Kaksi viikkoa sitten omistin ”Erityisaiheita”-esitykseni maanläheisille asteroideille. Lähes 1800-luvun loppuun asti kaikki siihen mennessä löydetyt yli 400 asteroidia kiersivät Marsin ja Jupiterin välisen ”pääasteroidivyöhykkeen” sisällä, ja tuon aikakauden tähtitieteilijät olivat varsin yllättyneitä, kun löydettiin asteroidi, joka saattoi lähestyä Maata melko läheltä. Kuten tuossa esityksessä totesin, sittemmin kuluneen vuosisadan ja vartin aikana olemme havainneet, että Maan läheisessä avaruudessa ja myös muilla aurinkokunnan alueilla on melko suuri joukko asteroideja.
Asteroidin, joka synnytti tämän paradigman muutoksen, löysi 13. elokuuta 1898 Gustav Witt Berliinin observatoriossa Saksassa – valokuvasta, jonka hän oli ottanut asteroidista (185) Eunike astrometrisiä tarkoituksia varten – ja itsenäisesti samana yönä Auguste Charlois Nizzan observatoriossa Ranskassa. Pian laskelmista kävi ilmi, että se liikkuu pienellä, kohtalaisen pitkänomaisella radalla (eksentrisyys 0,223), jonka jakso on vain 1,76 vuotta (21 kuukautta) ja joka tuo sen 1,133 AU:n etäisyydelle Auringosta perihelissä ja 1,783 AU:n etäisyydelle aphelissa, joka on jonkin verran kauempana Marsin kiertoradasta. Näistä laskelmista kävi myös ilmi, että se saattoi joskus lähestyä Maata kohtalaisen läheltä, ja se olikin kulkenut vain 0,152 AU:n etäisyydeltä Maasta tammikuussa 1894, 4½ vuotta ennen sen löytämistä. (Itse asiassa se oli löydettäessä vain kaksi kuukautta afeliitin ohi.) Vastalöydetylle asteroidille annettiin nimi Eros kreikkalaisen rakkauden jumalan mukaan.
Erosin kirkkaudessa havaittiin pian lyhytaikaisia jaksoittaisia vaihteluita, jotka viittaavat kiertoon ja siihen, että se on muodoltaan pitkänomainen. Vuoteen 1913 mennessä Solon Baley Harvardissa oli määrittänyt tarkan kiertoajan, joka oli nyt vakiintuneesti 5 tuntia 16 minuuttia. Sen fyysisten mittojen on nyt määritetty olevan 34 km x 11 km x 11 km, ja kun se on suunnattu siten, että näemme sen ”napaa vasten”, sen kirkkaus voi vaihdella jopa 1,5 magnitudia.
Erosilla oli ensimmäisten vuosikymmenten aikana sen löytymisen jälkeen keskeinen rooli koko maailmankaikkeuden ymmärtämisessä. Se tulee niin lähelle Maata, että eri paikkoihin sijoitetut havaitsijat voivat määrittää mitattavan parallaksin ja siten tarkan etäisyyden siihen. Soveltamalla Keplerin kolmatta lakia ja Isaac Newtonin universaalia gravitaatiolakia (josta Keplerin kolmas laki voidaan johtaa) voidaan määrittää tarkka arvio Maan ja Kuun muodostaman järjestelmän kokonaismassasta ja – mikä vielä tärkeämpää – tarkka mittaus tähtitieteellisen yksikön tarkasta koosta. Tämä puolestaan luo vankan perustan aurinkokunnan kohteiden etäisyyksien määrittämiselle ja myös läheisten tähtien parallaksimittauksille ja niistä johtuville etäisyysmäärityksille. Nämä ovat ensimmäiset ”tikapuut” ”kosmisilla tikapuilla”, joiden avulla on sitten mahdollista määrittää kohteiden etäisyydet koko maailmankaikkeudessa.
Eros lähestyi Maata kohtalaisen läheltä (0,315 AU) joulukuussa 1900, ja Cambridgen yliopistossa työskentelevä Arthur Hinks pystyi tuolloin saatujen parallaksimittausten avulla määrittelemään kohtuullisen tarkasti AU:n. Kun Eros teki tammikuussa 1931 ensimmäisen löydön jälkeisen maanläheisen kohtaamisensa (0,174 AU), brittiläinen tähtitieteilijä Harold Spencer Jones (josta tulisi pian Astronomer Royal, Greenwichin kuninkaallisen observatorion johtaja) pystyi tarkentamaan AU:n tarkan koon määrittämistä melko pitkälle. Tämä määritys pysyi AU:n määrittelevänä arvona, kunnes tutkamittaukset 1960-luvun lopulla ja sitten avaruusalusten mittaukset syrjäyttivät sen. AU:n tarkaksi arvoksi on nyt määritetty 149 597 870,7 km (92 955 807,3 mailia).
Tammikuun 23. päivänä 1975 Eros ohitti 0,151 AU:n etäisyydeltä Maasta, lähimmäksi se on päässyt planeettaamme sen löytämisen jälkeen, ja samalla se kirkastui 7. magnitudin kirkkaudelle. Tuo kohtaaminen mahdollisti siihen mennessä tarkimmin määritetyt kiertoajan arvot sekä Eroksen fyysisten mittojen määrittämisen. Samana lähimmän lähestymisensä jälkeisenä iltana Eros peitti 4. magnitudin tähden Kappa Geminorum, mikä on yksi varhaisimmista ja eniten julkisuutta saaneista tämänkaltaisista tapahtumista; peittyminen havaittiin onnistuneesti Massachusettsissa ja Connecticutissa sijaitsevista paikoista, ja muun muassa tämä tapahtuma tarjosi arvokkaita oppitunteja tällaisten tapahtumien ennustamisen taidosta.
Eroksen lähestyminen Maata vuonna 1975 oli minulle henkilökohtaisesti tärkeä tapahtuma, sillä se tuotti hyvin todellisessa mielessä ”läpimurtoni” tähtitieteelliseen tutkimukseen. Olin tuolloin lukion nuoremmalla luokalla (11. luokka), ja paikallisen harrastajatähtitieteilijä Phil Simpsonin – joka menehtyi puolitoista vuotta sitten – mentoroimana sain pääsyn paikallisen koulupiirin observatorioon (jossa oli 32 cm:n heijastin) ja pystyin hänen ehdotuksestaan tekemään useita tieteellisiä havaintoja Eroksesta. Niihin kuului Eroksen kiertoajan mittaaminen sen kirkkausvaihteluista tehtyjen havaintojen avulla, sen kirkkausparametrien määrittäminen, ja yritin jopa ennustaa Kappa Geminorumin peittymisen kulkureitin. Osallistuin tutkimuksellani tiedemessukilpailuun, ja melko innostuneeksi ilokseni voitin paikallisen, alueellisen ja osavaltion tiedemessujen maa- ja avaruustieteiden osaston ensimmäisen sijan sekä useita muita palkintoja. Vielä tärkeämpää oli se, että pääsin tapaamaan Herb Beeben, New Mexicon osavaltionyliopiston tähtitieteen laitoksen silloisen puheenjohtajan (joka oli yksi alueellisten messujen tuomareista); siitä seuranneesta keskustelustamme muodostui pitkäaikainen ystävyyssuhde, joka puolestaan vaikutti merkittävällä tavalla siihen, että yli kymmenen vuotta myöhemmin päätin ryhtyä jatko-opiskelijaksi NMSU:hun. Tiedemessuhankkeeni näytteillä oli muuten Erosta esittävä tukki, joka oli maalattu mustaksi ja asennettu lintukylpyjalustan päälle; tämän tarkoituksena oli havainnollistaa Eroksen pitkänomainen muoto ja sen tumma pinta.
Eros nousi uutisiin uudelleen 1900-luvun loppupuolella, kun se oli NASAn Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) -lennon määränpää – joka myöhemmin nimettiin ”NEAR Shoemakeriksi” heinäkuussa 1997 auto-onnettomuudessa surmansa saaneen maineikkaan planeettageologin Eugene ”Gene” Shoemakerin kunniaksi. NEAR Shoemaker laukaistiin Cape Canaveralista, Floridasta 17. helmikuuta 1996, ja sen jälkeen, kun se oli kohdannut päävyöhykeasteroidi (253) Mathilden 23. kesäkuuta 1997 ja ohittanut painovoiman avulla Maan 23. tammikuuta 1998, sen oli tarkoitus saapua Eroksen kiertoradalle tammikuussa 1999. Valitettavasti joulukuussa 1998 tapahtuneen moottoripurkauksen keskeytymisen vuoksi tätä jouduttiin lykkäämään vuodella, vaikka NEAR Shoemaker pystyi tekemään kaukaisen ohilennon Eroksen ohi (3800 km) myöhemmin joulukuussa.
NEAR Shoemaker saapui Erosille helmikuussa 2000 ja laskeutui onnistuneesti sen kiertoradalle 14. helmikuuta. Seuraavien kahdentoista kuukauden ajan NEAR Shoemaker kiersi Erosta eri etäisyyksillä ja eri kiertoratamuodostelmissa ja valokuvasi ja kartoitti samalla laajasti Eroksen pintaa sekä teki lukuisia tieteellisiä mittauksia. Monien muiden piirteiden ohella kuvissa näkyy yksi suuri kraatteri, joka on sittemmin nimetty Charlois Regioksi ja joka näyttää johtuvan noin miljardi vuotta sitten tapahtuneesta törmäyksestä; tämä tapahtuma näyttää olevan syynä moniin suuriin lohkareisiin, jotka ovat levittäytyneet Eroksen pinnalle, sekä pienten kraattereiden puuttumiseen merkittävästä osasta Eroksen pintaa. NEAR Shoemaker laskeutui Eroksen pinnalle 12. helmikuuta 2001 ja teki pehmeän laskeutumisen Eroksen pinnalle vuoden kuluttua, kun sen manööveripolttoaine oli alkanut loppua. NEAR Shoemakerista tuli ensimmäinen avaruusalus, joka on tehnyt onnistuneen pehmeän laskeutumisen asteroidin tai muun pienen kappaleen pinnalle. Se jatkoi tietojen lähettämistä vielä kaksi viikkoa ennen kuin se sammutettiin.
Sen jälkeen Eros on tehnyt kaksi muuta jokseenkin läheistä lähestymistä Maahan: toinen oli 0,179 AU 31. tammikuuta 2012 ja toinen 0,209 AU 15. tammikuuta 2019. Se ei lähesty Maata enää pitkään aikaan, vaikka suhteellisen läheisyytensä ja suuren kokonsa vuoksi se on usein kuitenkin havaittavissa ilman suurempia vaikeuksia sopivissa olosuhteissa; esimerkiksi se on 13. suuruusluokkaa ja havaittavissa aamutaivaalla, kun se on perihelissä tämän vuoden marraskuun alussa, ja se on 12. suuruusluokkaa, kun se on seuraavan kerran oppositiossa kesäkuun puolivälissä 2021, jolloin se on kolmen kuukauden päässä afeliosta.
Eros lähestyy Maata seuraavan kerran 24. tammikuuta 2056, jolloin se ohittaa planeettamme 0,150 AU:n etäisyydeltä – hieman lähempänä kuin vuonna 1975. Olisin tuolloin 97-vuotias, ja kun huomautin tästä muutamalle tiedemieliselle ystävälleni lukiossa ollessani, yksi heistä vastasi vitsikkäästi, että ehkä voisin tehdä siitä silloin toisen tiedemessuprojektin. Se jäänee nähtäväksi… Mutta ehkä tuon aikakauden oppilaat voisivat tehdä omia tutkimuksiaan Eroksen lähestyessä. Ja ehkä jotkut heistä voisivat jopa tehdä sen matkustamalla sen luokse ja tekemällä havaintoja sen pinnalta käsin. . .
Muuta viikolta 4:
Tämän viikon historiassa Viikon komeetta Ilmainen PDF-lataus Sanasto
Jää ja kivi 2020 Etusivu