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Erdpassage: Asteroid Apophis besucht die Erde

Radarbild des Asteroiden ApophisLaden...

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Radarbild des Asteroiden Apophis | Ende Januar 2005 wurde der Asteroid (99942) Apophis erstmals mit dem Radar der 300-Meter-Antenne von Arecibo in Puerto Rico erfasst. Die Entfernung betrug seinerzeit rund 27 Millionen Kilometer, so dass der rund 270 Meter große Himmelskörper räumlich kaum aufgelöst wurde und annähernd als Punkt erscheint.
Am 9. Januar 2013 wird sich der erdnahe Asteroid (99942) Apophis unserem Heimatplaneten bis auf 14,5 Millionen Kilometer annähern, das entspricht der 38-fachen Entfernung von der Erde zum Mond. Damit kommt er der Erde so nahe wie seit seiner Entdeckung im Juni 2004 nicht mehr. Die Annäherung wird von Astronomen genutzt, um den Himmelskörper mit Radarwellen zu erfassen und damit seine Umlaufbahn um die Sonnne noch präziser zu bestimmen.

Apophis machte schon kurz nach seinem Fund Schlagzeilen, als erste Bahnbestimmungen ergeben hatten, dass er im Jahr 2029 mit einer Wahrscheinlichkeit von 2,7 Prozent die Erde treffen könnte. Nachfolgende präzisere Vermessungen zeigten dann aber, dass sich der rund 270 Meter große Himmelskörper am 13. April 2029 der Erde nur bis auf rund 30 000 Kilometer annähern wird. Damit kommt er uns näher als der Gürtel der geostationären Satelliten in 36 000 Kilometer Höhe. Nach dieser Passage besteht die Möglichkeit, dass Apophis am 13. April 2036 mit einer Wahrscheinlichkeit von 1 : 250 000 auf der Erde einschlagen könnte.

Um die Umlaufbahn von Apophis genau zu bestimmen, wurde der kleine Himmelskörper bereits in den Jahren 2005 und 2006 mit dem Radarsystem der NASA in Goldstone, Kalifornien, und mit dem Radar des 300-Meter-Radioteleskops von Arecibo auf Puerto Rico erfasst. Damals näherte sich Apophis der Erde bis auf 27 und dann 40 Millionen Kilometer an. Bei den damaligen Messungen ließen sich die Unsicherheiten bei der Positionsbestimmung von Apophis um 98 Prozent reduzieren.

Drei Infrarotbilder des Asteroiden Apophis vom 5. Januar 2013Laden...
Asteroid Apophis im Blick von Herschel | Mit dem europäischen Infrarotsatelliten Herschel gelangen am 5. und 6. Januar 2013 diese drei infraroten Bilder des Asteroiden Apophis während seiner Annäherung an die Erde Anfang Januar. Das violette Teilbild entstand bei einer Wellenlänge von 70 Mikrometern, das grüne bei 100 Mikrometern und das rote bei 160 Mikrometern.
Mit den neuen Messungen wird nun die Umlaufbahn des Asteroiden noch präziser bestimmt und untersucht, inwiefern nicht-gravitative Effekte Einfluss auf die Bahn des Himmelskörpers haben und diese von der rein himmelsmechanisch berechneten Trajektorie ablenken könnten. Der wichtigste davon ist der Jarkowski-Effekt, der von der Form des Himmelskörpers, der Rotationsperiode, der Größe, der Ausrichtung der Rotationsachse und noch weiteren Eigenschaften abhängt. Seine Ursache liegt in den unterschiedlichen Temperaturen auf der Asteroidenoberfläche. Von der Sonne weniger stark beschienene und damit kältere Partien des Himmelskörpers geben weniger Wärmestrahlung in den Weltraum ab als warme, intensiv bestrahlte. Diese Unterschiede in der Abstrahlung üben eine schwache Beschleunigung auf den Asteroiden aus und können dabei seine Bahn verändern. Beschrieben wurde der Effekt vom russischen Forscher Ivan Osipowitsch Jarkowski (1844 – 1902), der sich erstmals Gedanken über die Beeinflussung der Bahnen von kleinen Himmelskörpern durch die Sonnenstrahlung machte.

Schon im November 2012 wurden erste Radarimpulse von der 70-Meter-Antenne der NASA in Goldstone in Richtung Apophis geschickt, der sich zu dieser Zeit am Südhimmel befand und außerhalb des Erfassungsbereichs der noch deutlich empfindlicheren 300-Meter-Antenne von Arecibo. Der Asteroid wirft wegen seiner Entfernung nur ein schwaches Echo zurück und die Radarmessungen von Goldstone werden nur die exakte Position und Bewegungsrichtung liefern. Detaillierte Radarbilder wie zuletzt vom Asteroiden Toutatis werden bei dieser Erdpassage nicht möglich sein. Erst ab Mitte Februar 2013 gelangt Apophis in den Erfassungsbereich von Arecibo, allerdings ist er dann beträchtlich weiter von der Erde entfernt.

Vier Bilder des Asteroiden Apophis vom 8. Januar 2013Laden...
Apophis am 8. Januar 2013 | Die vier einzelnen Aufnahmen zeigen den Asteroiden Apophis zu zwei verschiedenen Zeitpunkten. Die Aufnahmen der linken Spalte stammen vom Faulkes Telescope South am Siding-Spring-Observatorium (Australien), die Aufnahmen der rechten Spalte stammen vom Faulkes Telescope North auf dem Vulkan Haleakala (Hawaii). Die Aufnahmen in der oberen Zeile entstanden gegen 12:46 Uhr MEZ, die Aufnahmen in der unteren Zeile gegen 12:56 Uhr MEZ.
Am 8. Januar bot sich zwei deutschen Schulen die Gelegenheit, Apophis kurz vor seiner größten Annäherung an die Erde zu verfolgen: Das Albert-Schweitzer-Gymnasium in Crailsheim das Lessing-Gymnasium in Lampertheim haben im Rahmen eines Pilotprojekts Zugang zu den über das Internet fernsteuerbaren Zwei-Meter-Faulkes-Teleskopen auf Hawaii und in Australien (siehe beigestelltes Bild). Die beiden Lehrer Matthias Penselin und Martin Metzendorf beobachteten den Asteroiden zeitgleich mit beiden Teleskopen über eine halbe Stunde hinweg. Die vier einzelnen Aufnahmen zeigen Apophis zu zwei verschiedenen Zeitpunkten. Die Aufnahmen der linken Spalte stammen vom Faulkes Telescope South am Siding-Spring-Observatorium (Australien), die Aufnahmen der rechten Spalte stammen vom Faulkes Telescope North auf dem Vulkan Haleakala (Hawaii). Die Aufnahmen in der oberen Zeile sind gegen 12:46 Uhr MEZ aufgenommen, die Aufnahmen in der unteren Zeile gegen 12:56 Uhr MEZ. Beobachtungen wie diese sind nicht nur für die Bestimmung der Bahnparameter von Apophis relevant, aus der Differenz der an den beiden Standorten gemessenen Koordinaten von etwas weniger als zwei Bogenminuten lässt sich über die Parallaxe direkt der Abstand von Apophis am Aufnahmezeitpunkt zu knapp 0,1 Astronomischen Einheiten ermitteln.

Übrigens wird uns bereits am 15. Februar 2013 ein weiterer Asteroid ein engen Besuch abstatten: Der noch namenlose, rund 40 Meter große Himmelskörper 2012 DA14 wird sich bis auf 24 000 Kilometer der Erde nähern und von Mitteleuropa aus sichtbar von Süd nach Nord über den Himmel rasen. Bei dieser Annäherung wird 2012 DA14 die Erde definitiv verfehlen – eine Einschlaggefahr besteht nicht.

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  • Quellen
Goldstone Radar Observations Planning, 8. Januar 2013; Near Earth Object Programm des Jet Propulsion Laboratory

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