Dankzij waarnemingen in de schemering met de Dark Energy Camera van het US Department of Energy op de Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chili, een programma van NSF's NOIRLab, hebben astronomen drie bijna-aardse asteroïden (NEA) ontdekt die zich verbergen in de gloed van de zon. Deze NEA's maken deel uit van een ongrijpbare populatie die zich schuilhoudt binnen de banen van de aarde en Venus. Een van de asteroïden is het grootste potentieel gevaarlijke object dat de afgelopen acht jaar is ontdekt.
Een internationaal team dat gebruik maakt van de Dark Energy Camera (DECam) gemonteerd op de Víctor M. Blanco 4-meter telescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chili, een programma van NSF's NOIRLab, heeft drie nieuwe bijna-aardse asteroïden (NEA's) ontdekt die zich verbergen in het binnenste zonnestelsel, het gebied binnen de banen van de aarde en Venus. Dit is een beruchte uitdaging voor waarnemingen omdat asteroïdenjagers te maken hebben met de schittering van de zon.
Door gebruik te maken van de korte maar gunstige waarnemingsomstandigheden tijdens de schemering hebben de astronomen echter een ongrijpbaar trio NEA's gevonden. Eén daarvan is een 1,5 kilometer brede asteroïde, genaamd 2022 AP7, die een baan heeft die hem ooit op het pad van de aarde kan brengen. De andere asteroïden, genaamd 2021 LJ4 en 2021 PH27, hebben banen die veilig volledig binnen de baan van de aarde blijven. Ook van bijzonder belang voor astronomen en astrofysici is 2021 PH27 de asteroïde die het dichtst bij de zon staat. Als zodanig heeft hij de grootste algemene-relativiteitseffecten [1] van alle objecten in ons zonnestelsel en tijdens zijn baan wordt zijn oppervlak heet genoeg om lood te smelten.
"Ons schemeronderzoek speurt het gebied binnen de banen van de aarde en Venus af naar asteroïden," aldus Scott S. Sheppard, astronoom aan het Earth and Planets Laboratory van het Carnegie Institution for Science en hoofdauteur van het artikel dat dit werk beschrijft. "Tot nu toe hebben we twee grote asteroïden gevonden die ongeveer 1 kilometer in doorsnee zijn, een grootte die we planetendoders noemen."
"Er zijn waarschijnlijk nog maar een paar NEA's van vergelijkbare grootte te vinden, en deze grote onontdekte asteroïden hebben waarschijnlijk banen die hen het grootste deel van de tijd binnen de banen van de Aarde en Venus houden," aldus Sheppard. "Er zijn tot nu toe slechts ongeveer 25 asteroïden ontdekt met banen die volledig binnen de baan van de aarde liggen, omdat het moeilijk is om in de buurt van de schittering van de zon te observeren."
Het vinden van asteroïden in het binnenste zonnestelsel is een ontmoedigende waarnemingsuitdaging. Astronomen hebben slechts twee korte vensters van 10 minuten per nacht om dit gebied te onderzoeken en hebben te kampen met een heldere achtergrondhemel als gevolg van de schittering van de zon. Bovendien zijn deze waarnemingen zeer dicht bij de horizon, wat betekent dat astronomen door een dikke laag atmosfeer van de aarde heen moeten kijken, wat hun waarnemingen kan vertroebelen en vervormen. [2]
De ontdekking van deze drie nieuwe asteroïden ondanks deze uitdagingen was mogelijk dankzij de unieke waarnemingsmogelijkheden van DECam. Het geavanceerde instrument is een van de best presterende breedveld CCD-beeldvormers ter wereld, waardoor astronomen grote gebieden aan de hemel kunnen vastleggen met een grote gevoeligheid. Astronomen noemen waarnemingen "diep" als ze zwakke objecten vastleggen. Bij de jacht op asteroïden binnen de baan van de aarde is de mogelijkheid om zowel diepe als brede veldwaarnemingen te doen onontbeerlijk. DECam is gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) en is gebouwd en getest in Fermilab.
"Grote hemelgebieden zijn nodig omdat de binnenste asteroïden zeldzaam zijn, en diepe beelden zijn nodig omdat asteroïden zwak zijn en je moet vechten tegen de heldere schemerhemel bij de zon en tegen het verstorende effect van de aardatmosfeer," aldus Sheppard. "DECam kan grote hemelgebieden bestrijken tot op een diepte die met kleinere telescopen niet haalbaar is, waardoor we dieper kunnen gaan, meer hemel kunnen bestrijken en het binnenste van het zonnestelsel kunnen onderzoeken op een manier die nog nooit eerder is gedaan."
Dit onderzoek detecteert niet alleen asteroïden die een bedreiging voor de aarde kunnen vormen, maar is ook een belangrijke stap naar een beter begrip van de verspreiding van kleine lichamen in ons zonnestelsel. Asteroïden die verder van de zon staan dan de aarde zijn het gemakkelijkst te detecteren. Daarom domineren deze verder weg gelegen asteroïden de huidige theoretische modellen van de asteroïdenpopulatie. [3] Door deze objecten te detecteren kunnen astronomen ook begrijpen hoe asteroïden door het binnenste van het zonnestelsel worden getransporteerd en hoe zwaartekrachtinteracties en de hitte van de zon kunnen bijdragen aan hun fragmentatie.
"Ons DECam-onderzoek is een van de grootste en gevoeligste zoekacties ooit naar objecten binnen de baan van de aarde en in de buurt van de baan van Venus," zei Sheppard. "Dit is een unieke kans om te begrijpen welke soorten objecten er in het binnenste van het zonnestelsel op de loer liggen." "Na tien jaar opmerkelijke dienst blijft DECam belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen opleveren en tegelijkertijd bijdragen aan de verdediging van de planeet, een cruciale dienst die de hele mensheid ten goede komt," zei Chris Davis, NSF Program Director voor NOIRLab.
DECam werd oorspronkelijk gebouwd voor de Dark Energy Survey, die tussen 2013 en 2019 werd uitgevoerd door het DOE en de Amerikaanse National Science Foundation.
Opmerkingen
[1] Einsteins algemene relativiteitstheorie verklaart hoe massieve objecten het weefsel van de ruimtetijd vervormen en hoe dit de beweging van objecten in het heelal beïnvloedt. In ons zonnestelsel kan deze invloed direct worden gemeten als bijvoorbeeld de precessie van de baan van de planeet Mercurius, die niet nauwkeurig kan worden verklaard met alleen de Newtoniaanse natuurkunde.
[2] Waarnemen in de richting van het binnenste zonnestelsel is een uitdaging voor grondtelescopen en onmogelijk voor optische/infraroodtelescopen uit de ruimte, zoals NASA's Hubble- en JWST-telescopen. Het intense licht en de hitte van de zon zouden de gevoelige elektronica bakken. Daarom zijn zowel de Hubble als de JSWT altijd van de zon afgewend.
[3] Atria-asteroïden - ook bekend onder de Hawaïaanse term Apohele-asteroïden - zijn de kleinste groep asteroïden in de buurt van de aarde. Hun banen hebben een aphelium (verste punt van de Zon) dat kleiner is dan het perihelium van de Aarde (dichtstbijzijnde punt van de Zon).
Bron: NOIRLab
