Erdnaher Asteroid

Als erdnahe Asteroiden (englisch Near-Earth asteroid, NEA) werden Asteroiden bezeichnet, die der Erde nahe kommen können. Sie bewegen sich nicht wie die meisten Asteroiden im Asteroidengürtel um die Sonne, sondern im Bereich der inneren Planeten. Die Zusammensetzung der erdnahen Asteroiden entspricht aber der Zusammensetzung von Hauptgürtel-Asteroiden.^[1]

Als erster dieser ungewöhnlichen Kleinplaneten wurde 1898 als Nummer 433 der hantelförmige Eros entdeckt. Bei Bahnradien zwischen 1,13 und 1,78 AE (Mars: 1,43–1,61 AE) kam er der Erde bis 0,15 AE nahe (58 Monddistanzen) und diente 1900 und 1931 zur genauen Vermessung des Sonnensystems. Im Jahr 2000 fand die Begegnung mit der Raumsonde NEAR statt. 1911 entdeckte Johann Palisa Nr. 719 Albert (1,19–4 AE), der aber erst 2000 wiedergefunden wurde. Als vor 70 Jahren weitere „absonderliche“ Bahnen entdeckt wurden, begann man sie zu typisieren.

Aufgrund der hohen Zahl dieser Asteroiden besteht ein nicht unerhebliches Risiko eines Einschlags auf die Erde. Neue Objekte werden typischerweise durch eines der Himmelsuchprogramme wie z. B. CSS, NEAT, LONEOS, CINEOS, Spacewatch oder LINEAR gefunden.

Einordnung

Typen erdnaher Orbits

(433) Eros ist ein Asteroid des Amor-I-Typs

Die erdnahen Asteroiden unterteilt man nach der Länge ihrer großen Bahnhalbachse und den Perihel- und Apheldistanzen.^[2]

Amor-Typ

Asteroiden des Amor-Typs kreuzen nicht die Erdbahn, kommen ihr aber mit Periheldistanzen zwischen 1,017 und 1,3 AE von außen nahe. 1,017 ist die Apheldistanz der Erde, 1,3 ist eine willkürliche Grenze („erdnah“). Prototyp der Gruppe ist der 1932 entdeckte Asteroid (1221) Amor, der sich in einem Abstand von 1,08 bis 2,76 AE um die Sonne bewegt. Frühe Vertreter dieser Gruppe sind der 1898 entdeckte (433) Eros, der sich der Erdbahn bis auf 0,15 AE nähert, sowie (719) Albert und (887) Alinda. Am 30. Dezember 2010 waren 2854 Asteroiden des Amor-Typs bekannt.

Die Asteroiden des Amor-Typs werden je nach Länge ihrer großen Bahnhalbachse in vier Untergruppen eingeteilt:

Amor I

Dieser Gruppe gehören Amor-Asteroiden an, deren Halbachsen kürzer sind als jene der Marsbahn (1,52 AE). Ist die Bahnexzentrizität nicht zu groß, so laufen sie völlig zwischen Erd- und Marsbahn. Knapp 20 % aller Amor-Asteroiden gehören dem Amor-I-Typ an.

Amor II

Die Halbachsen dieses Subtyps sind länger, bis 2,12 AE, was dem inneren Rand des Hauptgürtels entspricht, die Exzentrizitäten betragen 0,17 bis 0,52. Diese Asteroiden kreuzen daher die Marsbahn und ihr Aphel liegt meist innerhalb des Asteroidengürtels. Etwa ein Drittel der Amor-Asteroiden gehören dieser Gruppe an, darunter auch der Namensgeber (1221) Amor.

Amor III

Ihre Bahnen haben Halbachsen wie die Asteroiden des Asteroidengürtels, zwischen 2,12 und 3,57 AE. Jedoch sind ihre Exzentrizitäten (0,4–0,6) groß genug, dass ihr Perihel in der Nähe der Erdbahn und ihr Aphel in bis zu einem AE Nähe zu Jupiter liegen kann. Dieser Gruppe gehören etwa die Hälfte aller Objekte des Amor-Typs an, darunter auch der mit 31,7 km Durchmesser größte Amor-Asteroid (1036) Ganymed. Einige der Mitglieder der Amor-III-Gruppe stehen in 3:1-Resonanz zu Jupiter und werden daher zu den Alinda-Asteroiden gezählt, zu denen auch einige Apollo-Asteroiden gehören.

Amor IV

Zu dieser kleinen Gruppe gehören Amor-Asteroiden mit noch größeren Bahnhalbachsen. Ihre gestreckten Bahnen führen sie in Gebiete außerhalb der Jupiterbahn. Der bekannteste Vertreter ist der Asteroid (3552) Don Quixote.

Doppler-Delay-Methode

Apollo-Typ

Objekte mit großer Bahnhalbachse > 1 AE und Periheldistanz < 1,017 AE werden nach (1862) Apollo als Apollo-Asteroiden bezeichnet. Sie können die Erdbahn kreuzen, was je nach Bahnebene ein Einschlagrisiko bedeutet.

Berechnungen haben gezeigt, dass die Asteroiden des Hauptgürtels infolge gravitativer Störungen des Jupiter auf Apollo-Bahnen übergehen können. Ein Beispiel dafür sind die Alinda-Asteroiden, zu denen einige Objekte des Apollo-Typs wie z. B. (4179) Toutatis gehören. Sie bewegen sich in 3:1-Resonanz zu Jupiter und werden so in ihrer Bahn gestört, wodurch die Exzentrizitäten dieser Objekte beständig erhöht werden, bis die Resonanz bei einer Annäherung an einen der inneren Planeten aufgelöst wird. Auch wenn das durch die Venus geschieht, entsteht eine Bahn vom Apollo-Typ, denn die Definition schließt kleine Perihel-Distanzen nicht aus.

Radarbild von (4179) Toutatis, einem Asteroiden des Apollo-Typs

Der größte Apollo-Asteroid ist (1866) Sisyphus mit 8,5 km Durchmesser. Weitere bekannte Vertreter sind (2101) Adonis und (69230) Hermes, der 1937 in 1,5-facher Monddistanz an der Erde vorbeizog und danach als verschollen galt, bis er im Jahr 2003 schließlich wiedergefunden wurde. 1990 waren 63 Apollo-Asteroiden bekannt, 1999 bereits 415, im November 2003 1190, und am 30. Dezember 2010 4111.

Aten-Typ

Asteroiden des Aten-Typs besitzen große Bahnhalbachsen < 1 AE und Aphel-Distanzen größer als 0,9833 AE, der Perihel-Distanz der Erde. Sie sind also ebenfalls Erdbahnkreuzer. Einige Aten-Asteroiden haben ein Perihel, das innerhalb der Venus- oder gar Merkurbahn liegt. Sie gelten dann als Venus- bzw. Merkurbahnkreuzer.

Der 0,9 km große Namensgeber der Typklasse, (2062) Aten, wurde 1976 entdeckt. Er kommt der Erde auf seiner Bahn (0,79–1,14 AE) alle 10.000 Jahre nahe. Weitere bekannte Vertreter sind (2100) Ra-Shalom, (2340) Hathor, (3753) Cruithne und (99942) Apophis.

1990 kannte man 9, 1999 schon 60 und im November 2003 196 Asteroiden dieses Typs. Am 30. Dezember 2010 waren 678 Aten-Asteroiden bekannt.

Am 15. Februar 2013 näherte sich der Erde der Asteroid (367943) Duende bis auf 27.599 km.^[3] Bis dahin als Apollo-Typ klassifiziert änderte er durch die nahe Begegnung mit der Erde seine Umlaufbahn und wurde zum Aten-Typ.

Atira-Typ

Eine noch relativ kleine Gruppe von Asteroiden, die vollständig innerhalb der Erdbahn umlaufen (Inner Earth Objects) und deshalb schwer zu entdecken sind. Bis auf einen sind alle bekannten Exemplare größer als 300 m (Stand: 2011):

• (163693) Atira
• (164294) 2004 XZ₁₃₀
• (413563) 2005 TG₄₅
• (418265) 2008 EA₃₂
• (434326) 2004 JG₆
• (481817) 2008 UL₉₀
• 1998 DK₃₆
• 2006 WE₄
• 2007 EB₂₆
• 2010 XB₁₁
• 2013 JX₂₈

Arjuna-Asteroiden

Arjuna-Asteroiden stellen eine seltene Form erdnaher Asteroiden dar und gehören einer der vier zuvor beschriebenen Typklassen an. Sie bewegen sich auf einer erdähnlichen Umlaufbahn mit synodischen Perioden von mehr als zehn Jahren.

Sonnennahe Asteroiden

Manche dieser Kleinkörper haben ihren sonnennächsten Punkt innerhalb der Venus- oder sogar innerhalb der Merkurbahn.

Am 30. Dezember 2010 waren 1746 Asteroiden bekannt, die die Venusbahn schneiden. 507 davon haben ihren sonnennächsten Punkt sogar innerhalb der Merkurbahn. Bekannte Vertreter sind:

• (1566) Icarus (1949 entdeckt; Sonnenentfernung 0,19–1,97 AE)
• der kometenhafte, von IRAS 1984 entdeckte (3200) Phaethon (0,14–2,40 AE). Im Perihel hat er eine Geschwindigkeit von 200 km/s und trotz Temperaturen von 600 °C keine kometare Emission (ESA 2002).

Nahe Begegnungen und Einschläge

• Der Apollo-Asteroid (29075) 1950 DA war das erste Objekt, für das ein positiver Wert auf der Palermo-Skala für Einschlagsrisiken für den 16. März 2880 ermittelt wurde.^[4]
• Der Aten-Asteroid (99942) Apophis wird am 13. April 2029 in knapp 30.000 km an der Erde vorbeifliegen. Für diese Begegnung lag im Dezember 2004 die Einstufung auf der Turiner Skala für wenige Tage bei 4, ein bisher nicht wieder erreichter Wert.
• Der nur etwa sechs Meter kleine Aten-Asteroid 2004 FU₁₆₂ näherte sich der Erde am 31. März 2004 bis auf 6.500 km. Es ist kein dichterer Vorbeiflug eines Kleinplaneten bekannt.
• 2008 TC₃ war der erste Asteroid, für den eine Kollision mit der Erde korrekt vorausgesagt wurde. Das mit 4 m sehr kleine Objekt wurde am 6. Oktober 2008 noch außerhalb der Mondbahn entdeckt und verglühte 20 Stunden später fast vollständig in der Atmosphäre über dem Sudan.^[5]

Sonstiges

Die NASA erforscht seit 2010 in der Studie Near-Earth Object Human Space Flight Accessible Targets Study (NHATS) die mögliche Erreichbarkeit erdnaher Asteroiden mit bemannten Missionen.^[6]

Siehe auch

• Liste der erdnahen Asteroiden
• Planetare Verteidigung

Literatur

• C. T. Russell: The Near Earth Asteroid Rendezvous Mission. Kluwer Acad. Publ., Dordrecht 1997, ISBN 0-7923-4957-1.
• Pierre Vernazza, et al.: Compositional differences between meteorites and near-Earth asteroids. Nature 454, 858-860, 14. August 2008.Abstract
• PART III--Near-Earth Objects in: John S. Lewis et al.: Resources of Near Earth Space. University of Arizona Press, Tucson 1993, ISBN 0-8165-1404-6.

Weblinks

Commons: Erdnahe Asteroiden – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• IAU Minor Planet Center (MPC) (englisch)
• Closest Approaches to the Earth by Minor Planets (MPC) (englisch)
• Unusual Minor Planets (MPC) (englisch)
• The Near-Earth Asteroids Data Base (E.A.R.N.) (englisch)
• The Spaceguard survey : Discovery statistics at the end of 2007 (englisch)

Videos

• Mission to a Potentially Threatening Asteroid auf YouTube – David Morrison, Lecture SETI Institute, 1. Juli 2009 (englisch)
• Humans to Near Earth Asteroids - Paul Abell (SETI Talks) auf YouTube (englisch, 26. September 2012)

Einzelnachweise

en:Near-Earth object#Near-Earth asteroids