Dämmerungsbeobachtungen mit der vom US-Energieministerium hergestellten Dark Energy Camera am Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chile, einem Programm des NOIRLab der NSF, haben es Astronomen ermöglicht, drei erdnahe Asteroiden (NEA) zu entdecken, die sich im grellen Licht der Sonne verstecken. Diese NEAs sind Teil einer schwer fassbaren Population, die in den Umlaufbahnen von Erde und Venus lauert. Einer der Asteroiden ist das größte potenziell gefährliche Objekt, das in den letzten acht Jahren entdeckt wurde.
Ein internationales Team, das die Dark Energy Camera (DECam) verwendet, die auf dem Víctor M. Blanco 4-Meter-Teleskop am Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chile, einem Programm des NOIRLab der NSF, montiert ist, hat drei neue erdnahe Asteroiden (NEAs) entdeckt, die sich verstecken im inneren Sonnensystem die Region innerhalb der Umlaufbahnen von Erde und Venus. Dies ist eine notorisch herausfordernde Region für Beobachtungen, da Asteroidenjäger mit dem grellen Sonnenlicht zu kämpfen haben.
Indem sie die kurzen, aber günstigen Beobachtungsbedingungen während der Dämmerung nutzten, fanden die Astronomen jedoch ein schwer fassbares Trio von NEAs. Einer ist ein 1,5 Kilometer breiter Asteroid namens 2022 AP7, der eine Umlaufbahn hat, die ihn eines Tages in die Bahn der Erde bringen könnte. Die anderen Asteroiden mit den Namen 2021 LJ4 und 2021 PH27 haben Umlaufbahnen, die sicher vollständig innerhalb der Erdumlaufbahn bleiben. Ebenfalls von besonderem Interesse für Astronomen und Astrophysiker ist 2021 PH27, der sonnennächste bekannte Asteroid. Als solches hat es die größten allgemeinen Relativitätseffekte aller Objekte in unserem Sonnensystem und während seiner Umlaufbahn wird seine Oberfläche heiß genug, um Blei zu schmelzen.
„Unsere Dämmerungsdurchmusterung durchkämmt das Gebiet innerhalb der Umlaufbahnen von Erde und Venus nach Asteroiden“, sagte Scott S. Sheppard, Astronom am Earth and Planets Laboratory der Carnegie Institution for Science und Hauptautor des Artikels, der diese Arbeit beschreibt. „Bisher haben wir zwei große erdnahe Asteroiden gefunden, die einen Durchmesser von etwa 1 Kilometer haben, eine Größe, die wir Planetenkiller nennen.“
„Es gibt wahrscheinlich nur noch wenige NEAs mit ähnlichen Größen zu finden, und diese großen unentdeckten Asteroiden haben wahrscheinlich Umlaufbahnen, die sie die meiste Zeit innerhalb der Umlaufbahnen von Erde und Venus halten“, sagte Sheppard. „Bisher wurden nur etwa 25 Asteroiden mit Umlaufbahnen vollständig innerhalb der Erdumlaufbahn entdeckt, weil es schwierig ist, sie in der Nähe des Sonnenlichts zu beobachten.“
Das Auffinden von Asteroiden im inneren Sonnensystem ist eine gewaltige Beobachtungsherausforderung. Astronomen haben jede Nacht nur zwei kurze 10-Minuten-Fenster, um dieses Gebiet zu vermessen, und müssen sich mit einem hellen Hintergrundhimmel auseinandersetzen, der von der Blendung der Sonne herrührt. Darüber hinaus finden solche Beobachtungen sehr nahe am Horizont statt, was bedeutet, dass Astronomen durch eine dicke Schicht der Erdatmosphäre hindurch beobachten müssen, was ihre Beobachtungen verwischen und verzerren kann.
Die Entdeckung dieser drei neuen Asteroiden trotz dieser Herausforderungen war dank der einzigartigen Beobachtungsfähigkeiten von DECam möglich. Das hochmoderne Instrument ist einer der leistungsstärksten Weitfeld-CCD-Imager der Welt und gibt Astronomen die Möglichkeit, große Bereiche des Himmels mit hoher Empfindlichkeit zu erfassen.
Astronomen bezeichnen Beobachtungen als „tief“, wenn sie schwache Objekte erfassen. Bei der Suche nach Asteroiden innerhalb der Erdumlaufbahn ist die Fähigkeit, sowohl Tief- als auch Weitfeldbeobachtungen zu erfassen, unverzichtbar.
„Große Himmelsbereiche sind erforderlich, weil die inneren Asteroiden selten sind, und tiefe Bilder sind erforderlich, weil Asteroiden schwach sind und Sie gegen den hellen Zwielichthimmel in der Nähe der Sonne sowie gegen die verzerrende Wirkung der Erdatmosphäre ankämpfen müssen“, sagte Sheppard. „DECam kann große Bereiche des Himmels bis in Tiefen abdecken, die mit kleineren Teleskopen nicht erreichbar sind, was es uns ermöglicht, tiefer zu gehen, mehr Himmel abzudecken und das innere Sonnensystem auf eine noch nie dagewesene Weise zu untersuchen.“
Neben der Entdeckung von Asteroiden, die eine potenzielle Bedrohung für die Erde darstellen könnten, ist diese Forschung ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Verteilung kleiner Körper in unserem Sonnensystem. Asteroiden, die weiter von der Sonne entfernt sind als die Erde, sind am einfachsten zu erkennen. Aus diesem Grund neigen diese weiter entfernten Asteroiden dazu, aktuelle theoretische Modelle der Asteroidenpopulation zu dominieren.
Die Entdeckung dieser Objekte ermöglicht es Astronomen auch zu verstehen, wie Asteroiden durch das innere Sonnensystem transportiert werden und wie Gravitationswechselwirkungen und die Hitze der Sonne zu ihrer Fragmentierung beitragen können.
„Unsere DECam-Durchmusterung ist eine der größten und empfindlichsten Suchen, die je nach Objekten innerhalb der Erdumlaufbahn und in der Nähe der Venusumlaufbahn durchgeführt wurden“, sagte Sheppard. „Dies ist eine einzigartige Gelegenheit zu verstehen, welche Arten von Objekten im inneren Sonnensystem lauern.“
„Nach zehn Jahren bemerkenswerten Dienstes liefert DECam weiterhin wichtige wissenschaftliche Entdeckungen und trägt gleichzeitig zur Verteidigung des Planeten bei, ein entscheidender Dienst, der der gesamten Menschheit zugute kommt“, sagte Chris Davis, NSF-Programmdirektor für NOIRLab.
Die Ergebnisse sind veröffentlicht in Das Astronomische Journal.
Mehr Informationen:
Scott S. Sheppard et al., A Deep and Wide Twilight Survey for Asteroids Interior to Earth and Venus, Das Astronomische Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-3881/ac8cff
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