichen. “

    Na schön wenn das so einfach ist. Sag dann auch den WIssenschaftlern Bescheid, nicht dass die sich unötig Gedanken machen (Asteroidenabwehr: Teil 1, Teil 2, Teil 3, Teil 4, Teil 5)

  10. #10 Lohengrin
    18. November 2011

    @FF

    Angesichts der enormen Distanzen ist das unwahrscheinlich. Sehr unwahrscheinlich. Die Bilder von Regionen im All voller Asteroiden, dicht nebeneinander, sind Unsinn:

    Na schön wenn das so einfach ist. Sag dann auch den WIssenschaftlern Bescheid, nicht dass die sich unötig Gedanken machen

    Ok. Ich habe gerade mal ausgerechnet, dass ein Einschlag von einer Tonne mit 10 km/s quer zu so einem 400-Meter-Asteroid in 10 Jahren gerade einmal 30 km bringt.

    Ich habe mich grob verschätzt. Du hast recht.

  11. #11 Lohengrin
    18. November 2011

    @FF

    Ich hatte in Erinnerung, dass Du mal bei ChaosRadioExpress warst, und ich meine, dass du da etwas von “Ein Raumschiff neben dem Asteroiden parken, den Rest macht die Gravitation” gesagt hättest. Schmeiße ich da etwas durcheinander?

  12. #12 Florian Freistetter
    18. November 2011

    @LOhengrin: “Ich hatte in Erinnerung, dass Du mal bei ChaosRadioExpress warst, und ich meine, dass du da etwas von “Ein Raumschiff neben dem Asteroiden parken, den Rest macht die Gravitation” gesagt hättest. “

    LANGE parken… Lies meine Serie über Asteroidenabwehr (vorhin verlinkt). Da steht alles drin.

  13. #13 Kallewirsch
    18. November 2011

    Ich habe gerade mal ausgerechnet, dass ein Einschlag von einer Tonne mit 10 km/s quer zu so einem 400-Meter-Asteroid in 10 Jahren gerade einmal 30 km bringt.

    Du denkst zu sehr in irdischen Begriffen. Wenn es um die Bahn von Körpern geht, muss man himmelsmechanisch drann gehen. Dort gibt es 2 hauptsächliche Methoden um eine Bahn zu verändern: eine Beschleunigung IN Bahnrichtung und eine Beschleunigung ENTGEGEN der Bahnrichtung. Beides verändert den jeweils gegenüber liegenden Punkt der Bahn. Und das kann auch mit relativ kleinen Beträgen unter Umständen ganz massiv ausfallen.
    Beispiel: Wie fliegt man zum Mond? Entegegen landläufiger Meinung macht man das nicht, indem man wie mit einem Auto Gas gibt und auf den Mond zusteuert. Das geht anders. Apollo befindet sich in einem Orbit um die Erde. Wenn sich der verbliebene Apollo Stack genau in Bezug zum Mond auf der gegenüber liegenden Seite des Orbits befindet, wird Schub gegeben. Die Triebwerke brennen ein paar Minuten lang und bauen zusätzliche Geschwindigkeit auf. Die sorgt jetzt dafür, dass der gegenüberliegende Punkt der Bahn angehoben wird. Aus der Kreisbahn rund um die Erde wird eine Ellipse. Der gegenüberliegende Punkt, das ist aber genau der Punkt an dem ich zu dem Zeitpunkt sein möchte, an dem auch der Mond dort ist. Nach dem Abschalten der Triebwerke brauch ich nichts weiter mehr tun. Das Raumschiff folgt ganz von alleine dieser Ellipse und kommt zum richtigen Zeitpunkt in Mondnähe, wo ich wiederrum eine Zündung machen muss, um die Ellipse dort zu einem Kreisorbit zu verformen.
    Langer Rede kurzer Sinn. In der Orbitmechanik kann man auch mit vergleichsweise kleinen Mitteln, große Wirkung erzielen, wenn ich die Bahngeschwindigkeit zum richtigen Zeitpunkt in die richtige Richtung (in Bahnrichtung oder entgegen der Bahnrichtung) mache. Wenn man quer zur Bahnrichtung beschleunigt, dann dreht man die Ebene der Bahn. Und auch da gilt: zum richtigen Zeitpunkt gemacht, können ein paar Zehntelgrad einen enormen Unterschied ausmachen. Das ist wie der Zeiger einer Uhr, der ein paar tausend Kilometer lang ist. Drehe ich den Zeiger nur ganz wenig, dann bewegt sich die Zeigerspitze trotzdem um viele Kilometer (linear gerechnet).

    Genau darum ist es ja auch wichtig, dass man potentielle Kollisionskandidaten frühzeitig erkennt, damit man eben die Möglichkeit hat, seine Mittel zum richtigen Zeitpunkt einzusetzen. Nämlich dann, wenn man mit wenig Aufwand viel erreichen kann, weil der Rest durch die Himmelsmechanik erledigt wird.

  14. #14 Florian Freistetter
    18. November 2011

    @Kallewirsch: Genau, es geht darum, den Asteroiden zu bremsen bzw. zu beschleunigen. Dann kommt er – simpel gesagt – einfach zu früh oder zu spät zum Treffen mit der Erde. Man muss nur ausrechnen, wie lange die Erde braucht, um eine Strecke zurückzulegen, die ihrem eigenen Durchmesser entspricht (hab ich irgendwo schon mal gemacht), dann weiß man, wie groß die Änderung in der Ankunftszeit mindestens sein muss um eine Kollision zu verhindern.

  15. #15 Kallewirsch
    18. November 2011

    wie lange die Erde braucht, um eine Strecke zurückzulegen, die ihrem eigenen Durchmesser entspricht (hab ich irgendwo schon mal gemacht),

    Aus dem Kopf: das waren sowas um die 7 Minuten.

  16. #16 Lohengrin
    18. November 2011

    @Kallewirsch

    Das was du schreibst, funktioniert nur zum absichtlichen Verändern der Flugbahn. Zufällige Treffer von anderen Asteroiden kommen wahrscheinlich zum falschen Zeitpunkt. Deshalb sind die Voraussagen doch viel genauer als ich mal so ins Blaue geschätzt habe. Ich hätte vorher nachrechnen sollen. Die einzige relevante Fehlerquelle wird der Messfehler bei der Beobachtung sein.
    Zwei Monate vorher rammen reicht definitiv nicht. Damit kann man den direkten Treffer einer Stadt vermeiden. Aber da man, wie alderamin hier geschrieben hat, besser 100km weit weg sein sollte, bringt das auch nichts. Da wäre Evakuieren der Einschlagzone angesagt. Genug Zeit dafür hat man ja dann.

    Und jetzt lese ich mir mal die Artikel durch, auf die FF verlinkt hat.

  17. #17 Lohengrin
    18. November 2011

    @FF
    Da bin ich wieder. Habe deine Artikel gelesen. Sehr schön. Danke! Eine Frage habe ich noch. Wie genau war der minmale Abstand und der dazugehörige Zeitpunkt des 2005 YU-55 etwa fünf Monate vorher bekannt (Vertrauensbereich für ??%). Mit anderen Worten: Wie groß war der Messfehler aus den Beobachtungen? Wie genau hätte man die Einschlagzone vorhersagenkönnen, wenn er denn auf Kollision gewesen wäre?

    @FF und @Kallewirsch
    “quer” war falsch. Ich dachte zuerst an “Erde als Bezugspunkt”, Asteroid kommt direkt auf die Erde zu. Das kann für “Sonne als Bezugspunkt” in Bahnrichtung sein. Dann habe ich, weil die Zahlen so klein waren, falsch auf 10 Jahre linear erweitert.

  18. #18 Kallewirsch
    18. November 2011

    Das was du schreibst, funktioniert nur zum absichtlichen Verändern der Flugbahn.

    Ja. Ich hab es nicht explizit erwähnt, aber das ganze ist im Zusammenhang mit Asteroidenabwehr zu sehen.

  19. #19 Florian Freistetter
    18. November 2011

    @Lohengrin: “Mit anderen Worten: Wie groß war der Messfehler aus den Beobachtungen? “

    Kann ich auf die schnelle nicht sagen. Aber gerade bei YU55 wohl deutlich geringer als sonst, weil man ihn schon bei früheren Begegnungen mit Radar beobachten konnte und das immer extrem genaue Bahndaten liefert.

  20. #20 Lohengrin
    18. November 2011

    @FF
    Größenordnung reicht mir. Geht es bei symmetrischem 99%-Bereich um eine Breite von 10km oder von 10Mm, bzw von einer Sekunde oder von einer Stunde?