Über die physikalischen Eigenschaften der kleinsten erdnäheren Objekte (NEOs) mit Durchmessern von weniger als 10 Metern ist wenig bekannt. Aufgrund ihrer geringen Größe sind sie normalerweise sehr schwach und schwer zu beobachten. Daher sind nur eine kleine Anzahl von Asteroiden in diesem Größenbereich bekannt, und nur für sehr wenige von ihnen wurden physikalische Eigenschaften wie Durchmesser und Albedo gemessen. Kleine NEOs sind jedoch viel häufiger als größere NEOs, was einige dieser Objekte zu leicht zugänglichen Zielen für Raumfahrzeuge und potenziellen Einschlägen macht. Traditionell glaubte man, dass diese kleinen NEOs durch Kollisionen entstanden sind und dass sie individuelle Gesteinsbrocken, d.h. monolithische Körper, sind.
Wir haben Beobachtungen des Spitzer-Weltraumteleskops von zwei winzigen NEOs, 2009 BD und 2011 MD, genutzt, um die physikalischen Eigenschaften dieser Objekte einzuschränken zu bestimmen. Basierend auf verfügbaren astrometrischen Beobachtungen war bereits bekannt, dass die Umlaufbahnen beider Objekte sogenannten nicht-gravitationalen Kräften unterliegen, d.h. ihre Umlaufbahnen werden nicht nur durch die Schwerkraft allein, sondern auch durch den Strahlungsdruck der Sonne und Yarkovsky-Kräfte beeinflusst. Durch die Kombination eines thermophysikalischen Modells für Asteroiden, das den thermischen Fluss modelliert, der von der Oberfläche eines Asteroiden emittiert wird, und eines orbitalen Modells, das nicht-gravitationalen Kräfte berücksichtigt, konnten wir für beide Objekte viel mehr als nur Durchmesser und Albedo einschränken.
Was wir für beide Objekte fanden, war etwas unerwartet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass 2011 MD einen Durchmesser von etwa 6 Metern und eine mittlere Albedo-Oberfläche hat. Interessanterweise konnten wir die Dichte dieses Objekts ableiten, die nur leicht höher ist als die von Wasser, was uns sagt, dass mindestens zwei Drittel des Volumens dieses Objekts aus Hohlräumen bestehen - 2011 MD ist kein monolithischer Asteroid, sondern ein Schutthaufen! Im Fall von 2009 BD fanden wir zwei gleichwertige mögliche Lösungen für seine physikalischen Eigenschaften: Das Objekt hat entweder einen Durchmesser von etwa 4 Metern und eine mittlere Oberflächenalbedo (Lösung 1) oder einen Durchmesser von 3 Metern und eine sehr hohe Albedo (Lösung 2). Beide Lösungen haben unterschiedliche Implikationen für die innere Struktur dieses Asteroiden. Lösung 1 zeigt 2009 BD als einen Schutthaufen-Asteroiden, während Lösung 2 impliziert, dass das Objekt monolithisch ist und mit einer Schicht aus staubigem Material wie Regolith bedeckt ist. Beide Lösungen sind sehr außergewöhnlich und wurden bei größeren Asteroiden nicht beobachtet. Das Diagramm zeigt die verschiedenen möglichen Konfigurationen für sowohl 2009 BD als auch 2011 MD; im Fall letzterer konnte die thermische Trägheit im Rahmen unserer Analyse nicht eingeschränkt werden.
Die Ergebnisse dieser Analyse sind in zwei Artikeln veröffentlicht: 2009 BD and 2011 MD und es gab eine NASA/JPL Pressemitteilung.
Nachtrag (August 2015): Unsere Spitzer-Beobachtungen wurden ursprünglich zur Unterstützung von NASAs Asteroid Redirect Mission durchgeführt, die darauf abzielte, einen Asteroiden in eine Umlaufbahn im Erde-Mond-System zu bringen. Leider entschied sich NASA zunächst, ihre Strategie zu ändern und stattdessen einen Felsen von der Oberfläche eines größeren Asteroiden zu erfassen und diesen ins Erde-Mond-System zurückzubringen, entschied sich dann jedoch, die Mission ganz abzubrechen. Aber auf der positiven Seite: Unser Team wurde mit einem NASA Group Achievement Award für ‘vorbildliche wissenschaftliche Umsetzung, Analyse und Durchführung der Spitzer-Beobachtungen der erdnäheren Asteroiden 2011 MD und 2009 BD für NASAs Asteroid Redirect Mission’ ausgezeichnet.
Bibliographie
Mommert, M., Farnocchia, D., Hora, J. L., Chesley, S. R., Trilling, D. E., Chodas, P. W., Mueller, M., Harris, A. W., Smith, H. A., & Fazio, G. G. (2014), “Physical Properties of Near-Earth Asteroid 2011 MD”, The Astrophysical Journal, 789, L22., publication, arxiv*
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