For to uger siden helligede jeg præsentationen “Special Topics” til emnet jordnære asteroider. Indtil næsten slutningen af det 19. århundrede kredsede alle de over 400 asteroider, der var blevet opdaget indtil da, i kredsløb inden for “asteroidehovedbæltet” mellem Mars og Jupiter, og den tids astronomer blev ret overraskede, da man fandt en asteroide, der kunne nærme sig Jorden ret tæt på. Som jeg omtalte i denne præsentation, har vi i løbet af det halvandet og et kvart århundrede, der er gået siden da, opdaget, at der findes en ret stor bestand af asteroider i det jordnære rum og også i andre regioner af solsystemet.
Den asteroide, der ville skabe dette paradigmeskift, blev opdaget den 13. august 1898 af Gustav Witt på Berlin-observatoriet i Tyskland – på et fotografi, som han havde taget af asteroiden (185) Eunike til astrometriske formål – og uafhængigt af hinanden samme nat af Auguste Charlois på observatoriet i Nice i Frankrig. Beregninger afslørede hurtigt, at den bevæger sig i en lille, moderat langstrakt bane (excentricitet 0,223) med en periode på kun 1,76 år (21 måneder), der bringer den til 1,133 AE fra solen ved perihelium og ud til 1,783 AE – noget længere end Mars’ bane – ved aphelium. Disse beregninger afslørede også, at den lejlighedsvis kunne nærme sig Jorden forholdsvis tæt, og den havde faktisk passeret kun 0,152 AE fra Jorden i januar 1894, 4½ år før den blev opdaget. (Den var faktisk kun to måneder efter aphelium, da den blev opdaget.) Den nyopdagede asteroide fik navnet Eros, efter den græske kærlighedsgud.
Eros viste sig snart at udvise kortvarige periodiske variationer i sin lysstyrke, hvilket er tegn på rotation og på, at den er aflang i form. I 1913 havde Solon Baley på Harvard bestemt en nøjagtig rotationsperiode, som nu er fastslået til at være 5 timer og 16 minutter. Dens fysiske dimensioner er nu blevet nøjagtigt bestemt til at være 34 km gange 11 km gange 11 km, og når den er orienteret således, at vi ser den “på polen”, kan dens lysstyrke variere med op til 1,5 magnituder.
I løbet af de første årtier efter sin opdagelse ville Eros komme til at spille en afgørende rolle i vores forståelse af universet som helhed. Den kommer tæt nok på Jorden til, at observatører, der er stationeret forskellige steder, kan bestemme en målbar parallakse og dermed en nøjagtig afstand til den. Ved at anvende Keplers tredje lov og Isaac Newtons lov om universel gravitation (hvoraf Keplers tredje lov kan udledes) kan det derefter være muligt at bestemme et nøjagtigt skøn over den samlede masse af jorden/månesystemet og – endnu mere grundlæggende – en nøjagtig måling af den nøjagtige størrelse af en astronomisk enhed. Dette danner igen et solidt grundlag for bestemmelse af afstande for objekter i solsystemet og også for parallaksemålinger og deraf følgende afstandsbestemmelser for nærliggende stjerner. Disse er de første “trin” på den “kosmiske stige”, som gør det muligt at bestemme afstandene til objekter i hele universet.
Eros nærmede sig moderat tæt på Jorden (0,315 AU) i december 1900, og Arthur Hinks fra Cambridge University var i stand til at bruge de parallaksemålinger, der blev opnået dengang, til at foretage en rimelig præcis bestemmelse af en AU. Da Eros i januar 1931 foretog sit første jordnære møde efter opdagelsen på 0,174 AU i januar 1931, kunne den britiske astronom Harold Spencer Jones (som snart skulle blive Astronomer Royal, dvs. direktør for Royal Observatory i Greenwich) forfine bestemmelsen af den nøjagtige størrelse af en AU i temmelig høj grad. Denne bestemmelse forblev den definerende værdi for en AU, indtil radarmålinger i slutningen af 1960’erne og derefter målinger fra rumfartøjer afløste den. Den nøjagtige værdi af en AU er nu blevet bestemt til 149.597.870,7 km (92.955.807,3 miles).
Den 23. januar 1975 passerede Eros 0,151 AU fra Jorden, det tætteste den er kommet på vores planet siden sin opdagelse, og i den proces blev den så lysstærk som 7. størrelsesorden. Dette møde gav mulighed for de mest nøjagtigt bestemte værdier af rotationsperioden fra dette tidspunkt, samt for bestemmelse af Eros’ fysiske dimensioner. Allerede aftenen efter sin nærmeste tilnærmelse okkulterede Eros stjernen Kappa Geminorum i 4. størrelsesklasse, en af de tidligste og mest omtalte begivenheder af denne art. Det lykkedes at observere okkultationen fra steder i Massachusetts og Connecticut, og bl.a. gav denne begivenhed værdifulde erfaringer i kunsten at forudsige sådanne hændelser.
Eros’ indflyvning til Jorden i 1975 var en vigtig begivenhed for mig personligt, da den i en meget reel forstand gav anledning til mit “gennembrud” i astronomiske studier. Jeg gik i gymnasiet (11. klasse) på det tidspunkt, og under vejledning af den lokale amatørastronom Phil Simpson – som døde for halvandet år siden – fik jeg adgang til det lokale skoledistrikts observatorium (som rummede en 32-cm-reflektor) og kunne på hans opfordring foretage flere videnskabelige observationer af Eros. Disse omfattede en måling af dens rotationsperiode via observationer af dens lysstyrkevariationer, en bestemmelse af dens lysstyrkeparametre, og jeg forsøgte endda at forudsige vejen for okkultationen af Kappa Geminorum. Jeg indsendte min undersøgelse til konkurrencen på videnskabsmessen og vandt til min store begejstring førstepladsen i afdelingen for jord- og rumvidenskab på den lokale, regionale og statslige videnskabsmesse samt forskellige andre belønninger. Endnu vigtigere var det, at jeg fik mulighed for at møde Herb Beebe, den daværende formand for astronomiafdelingen ved New Mexico State University (og som var en af dommerne ved den regionale messe); vores efterfølgende samtale blev til et langvarigt venskab, som igen spillede en ikke uvæsentlig rolle i min beslutning mere end ti år senere om at begynde på en kandidatuddannelse ved NMSU. I øvrigt var der på udstillingen af mit projekt i forbindelse med videnskabsmessen en sortmalet træstamme, der var monteret på en sokkel i et fuglebad for at forestille Eros; dette skulle vise både Eros’ aflange form og dens mørke overflade.
Eros kom igen i nyhederne mod slutningen af det 20. århundrede, da den var målet for NASA’s Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) mission – senere omdøbt til “NEAR Shoemaker” til ære for den berømte planetariske geolog Eugene “Gene” Shoemaker, som blev dræbt i en bilulykke i juli 1997. NEAR Shoemaker blev opsendt fra Cape Canaveral i Florida den 17. februar 1996, og efter et møde med hovedbælte-asteroiden (253) Mathilde den 23. juni 1997 og en tyngdekraftassisterende forbiflyvning af Jorden den 23. januar 1998 var det planen, at den skulle ankomme til og indsættes i kredsløb omkring Eros i januar 1999. Desværre tvang en mislykket motorafbrænding i december 1998 til en etårig udsættelse af dette, selv om NEAR Shoemaker var i stand til at foretage et fjernt forbiflyvning af Eros (3800 km) senere i december.
NEAR Shoemaker ankom til Eros i februar 2000 og gik med succes i kredsløb om Eros den 14. februar. I de næste tolv måneder kredsede NEAR Shoemaker om Eros i forskellige afstande og banekonfigurationer og fotograferede og kortlagde i den forbindelse i stor stil overfladen og foretog talrige videnskabelige målinger. Blandt mange andre kendetegn viser billederne et stort krater, som siden har fået navnet Charlois Regio, og som synes at skyldes et nedslag, der fandt sted for ca. en milliard år siden; denne begivenhed synes at være ansvarlig for de mange store klippestykker, der er spredt ud over Eros’ overflade, samt for manglen på små kratere over en betydelig del af overfladen. Efter et år, og da dens manøvrebrændstof var ved at være opbrugt, gik NEAR Shoemaker ned til Eros’ overflade den 12. februar 2001 og foretog en blød landing på overfladen – og blev dermed det første rumfartøj til at foretage en vellykket blød landing på en asteroide eller et andet lille legeme. Den fortsatte med at sende data i yderligere to uger, inden den blev lukket ned.
Siden den tid har Eros foretaget yderligere to noget nærgående indflyvninger til Jorden: den ene på 0,179 AU den 31. januar 2012 og den anden på 0,209 AU den 15. januar 2019. Den nærmer sig ikke Jorden igen før om et stykke tid, selv om den på grund af sin relative nærhed og store størrelse ofte alligevel kan spores uden større vanskeligheder under passende forhold; den vil f.eks. være af 13. størrelsesgrad og tilgængelig på morgenhimlen, når den er ved perihelium i begyndelsen af november i år, og vil være af 12. størrelsesgrad, når den næste gang er i opposition, i midten af juni 2021, hvor den vil være tre måneder fra aphelium.
Eros vil næste gang nærme sig Jorden igen den 24. januar 2056, hvor den vil passere 0,150 AU fra vores planet – marginalt tættere på end ved sin indflyvning i 1975. Jeg ville være 97 år gammel på det tidspunkt, og da jeg påpegede dette over for nogle af mine videnskabsinteresserede venner, da jeg gik i gymnasiet, svarede en af dem spøgefuldt, at jeg måske kunne lave endnu et Science Fair-projekt om det til den tid. Det må vi vel se… Men måske kunne eleverne fra den tid foretage deres egne undersøgelser af Eros, når den nærmer sig. Og måske kunne nogle af dem endda gøre det ved at rejse ud til den og foretage observationer fra dens overflade … .
Mere fra uge 4:
Denne uge i historien Ugens komet Gratis PDF-download Ordliste
Is og sten 2020 Hjemmeside