Planetoïden, meteoroïden, meteoren en meteorieten

Wat ruist er door de ruimte?
Planetoïden, meteoroïden, meteoren en meteorieten
In ons zonnestelsel zwerven nog verschillende brokstukken rond in een baan om de zon.
Afhankelijk van hun grootte noemen we het asteroïden of meteoroïden. Meteoroïden zijn
fragmenten gesteente met een middellijn van minder dan 50 meter. Asteroïden zijn veel
groter, tot zelfs honderden kilometer. Deze worden ook wel planetoïden of miniplaneten
genoemd. Een speciaal type asteroïden kruist regelmatig de baan van de aarde en daarom
krijgen ze de naam 'aardscheerders'. Hier wordt volop onderzoek naar verricht om de
potentiële ramp die een botsing zou meebrengen te voorkomen.
Een meteoriet is het resterende deel van een meteoroïde die op de aarde is ingeslagen.
Tijdens zijn tocht door de dampkring wordt het materiaal sterk afgeremd en zeer heet. Dit is
dan te zien als een lichtspoor aan de hemel en noemen we een meteoor. Zo'n meteoor of
vallende ster zien we ook wanneer een stofdeeltje in de atmosfeer van de aarde
terechtkomt, al zijn die niet groot genoeg om op aarde te belanden. Kometen zijn dan weer
hemellichamen die vaak in erg elliptische banen rond een ster draaien. Zo'n 'staartster' of
'vuile sneeuwbal' bestaat uit ijs, stof en gas.
‘Als een ster’
Op nieuwjaarsdag 1801 ontdekte de Italiaanse
sterrenkundige Giuseppe Piazzi de eerste asteroïde, Ceres.
Aanvankelijk dacht hij dat het een komeet was, maar de baan
was te langzaam en regelmatig. De kwestie werd een jaar
later opgelost toen de Duitser Heinrich Wilhelm Olbers een
tweede groot brokstuk ontdekte dat hij Pallas noemde. De
ontdekker van Uranus, William Herschel, kwam vervolgens
met de gezamenlijke naam 'asteroïde', wat 'als een ster'
betekent. Asteroïden lijken vanaf de aarde gezien meer op
sterren, ook al bewegen ze als planeten.
De planetoïdengordel
Veel van de asteroïden in het zonnestelsel bevinden zich in een zone tussen de
banen van Mars en Jupiter: de asteroïdengordel of planetoïdengordel. Deze
strook bevat duizenden bekende en vele duizenden onbekende stukken
ruimtepuin. De gordel is waarschijnlijk een 'mislukte planeet' die niet kon
uitgroeien tot een vijfde rotsplaneet omdat de sterke zwaartekracht van Jupiter
te storend was. De meeste asteroïden zijn echter zo klein dat een eventuele
planeet kleiner dan de maan zou geworden zijn.
Ceres heeft een diameter van 1000 km en is als enige planetoïde bolvormig,
waardoor ze een dwergplaneet genoemd wordt.
Aardscheerders
Asteroïden bevinden zich niet enkel in de asteroïdengordel, ze 'verkennen' het hele
zonnestelsel. Trojaanse asteroïden volgen de omloopbanen van planeten zoals bijvoorbeeld
Jupiter. In de Kuipergordel zitten ook trans-Neptuniaanse objecten die als asteroïden
beschouwd kunnen worden.
Sommige asteroïden hebben sterk elliptische banen of kruisen het pad van de aarde en
dragen de naam Near-Earth Objects (NEO's) of aardscheerders. Als de aarde op hetzelfde
tijdstip op dezelfde plek in de ruimte komt, zou een botsing plaatsvinden.
Er is veel belangstelling voor het idee van een botsing met een asteroïde. Het voortbestaan
van de mensheid zou namelijk in gevaar kunnen komen. Hoe dicht komen zo'n brokken
ruimtepuin? En hoe groot is de kans dat ze inslaan? Wat kunnen we doen om botsingen te
voorkomen?
Wat ruist er door de ruimte?
Dreigend gevaar of uit de lucht gegrepen?
In 1989 kruiste de asteroïde 4581 Asclepius de baan van de aarde enkele uren nadat de
aarde op dat punt geweest was. De NASA voorspelt geregeld de kans op inslagen van
gekende aardscheerders. Men was bang dat de asteroïde 99942 Apophis (325 meter
groot en ontdekt in 2004) in 2029 zou kunnen inslaan; het jaartal werd vervolgens
veranderd in 2036 en de kans op een inslag wordt nu erg gering geschat. Berekeningen
van de banen zijn erg moeilijk en wijzigen bij elke passage van het brokstuk langs de
aarde. Er zijn veel objecten die de aarde net missen en er worden steeds meer kleine
asteroïden ontdekt die een bedreiging vormen. Momenteel gaat veel aandacht naar de
planetoïde 1950DA. Onderzoekers kwamen uit op een redelijk waarschijnlijke inslag op
16 maart 2880 maar de kans is groot dat de berekeningen zullen veranderen of dat de
asteroïde de aarde net zal missen. Toch blijven we niet altijd buiten schot...
Op 30 juni 1908 vond in Tunguska (Siberië)
een enorme explosie plaats. In een omtrek van
ongeveer 30 kilometer knapten alle bomen
omver. De schade werd veroorzaakt door de
ontploffing van een meteoroïde, 8 kilometer
boven het aardoppervlak. We moeten echter
niet zo ver terug in de tijd...
15 februari 2013
Enkele uren voor de aangekondigde asteroïde 2012 DA 14 ons
rakelings (op 27700k m) passeerde, werd in het Russische
Oeralgebied een vuurbal waargenomen, gevolgd door een luide
supersonische knal, de Tsjeljabinsk meteoroïde. De bolide
veroorzaakte een schokgolf waardoor talloze ruiten sneuvelden
en 1200 mensen gewond raakten. De meteoroïde die deze
ravage veroorzaakte, had een diameter van vermoedelijk 17
meter en een massa van 9000 ton. De vrijgekomen energie werd
geschat op 500 kiloton TNT, ruim 30 keer meer dan bij de
atoombom die boven Hiroshima ontplofte.
Op drie plaatsen vond men meteorieten terug, één ervan had
zelfs een krater van 6 meter veroorzaakt. De meteoroïde was op
voorhand niet opgemerkt in de ruimte, de veel grotere
asteroïde wel. Toch bestond er geen enkel verband tussen de
twee natuurverschijnselen op 15 februari 2013.
Bestaan er technieken om ons te beschermen?
Een samenwerking van Europese en Amerikaanse ruimteonderzoekers is het AIDAproject gestart (Asteroid Impact and Deflection Assessment). Eerste reisdoel wordt
de kleine dubbelplanetoïde Didymos. Twee ruimtesondes, DART en AIM (Double
Asteroid Redirection Test en Asteroid Impact Monitor), vertrekken in 2022. De
kleinste van de twee planetoïden wordt beschoten met DART, een zwaar projectiel,
AIM zal metingen verrichten over het effect van de botsing. Zo proberen de
onderzoekers ervaring op te doen met het afbuigen van asteroïden. Die technieken
zijn nodig om in de toekomst de aarde te beschermen tegen kosmische inslagen.
Andere methodes zoals het brokstuk opblazen met een kernwapen zijn gekend uit
vele rampenfilms maar worden in de praktijk niet meteen overwogen. Wel bestaat
het idee om 'gevaarlijke' ruimterotsen te bedekken met verf. De verf op het
oppervlak leidt tot meer weerkaatsing van zonlicht en het afketsen van fotonen zou
genoeg kracht opleveren om het object van koers te doen veranderen.
Het zou wel 20 jaar duren voor de druk van de zonnestraling voldoende is om een
kei van 300 meter uit de baan van de aarde te duwen.
Wat ruist er door de ruimte?
Vallende sterren, stenen uit de ruimte: onderzoek en toekomst
Vallende sterren en meteorieten
Meteoroïden die op aarde vallen, 'verbranden' hoog in de atmosfeer en
creëren zo een opvallende verschijning: een meteoor, ook wel vallende
ster genoemd. Verbranden is niet het juiste woord, de lichtstreep komt er
door ionisatie. Dit betekent dat atomen in de atmosfeer een aantal
elektronen verliezen die ze na de passage terug opnemen. Bij het
opnemen zenden ze fotonen of lichtdeeltjes uit. Zo nemen wij dan een
prachtige vallende ster waar. Bij grote meteoroïden spreken we van
'vuurbollen' die kunnen vergezeld zijn van een supersonische knal.
Hier ligt een verband met andere opmerkelijke verschijnselen aan de hemel:
kometen. Deze laten in hun baan rond de zon een spoor van stofdeeltjes en
kleine brokstukken achter. Als het pad van de aarde dat van een komeet kruist,
manifesteren deze brokstukken zich op aarde als een ‘regen’ van meteoren.
Beroemde meteorenregens zijn de Perseïden (rond 12 augustus, horen bij de
komeet Swift-Tuttle), Leoniden (half november) Geminiden (december) en
Boötiden (begin januari). Deze zijn genoemd naar het sterrenbeeld waaruit alle
meteoren lijken te vertrekken. Die ‘bron’ is de radiant van de meteorenzwerm,
op de foto links aangeduid met een rood kruisje.
Sommige meteoroïden, of delen ervan, bereiken de grond en
noemen we meteorieten. Deze stenen uit de ruimte worden
onderverdeeld in drie types: steenmeteorieten (gesteente),
ijzermeteorieten (ijzer en nikkel) en steen-ijzermeteorieten. Ruim
80% van alle meteorieten die op aarde vallen, zijn een soort
steenmeteoriet, namelijk chondriet. In zeldzame gevallen kunnen
meteorieten ook afkomstig zijn van de maan of de planeet Mars.
De ruimtekeien die het oppervlak van de aarde bereiken, vormen
daar opmerkelijke inslagkraters. Op onze planeet zijn er minstens
56 kraters met een diameter groter dan 14 kilometer. Deze zijn
meestal vele miljoenen jaren oud en nog nauwelijks zichtbaar.
Barringerkrater in Arizona, VS
Toekomstplannen met asteroïden
In 1991 vloog de Galileo-sonde, op weg naar Jupiter, langs Gaspra die zo
de eerstbezochte planetoïde werd. Vijf jaar later lanceerde de NASA de
ruimtesonde NEAR (Near-Earth Asteroid Rendezvous) op weg naar Eros.
Het toestel stuurde een jaar lang gegevens zoals grootte, vorm en
oppervlaktetemperatuur naar de aarde en landde nadien zacht op het
oppervlak. De 'DAWN Mission' bezocht in 2011 Vesta en gaat in 2015
Ceres verkennen. In de toekomst worden planetoïden misschien wel
ontgonnen met het oog op interplanetaire ruimtevaart. Het water en de
metalen die deze aardscheerders bezitten, kunnen resulteren in het
bouwen en bijtanken van ruimtevaartuigen, al is dit verre
toekomstmuziek (zie logo Deep Space Industries).
Steenmeteoriet (links) en ijzermeteoriet (rechts)
Hoba meteoriet, Namibië
Wat ruist er door de ruimte?
Kometen: sneeuwballen die ons zonnestelsel doorkruisen
Kometen zijn opmerkelijke hemellichamen die in erg elliptische banen rond een
ster draaien. Het merendeel van de massa van een komeet zit in de kern, een
soort onregelmatige asteroïde in de 'kop' van de komeet. De kern is vaak niet meer
dan enkele tientallen kilometer lang. Hij bevat gesteente, bevroren gassen en
water. Zo komt een komeet ook aan de bijnaam 'vuile sneeuwbal' of 'ijsklomp'. De
kern zit verborgen in de coma, een gebied met gas en stof dat wordt weggeblazen
wanneer de komeet de zon nadert. De coma, mogelijk tot duizenden kilometer
breed, kan een komeet veel groter doen lijken dan ze eigenlijk is. Vanaf de aarde
zien we de coma als een gigantische witte 'vuurbol' voor de kop van de komeet.
‘Onvoorspelbare’ reizigers
Pas in 1705 ontdekte Edmond Halley dat veel kometen hun
omloop rond de zon herhalen. Hij realiseerde zich dat de
komeet, die later naar hem genoemd werd, iedere 76 jaar
terugkeerde aan de hemel.
De omloopbanen van kometen zijn erg excentrisch en er
worden op basis hiervan drie soorten kometen geclassificeerd.
De Jupiter-familie, kometen met een korte periode en kometen
met een lange periode.
Als de komeet de zon nadert, begint materiaal in de kern te verdampen of
sublimeren. Die materie wordt door de zonnewind gestroomlijnd en zo ontstaan
de staarten van kometen. Meestal zijn er twee: een stofstaart en een ionenstaart.
De stofstaart, gevormd door verdampt ijs en stof van de kern, verschijnt als een
indrukwekkende witte streep aan de hemel en trekt een spoor van miljoenen
kilometer. De plasmastaart of ionenstaart is door de blauwachtige kleur minder
goed zichtbaar. De gassen in de coma reageren met de stralen van de zon en
ondergaan ionisatie. De zonnewind blaast deze deeltjes dan tot een tweede staart,
die meer dan honderd miljoen kilometer lang kan worden.
Jupiter-familie
Sommige kometen, zoals Tempel 1, volgen een baan tussen de zon en Jupiter. Ze doen vijf
tot tien jaar over een omloop en zijn afkomstig uit de Kuipergordel maar werden
ingevangen door de zwaartekracht van Jupiter.
Periodieke kometen
Kometen met een korte periode, zoals de komeet Halley, bereiken hun aphelium (verste
punt van de zon) in de Kuipergordel. Ze krijgen codes met een letter 'P', wat staat voor
periodieke komeet. Hun omlooptijd is minder dan 200 jaar of er werden reeds twee
passages door het perihelium geobserveerd.
Niet-periodieke kometen
De omloopbanen van kometen met lange perioden lijken parabolisch te zijn. Deze
ijsbrokken komen uit de 'wolk van Oort', duiken naar de binnenste delen van het
zonnestelsel en keren nadien terug. Hun verschijning kan dus maar eenmalig
waargenomen worden. De officiële code voor kometen die niet terugkomen, begint met de
letter 'C'. Voorbeeld hiernaast is de komeet Hyakutake
Ruimteonderzoek naar kometen
Kometen zijn onveranderde resten sinds het ontstaan van het zonnestelsel en dus
zeker de moeite waard om te onderzoeken. Toch is onze kennis erover nog erg
beperkt. In 2005 probeerde de NASA daar wat aan te doen door met succes de sonde
Deep Impact naar de komeet Tempel 1 te loodsen. Een kijkje 'in' de komeet betekent
een reis van 4,6 miljard jaar terug in de tijd.
De botsing van de sonde met de komeet veroorzaakte een lange pluim van extreem
fijn materiaal. De analyse van de resultaten van de missie zal ons meer inzicht geven
in de structuur en chemische opbouw van de komeetkern. De resultaten zullen ook
worden vergeleken met die van de Europese missie Rosetta, die op weg is naar
komeet Churyumov-Gerasimenko. In 2014 wil men een landingsmodule op de
komeet neerzetten. Misschien komt er zo zekerheid over het vermoeden dat
kometen met hun ijswater, door inslagen toen de aarde gevormd werd, deels water
op aarde gebracht hebben.
Het ruimtetuig Rosetta heeft een massa van
3 ton en verkrijgt energie via 28 meter lange
zonnepanelen.
De lander ‘Philae’ zal zich in 2014 vastmaken
aan de kern en de eerste foto’s terugsturen van
het oppervlak van een komeet. De orbiter zal de
komeet daarna anderhalf jaar volgen terwijl de
komeet naar de zon duikt. Rosetta zal ons voor
het eerst laten zien welke indrukwekkende
veranderingen zich voordoen als deze ijsberg in
de ruimte wordt opgewarmd door de zon.
Inslag van Deep Impact
op komeet Tempel 1
Wat ruist er door de ruimte?
Bekende en recente kometen
De komeet Halley is een van de bekendste periodieke kometen. De oudste
waarnemingen gebeurden Chinese en Babylonische astronomen, 466 voor
onze tijdrekening. In 1456 bestempelde de paus komeet Halley als 'werktuig
van de duivel'. Bij de laatste passage van de komeet, in 1986, was hij
nauwelijks met het blote oog te zien. Een volgende gelegenheid is er in 2061.
De komeet Shoemaker-Levy 9 (D/1993 F2) was bij
zijn ontdekking in 1993 al in stukken gebroken.
Een jaar later sloeg deze te pletter op de gasreus
Jupiter. Tussen 16 en 22 juli 1994 kwamen 21
fragmenten in botsing met de planeet.
Sommige delen waren nog meer dan twee
kilometer groot. Het effect van de inslag op de
atmosfeer van Jupiter was enorm. Vuurbollen zo
groot als de aarde stegen op uit de wolken.
De inslag werd rechtstreeks waargenomen door
ruimtesondes aan de achterkant van Jupiter.
In 2007 was komeet C/2006 P1
McNaught zichtbaar van op aarde.
Het was de helderste komeet in
veertig jaar. Rond diezelfde tijd ging
ruimtesonde Ulysses door de
plasmastaart van McNaught.
De kern was toen al 257 miljoen
kilometer ver van de sonde, goed
voor de langste plasmastaart ooit
ontdekt. McNaught is geen
terugkerende komeet en was dus
slechts eenmaal te zien vanaf de
aarde.
De Plejaden op 8 januari 2005: ‘in de
staart’ van komeet Machholz C2004 Q2.
In juni 1995 werd de komeet Hale-Bopp tegelijk ontdekt door
Alan Hale en Thomas Bopp. De komeet was van midden 1996
tot eind 1997, ruim achttien maanden, met het blote oog
zichtbaar! Zelfs in gebieden met lichtvervuiling was de komeet
gemakkelijk aan de hemel te zien. Door zijn langdurige en
spectaculaire verschijning wekte Hale-Bopp zowel bij
sterrenkundigen als het algemene publiek veel belangstelling.
Eind oktober 2007 was er nog de vreemde komeet Holmes, een
periodieke komeet ontdekt in 1892. In enkele uren tijd
veranderde de helderheid van de komeet van magnitude 17 naar
magnitude 2,8. De komeet werd zo met het blote oog zichtbaar
als een wazige 'ster'. Een plotse uitbarsting van gassen, onder
invloed van de zon, zou het nieuwe lichtpuntje in het
sterrenbeeld Perseus kunnen verklaren, maar ook een botsing
met een asteroïde is niet uitgesloten. Holmes was op dat
moment op weg naar de buitenste delen van het zonnestelsel en
bevond zich tussen de banen van Mars en Jupiter. De 'staart' van
de komeet was voor waarnemers op aarde nauwelijks zichtbaar
omdat deze zich precies achter de komeet bevond.
In maart 2013 kregen we al een ‘opwarmertje’ met de
komeet Panstarrs. Vanaf ongeveer 10 maart was de
heldere komeet C/2011 L4 (PANSTARRS) zichtbaar boven
de noordwestelijke horizon. Op 12 maart stond de komeet
vlakbij de dunne maansikkel en naarmate de maand
vorderde, kwam ze steeds hoger te staan en bleef met een
verrekijker zichtbaar. Begin april was er nog een
'ontmoeting' met het Andromedastelsel. Voor het ‘echte
komeetvuurwerk’ dit jaar ligt onze hoop bij komeet ISON…
Wat ruist er door de ruimte?
2013 - komeet ISON: tijd voor ‘de komeet van de eeuw’!?
Veel sterrenkundigen kijken met hoge verwachtingen uit naar het najaar van 2013, wanneer de komeet C/2012 ISON
voor een erg indrukwekkende verschijning kan zorgen. Aanvankelijk beweerden sommige bronnen dat ISON
helderder zou worden dan de volle maan, maar het ziet er naar uit dat de komeet heel wat minder spectaculair voor
de dag zal komen. Nu de komeet terug zichtbaar geworden is aan de vroege ochtendhemel, zijn de voorspellingen
minder gunstig, aangezien de komeet veel minder gas en stof produceert dan eerst gedacht. Maar de dichte passage
rond de zon belooft toch nog veel goeds. De kans is groot dat we eind 2013 een mooie, met het blote oog zichtbare
komeet zullen kunnen bewonderen.
Op 24 september 2012 ontdekten Artyom Novichonok (Rus)
en Vitali Nevski (Wit-Rus) met een 40 cm telescoop een
uiterst zwak vlekje van magnitude +18,8. Al snel werd
duidelijk dat dit een nieuwe komeet was. Het object kreeg
de naam ISON (International Scientific Optical Network) en
de officiële aanduiding C/2012 S1. Het is uitzonderlijk dat
deze komeet al van op een miljard kilometer zichtbaar was.
De eerste baanberekeningen wijzen erop dat ISON op
28 november 2013 zeer dicht bij de zon zal passeren, op
een afstand van 1,2 miljoen kilometer.
De Hubble-ruimtetelescoop maakte
deze opname op 10 april 2013
Na de periheliumpassage zou de komeet op zo’n 60 miljoen
kilometer van de aarde voorbijrazen en mogelijk een
opmerkelijke verschijning zijn tijdens de laatste weken van
2013.
Schattingen van de helderheid van de komeet lopen sterk
uiteen, van net zichtbaar met het blote oog tot magnitude
‒12! Dit laatste betekent dat de komeet dan zelfs overdag
zichtbaar zou zijn, net naast de zon. Maar er kan nog veel
gebeuren met ISON. Dicht bij de zon kan de komeet
bijvoorbeeld in stukken breken en zo heel wat van zijn
helderheid verliezen.
Positie van ISON aan de ochtendhemel
op 20 november 2013.
De ontdekkers van komeet ISON, bij hun
400mm reflector in Rusland
Positie van ISON 2 dagen voor de
periheliumpassage.
Wat er werkelijk te zien zal zijn, hoe helder en welke staart, blijft in spanning afwachten…
Kometen zijn immers onvoorspelbaar.
Wie de hemel wenst af te speuren, kan de zoekkaartjes
hiernaast al even bekijken. Voor de passage langs de zon is de
komeet vanaf september te vinden met een degelijke
telescoop op een donkere locatie. In oktober schuift ISON
doorheen het sterrenbeeld Leo, met passages langs Regulus
en de planeet Mars. Deze objecten kunnen dan helpen om de
komeet voor het eerst met een verrekijker te vinden.
In november zet ISON snel koers naar de zon, met passages
langs Spica en Saturnus. Op 28 november passeert de komeet
4° ten noorden van de zon. Als hij die broeierig hete tocht
overleeft, zal de staartster schitteren boven de zon en
misschien overdag zichtbaar zijn.
December wordt wellicht de beste maand om ISON waar te
nemen aan zowel de ochtend- als avondhemel (zie zoekkaartje
uiterst rechts). Op 26 december volgt de dichtste passage
langs de aarde. Tegen Nieuwjaar is de komeet het best te zien
vanaf het noordelijk halfrond en op 8 januari staat hij vlak bij
de Poolster. De helderheid zal dan waarschijnlijk al sterk
afgenomen zijn.
Positie van komeet ISON tussen de sterren
van oktober 2013 tot januari 2014.
Zoekkaartje voor de maand december, ‘s
morgens 30 minuten voor zonsopkomst.
De eerst ontdekte komeet van het jaar, C/2013 A1, was meteen een geval apart.
Berekeningen lieten uitschijnen dat de ijsklomp op ramkoers lag met de planeet Mars en mogelijk
zou inslaan op 19 oktober 2014 met een kans van 1 op 8000. De laatste berekeningen laten de
komeet het dichtst naderen tot een afstand van 100 000 km boven het Marsoppervlak.
De ruimtesondes op en rond Mars hoeven dus voorlopig niet te vrezen en zullen getuige zijn van een
prachtig schouwspel.