science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De aarde heeft mogelijk een verdwaalde raketbooster uit de jaren 60 gevangen

Deze animatie toont de baan van 2020 SO die op 8 november werd vastgelegd door de zwaartekracht van de aarde. 2020. Het zal in maart 2021 ontsnappen. Zijn beweging is een miljoen keer sneller dan in realtime versneld. Krediet:NASA/JPL-Caltech

De aarde heeft een klein object uit zijn baan rond de zon gevangen en zal het een paar maanden als tijdelijke satelliet bewaren voordat het terugkeert naar een baan om de zon. Maar het object is waarschijnlijk geen asteroïde; het is waarschijnlijk de Centaur-raketbooster in de bovenste trap die in 1966 hielp om NASA's noodlottige Surveyor 2-ruimtevaartuig naar de maan te tillen.

Dit verhaal over het vangen en loslaten van de hemel begint in september met de detectie van een onbekend object door de door NASA gefinancierde Pan-STARRS1-surveytelescoop op Maui. Astronomen van Pan-STARRS merkten op dat dit object een licht maar duidelijk gebogen pad in de lucht volgde, wat een teken is van de nabijheid van de aarde. De schijnbare kromming wordt veroorzaakt door de rotatie van de waarnemer rond de aardas terwijl onze planeet draait. Aangenomen dat het een asteroïde is die om de zon draait, het object heeft een standaard aanduiding gekregen van het Minor Planet Centre in Cambridge, Massachusetts:2020 ZO. Maar wetenschappers van het Center for Near-Earth Object Studies (CNEOS) van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië zagen de baan van het object en vermoedden dat het geen normale asteroïde was.

De banen van de meeste asteroïden zijn meer langwerpig en gekanteld ten opzichte van de baan van de aarde. Maar de baan van 2020 SO rond de zon leek erg op die van de aarde:hij bevond zich op ongeveer dezelfde afstand, bijna cirkelvormig, en in een baanvlak dat bijna exact overeenkwam met dat van onze planeet - hoogst ongebruikelijk voor een natuurlijke asteroïde.

Terwijl astronomen bij Pan-STARRS en over de hele wereld aanvullende waarnemingen deden van 2020 SO, de gegevens begonnen ook de mate te onthullen waarin de straling van de zon het traject van 2020 SO veranderde - een indicatie dat het misschien toch geen asteroïde is.

Deze foto toont een model van de Surveyor-lander. Krediet:NASA/JPL-Caltech

De door zonlicht uitgeoefende druk is klein maar continu, en het heeft een groter effect op een hol object dan op een massief. Een gebruikte raket is in wezen een lege buis en is daarom een ​​object met een lage dichtheid en een groot oppervlak. Dus het zal meer rondgeduwd worden door zonnestraling dan een vaste stof, rotsblok met hoge dichtheid - net zoals een leeg frisdrankblikje meer door de wind wordt voortgeduwd dan een kleine steen.

"Zonnestralingsdruk is een niet-zwaartekracht die wordt veroorzaakt door lichtfotonen die door de zon worden uitgezonden en die een natuurlijk of kunstmatig object raken, " zei Davide Farnocchia, een navigatie-ingenieur bij JPL, die het traject van SO 2020 voor CNEOS analyseerde. "De resulterende versnelling op het object hangt af van de zogenaamde oppervlakte-massaverhouding, wat groter is voor klein en licht, objecten met een lage dichtheid."

Met de analyse van meer dan 170 gedetailleerde metingen van de positie van SO in de afgelopen drie maanden, inclusief observaties gemaakt door de door NASA gefinancierde Catalina Sky Survey in Arizona en het optische grondstation van ESA (European Space Agency) in Tenerife, Spanje, de impact van zonnestralingsdruk werd duidelijk en bevestigde de lage dichtheid van 2020 SO. De volgende stap was om erachter te komen waar de vermoedelijke raketbooster vandaan zou kunnen komen.

Deze foto uit 1964 toont een Centaur-raket in de bovenste trap voordat hij werd gekoppeld aan een Atlas-booster. Een vergelijkbare Centaur werd twee jaar later gebruikt tijdens de lancering van Surveyor 2. Krediet:NASA

Ruimtetijdperk artefact

De Surveyor 2 maanlander werd op 20 september richting de maan gelanceerd. 1966, op een Atlas-Centaur-raket. De missie was ontworpen om het maanoppervlak te verkennen voorafgaand aan de Apollo-missies die leidden tot de eerste bemande maanlanding in 1969. Kort na het opstijgen, Surveyor 2 gescheiden van zijn Centaur bovenste trap booster zoals bedoeld. Maar de controle over het ruimtevaartuig ging een dag later verloren toen een van zijn stuwraketten niet ontbrandde, het in de war gooien. Het ruimtevaartuig stortte op 23 september neer op de maan net ten zuidoosten van de Copernicus-krater, 1966. De gebruikte Centaur-raket in de bovenste trap, In de tussentijd, zeilde langs de maan en verdween in een onbekende baan om de zon.

Verdacht dat 2020 SO een overblijfsel was van een oude maanmissie, CNEOS-directeur Paul Chodas "draaide de klok terug" en liep de baan van het object achteruit om te bepalen waar het in het verleden was geweest. Chodas ontdekte dat 2020 SO in de afgelopen decennia een paar keer in de buurt van de aarde was gekomen, maar de benadering van SO in 2020 eind 1966, volgens zijn analyse zou dichtbij genoeg zijn geweest dat het van de aarde afkomstig zou kunnen zijn.

"Een van de mogelijke paden voor 2020 SO bracht het object eind september 1966 heel dicht bij de aarde en de maan, "zei Chodas. "Het was als een eureka-moment toen een snelle controle van de lanceringsdata voor maanmissies een overeenkomst met de Surveyor 2-missie liet zien."

Nutsvoorzieningen, in 2020, de Centaur lijkt te zijn teruggekeerd naar de aarde voor een kort bezoek. Op 8 november, 2020 ZO langzaam dreef in de aardse sfeer van zwaartekrachtdominantie, een gebied dat de heuvelbol wordt genoemd en dat zich ongeveer 930 uitstrekt, 000 mijl (1,5 miljoen kilometer) van onze planeet. Daar zal 2020 SO ongeveer vier maanden blijven voordat het in maart 2021 weer ontsnapt in een nieuwe baan rond de zon.

Voordat het vertrekt, 2020 SO maakt twee grote lussen rond onze planeet, met zijn dichtste nadering op 1 december. Gedurende deze periode, astronomen zullen de samenstelling ervan nader bekijken en bestuderen met behulp van spectroscopie om te bevestigen of 2020 SO inderdaad een artefact uit het vroege ruimtetijdperk is.