Vor zwei Wochen habe ich den „Special Topics“-Vortrag dem Thema der erdnahen Asteroiden gewidmet. Bis fast zum Ende des 19. Jahrhunderts kreisten alle der über 400 Asteroiden, die bis dahin entdeckt worden waren, innerhalb des „Asteroiden-Hauptgürtels“ zwischen Mars und Jupiter, und die Astronomen jener Zeit waren ziemlich überrascht, als ein Asteroid gefunden wurde, der sich der Erde recht nahe nähern konnte. Wie ich in diesem Vortrag dargelegt habe, haben wir in den anderthalb Jahrhunderten, die seitdem vergangen sind, entdeckt, dass es im erdnahen Raum und auch in anderen Regionen des Sonnensystems eine recht große Population von Asteroiden gibt.
Der Asteroid, der diesen Paradigmenwechsel herbeiführen sollte, wurde am 13. August 1898 von Gustav Witt an der Berliner Sternwarte in Deutschland entdeckt – auf einer Fotografie, die er zu astrometrischen Zwecken vom Asteroiden (185) Eunike gemacht hatte – und in derselben Nacht unabhängig davon von Auguste Charlois am Observatorium von Nizza in Frankreich. Die Berechnungen ergaben bald, dass er sich auf einer kleinen, mäßig langgestreckten Bahn (Exzentrizität 0,223) mit einer Periode von nur 1,76 Jahren (21 Monaten) bewegt, die ihn im Perihel bis auf 1,133 AE von der Sonne entfernt und im Aphel bis auf 1,783 AE – etwas jenseits der Bahn des Mars – bringt. Diese Berechnungen ergaben auch, dass er sich der Erde gelegentlich mäßig nähern konnte, denn im Januar 1894, 4½ Jahre vor seiner Entdeckung, war er nur 0,152 AE an der Erde vorbeigezogen. (Der neu entdeckte Asteroid erhielt den Namen Eros, nach dem griechischen Gott der Liebe.
Eros zeigte schon bald kurzfristige periodische Schwankungen seiner Helligkeit, die auf eine Rotation und seine längliche Form hindeuten. Bis 1913 hatte Solon Baley in Harvard eine genaue Rotationsperiode bestimmt, die nun fest auf 5 Stunden und 16 Minuten festgelegt ist. Die physikalischen Abmessungen des Sterns wurden inzwischen genau bestimmt und betragen 34 km mal 11 km mal 11 km, und wenn er so ausgerichtet ist, dass wir ihn „polwärts“ sehen, kann seine Helligkeit um bis zu 1,5 Größenordnungen variieren.
In den ersten Jahrzehnten nach seiner Entdeckung sollte Eros eine Schlüsselrolle für unser Verständnis des gesamten Universums spielen. Er kommt der Erde so nahe, dass Beobachter, die sich an verschiedenen Orten befinden, eine messbare Parallaxe und damit eine genaue Entfernung zu ihm bestimmen können. Durch Anwendung von Keplers drittem Gesetz und Isaac Newtons Gesetz der universellen Gravitation (aus dem sich Keplers drittes Gesetz ableiten lässt) ist es dann möglich, eine genaue Schätzung der Gesamtmasse des Systems Erde/Mond und – was noch grundlegender ist – eine genaue Messung der exakten Größe einer Astronomischen Einheit zu ermitteln. Dies wiederum bildet eine solide Grundlage für die Bestimmung der Entfernungen von Objekten im Sonnensystem und auch für Parallaxenmessungen und daraus resultierende Entfernungsbestimmungen für nahe Sterne. Dies sind die ersten „Sprossen“ der „kosmischen Leiter“, mit der es dann möglich ist, Entfernungen zu Objekten im gesamten Universum zu bestimmen.
Eros näherte sich der Erde im Dezember 1900 mäßig stark (0,315 AE), und Arthur Hinks von der Universität Cambridge konnte mit Hilfe von Parallaxenmessungen, die er damals erhalten hatte, eine ziemlich genaue Bestimmung einer AE vornehmen. Als Eros im Januar 1931 mit 0,174 AE zum ersten Mal nach seiner Entdeckung nahe an die Erde herankam, konnte der britische Astronom Harold Spencer Jones (der bald darauf zum Astronomer Royal, dem Direktor des Royal Observatory in Greenwich, ernannt werden sollte) die Bestimmung der exakten Größe einer AE ziemlich weit verfeinern. Diese Bestimmung blieb der definierende Wert für eine AE, bis Radarmessungen in den späten 1960er Jahren und dann Raumfahrzeugmessungen sie ablösten. Der genaue Wert einer AU wurde nun auf 149.597.870,7 km (92.955.807,3 Meilen) festgelegt.
Am 23. Januar 1975 kam Eros der Erde mit 0,151 AE so nahe wie noch nie seit seiner Entdeckung und leuchtete dabei so hell wie in der siebten Größenklasse. Diese Begegnung ermöglichte die genaueste Bestimmung der Rotationsperiode zu diesem Zeitpunkt sowie die Bestimmung der physikalischen Abmessungen von Eros. Gleich am Abend nach seiner größten Annäherung bedeckte Eros den Stern Kappa Geminorum (4. Größenklasse), eines der frühesten und bekanntesten Ereignisse dieser Art; die Bedeckung wurde von Orten in Massachusetts und Connecticut aus erfolgreich beobachtet, und dieses Ereignis lieferte unter anderem wertvolle Lektionen in der Kunst der Vorhersage solcher Ereignisse.
Die Annäherung von Eros an die Erde im Jahr 1975 war für mich persönlich ein wichtiges Ereignis, da es in einem sehr realen Sinne mein „Durchbruch“ in der Astronomie war. Ich war damals in der 11. Klasse der High School, und unter der Anleitung des örtlichen Amateurastronomen Phil Simpson – der vor anderthalb Jahren verstorben ist – konnte ich mir Zugang zur Sternwarte des örtlichen Schulbezirks verschaffen (in der sich ein 32-cm-Reflektor befand) und auf seine Anregung hin mehrere wissenschaftliche Beobachtungen von Eros durchführen. Dazu gehörten die Messung seiner Rotationsperiode durch Beobachtung seiner Helligkeitsschwankungen, die Bestimmung seiner Helligkeitsparameter und sogar die Vorhersage der Bahn der Bedeckung von Kappa Geminorum. Ich nahm mit meiner Untersuchung an einem Wettbewerb der Wissenschaftsmesse teil und gewann zu meiner großen Freude den ersten Platz in der Abteilung für Erd- und Weltraumwissenschaften auf der lokalen, regionalen und staatlichen Wissenschaftsmesse sowie verschiedene andere Preise. Noch wichtiger war jedoch, dass ich Herb Beebe, den damaligen Vorsitzenden des Fachbereichs Astronomie an der New Mexico State University (der auch einer der Preisrichter bei der regionalen Messe war), kennen lernen konnte; aus unserem anschließenden Gespräch entwickelte sich eine langjährige Freundschaft, die wiederum eine nicht unerhebliche Rolle bei meiner Entscheidung spielte, mehr als ein Jahrzehnt später ein Graduiertenstudium an der NMSU aufzunehmen. Bei der Präsentation meines Projekts für die Wissenschaftsmesse wurde übrigens ein schwarz besprühter Baumstamm auf einem Vogeltränkensockel aufgestellt, um Eros darzustellen; dies sollte sowohl die längliche Form von Eros als auch seine insgesamt dunkle Oberfläche zeigen.
Eros sollte gegen Ende des 20. Jahrhunderts erneut in die Schlagzeilen geraten, als er das Ziel der NASA-Mission „Near Earth Asteroid Rendezvous“ (NEAR) war – später umbenannt in „NEAR Shoemaker“ zu Ehren des bekannten Planetengeologen Eugene „Gene“ Shoemaker, der im Juli 1997 bei einem Autounfall ums Leben kam. NEAR Shoemaker startete am 17. Februar 1996 von Cape Canaveral, Florida, und sollte nach einer Begegnung mit dem Asteroiden (253) Mathilde im Hauptgürtel am 23. Juni 1997 und einem Vorbeiflug an der Erde am 23. Januar 1998 mit Hilfe der Schwerkraft im Januar 1999 Eros erreichen und in eine Umlaufbahn um ihn einschwenken. Leider erzwang eine abgebrochene Triebwerkszündung im Dezember 1998 eine Verschiebung um ein Jahr, obwohl NEAR Shoemaker später im Dezember einen entfernten Vorbeiflug an Eros (3800 km) machen konnte.
NEAR Shoemaker erreichte Eros im Februar 2000 und schwenkte am 14. Februar erfolgreich in eine Umlaufbahn um Eros ein. In den folgenden zwölf Monaten umkreiste NEAR Shoemaker Eros in verschiedenen Abständen und Bahnkonfigurationen und machte dabei umfangreiche Aufnahmen und Kartierungen der Oberfläche sowie zahlreiche wissenschaftliche Messungen. Neben vielen anderen Merkmalen zeigen die Bilder einen großen Krater, der seither den Namen Charlois Regio trägt und offenbar auf einen Einschlag vor etwa einer Milliarde Jahren zurückzuführen ist; dieses Ereignis scheint für die vielen großen Felsbrocken, die über die Oberfläche von Eros verstreut sind, sowie für das Fehlen kleinerer Krater auf einem großen Teil der Oberfläche verantwortlich zu sein. Nach einem Jahr, als der Treibstoffvorrat für das Manöver langsam zur Neige ging, landete NEAR Shoemaker am 12. Februar 2001 auf der Oberfläche von Eros und führte eine weiche Landung durch – und war damit die erste Raumsonde, die erfolgreich auf einem Asteroiden oder einem anderen kleinen Körper gelandet ist. Es übermittelte noch zwei Wochen lang Daten, bevor es abgeschaltet wurde.
Seitdem hat sich Eros der Erde zwei weitere Male relativ nahe genähert: am 31. Januar 2012 bis auf 0,179 AE und am 15. Januar 2019 bis auf 0,209 AE. Er nähert sich der Erde erst in geraumer Zeit wieder, obwohl er aufgrund seiner relativen Nähe und seiner Größe unter geeigneten Bedingungen oft dennoch ohne große Schwierigkeiten auffindbar ist; so wird er beispielsweise beim Perihel Anfang November dieses Jahres 13.
Eros wird sich der Erde das nächste Mal am 24. Januar 2056 nähern, wenn er 0,150 AE an unserem Planeten vorbeizieht – nur unwesentlich näher als bei seiner Annäherung 1975. Ich werde zu diesem Zeitpunkt 97 Jahre alt sein, und als ich einige meiner naturwissenschaftlich interessierten Freunde in der High School darauf hinwies, meinte einer von ihnen scherzhaft, dass ich dann vielleicht ein weiteres Science Fair Projekt darüber machen könnte. Ich denke, das werden wir sehen… Aber vielleicht könnten die Schüler von damals ihre eigenen Untersuchungen über Eros durchführen, wenn er sich nähert. Und vielleicht wären einige von ihnen sogar in der Lage, dorthin zu reisen und von seiner Oberfläche aus Beobachtungen zu machen …
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