Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Výzkumy na AsÚ AV ČR (11): Komplikovaná rotace planetky Apophis ovlivňuje její let Sluneční soustavou

Výzkumy na AsÚ AV ČR (11): Komplikovaná rotace planetky Apophis ovlivňuje její let Sluneční soustavou

Tvar planetky Apophis rekonstruovaný z světelné křivky získané při pozorovací kampani organizované P. Pravcem z AsÚ.  Autor: Astronomický ústav AV ČR
Tvar planetky Apophis rekonstruovaný z světelné křivky získané při pozorovací kampani organizované P. Pravcem z AsÚ.
Autor: Astronomický ústav AV ČR
Málokterý zájemce o astronomii doposud neslyšel o planetce Apophis. Těleso s rozměrem asi 300 metrů na blízkozemní dráze bylo objeveno v roce 2004 a už o půl roku později na Turínské škále (Torino scale) rizika srážky se Zemí získalo čtvrtý stupeň (což je nejvyšší kdy dosažený), neboť podle předběžné dráhy byla pravděpodobnost srážky se Zemí v roce 2029 odhadnuta až na 1:37. Po upřesnění dráhy byla sice srážka v roce 2029 vyloučena, ale i tak proletí planetka 13. dubna 2029 velmi těsně kolem Země. Jak se bude jeho dráha vyvíjet dále je otázkou, neboť na ni mají vliv nejrůznější slabé efekty. Petr Pravec z AsÚ koordinoval rozsáhlý mezinárodní tým, který studoval rotaci tohoto asteroidu analýzou fotometrických pozorování získaných pozemními dalekohledy v mezinárodní kampani. Tým získal robustní údaje o typu a rychlosti rotace tohoto tělesa, což bude využitelné pro přesnější předpovědi budoucího vývoje dráhy planetky ve Sluneční soustavě.

13. dubna 2029 (mimochodem, bude to v pátek) proletí Apophis kolem Země skutečně těsně, pravděpodobně ve vzdálenosti asi 31 000 km, což je blíže, než obíhají geostacionární družice. Planetka bude při svém průletu pohodlně pozorovatelná pouhým okem a to přímo z Evropy. Těsný průlet kolem tak hmotného tělesa jako je naše planeta bude mít nepochybně na budoucí trajektorii planetky velký vliv. Přesná průletová vzdálenost však závisí na dlouhodobém vývoji trajektorie do té doby, na němž se podílejí zejména negravitační jevy, zejména tzv. Jarkovského jev. Těleso je na denní straně ohřáto Sluncem, ovšem v důsledku rotace planetky a také tepelné setrvačnosti povrchových vrstev je nejteplejší místo povrchu planetky posunuto proti subsolárnímu bodu. Fotony infračerveného záření pak vytvářejí neustálý malý „raketový tah“ s malou složkou rovnoběžnou se směrem pohybu. Pokud těleso rotuje prográdně (tj. ve stejném smyslu. jako obíhá kolem Slunce), Jarkovského efekt jeho rychlost zvyšuje (tedy velká poloosa dráhy se zvětšuje), při retrográdní rotaci jeho rychlost snižuje (velká poloosa dráhy se zmenšuje). Přesná znalost rotačního stavu planetky je tedy klíčem pro správný odhad síly Jarkovského jevu a jeho vlivu na změnu dráhy tělesa.

Předchozí popisy rotace Apophisu byly nepřesné, mluvily o rotaci kolem hlavní osy tělesa s periodou 30,4 hodiny. Tento odhad byl však získán metodou s mnoha zjednodušujícími předpoklady. Jiné planetky velikosti Apophisu s rotační periodou podobnou té odhadnuté jsou však známy jako tělesa nerotující kolem hlavní osy, ale vykazující znatelnou precesi. Kdybychom měli tento pohyb něčemu připodobnit, nejspíš bychom museli konstatovat, že se planetka při svém letu Sluneční soustavou komplikovaně převaluje. Do nabuzeného rotačního stavu může uvést planetku například srážka s jiným tělesem.

P. Pravec tedy od prosince 2012 do dubna 2013 koordinoval mezinárodní pozorovací kampaň šesti dalekohledů zaměřenou na fotometrii této plane. Po vzájemné kalibraci a kombinaci všech pozorování měl tým k dispozici celkově 1098 měření z 49 nocí. Přibližně polovinu těchto dat získali pracovníci AsÚ s pomocí 1,54metrového dánského dalekohledu na observatoři ESO La Silla v rámci dlouhodobého projektu výzkumu negravitačních jevů na planetkách. Pokus o přímé určení rotační periody ze složené světelné křivky však nevedl k jednoznačným výsledkům. V datech sice byla patrná perioda 30,56 hodiny, ale vzhled křivky dával tušení, že je tato křivka dvojperiodická a význačná perioda je složením rotační periody kolem hlavní osy a precesní periody této osy.

Tým proto využil sofistikovanější metody, a to sice fyzikálního modelu. Ten spočívá v konstrukci 3-D modelu tělesa z malých plošek, přičemž pro model se počítá syntetická světelná křivka. Změnami velikosti, pozice a orientace jednotlivých plošek tvořících „drátěný model“ tělesa a také změnami pozice rotační osy a rotační a precesní periody se hledá takový model, jehož světelná křivka nejlépe odpovídá té měřené. Tzv. inverze světelné křivky je matematickou úlohou, kterou lze za určitých zjednodušujících předpokladů úspěšně vyřešit. Svoji sílu tato metoda projevila již v minulosti např. při konstrukci tvaru jiných planetek (např. Eros), které pak mohly být porovnány se skutečností zjištěnou při návštěvách kosmických sond.

Nejlepší model planetky Apophis ukázal, že hlavní komponentou rotace planetky je otáčení kolem hlavní osy s periodou 27,4 h a to retrográdně. Osa rotace pak preceduje jednou za 263 hodin přibližně po plášti kužele s vrcholovým úhlem 50-60°. Planetka se tedy sice nachází ve vybuzeném rotačním stavu, ale kinetická energie rotace je jen nepatrně (o 2 až 3%) větší než by byla kinetická energie stejného tělesa rotujícího v základním stavu kolem hlavní osy (tedy bez precese). Momenty setrvačnosti kolem os tělesa jsou přibližně v poměru 1:0.96:0.61, těleso lze tedy připodobnit protáhlým jednoosým elipsoidem.

Retrográdní rotace prostřednictvím Jarkovského jevu zvyšuje pravděpodobnost srážky planetky se Zemí při přiblížení 12. dubna 2068, avšak pouze nepatrně na hodnotu 1:435 000. Apophis je však zástupcem skupiny pomalu se převalujících planetek, u nichž zejména není zřejmý mechanismus vzniku nabuzeného rotačního stavu. Jejich studium tedy přináší důležité střípky do skládačky popisující vývoj rotace planetek.

Reference: Pravec P. a kol., The tumbling spin state of (99942) Apophis, Icarus 233 (2014) 48—60
Kontakt: Mgr. Petr Pravec, Dr., HYPERLINK "mailto:ppravec@asu.cas.cz"ppravec@asu.cas.cz

Převzato z webu Astronomického ústavu AV ČR.




Seriál

  1. Na čem se pracuje v Ondřejově (1): Objev prvních B[e] nadobrů v Galaxii v Andromedě
  2. Na čem se pracuje v Ondřejově (2): Meteority Příbram a Neuschwanstein nedoprovázejí malá tělesa
  3. Na čem se pracuje v Ondřejově (3): Cesta k seismologii slunečních protuberancí
  4. Na čem se pracuje v Ondřejově (4): Předpověď slupky v galaxii NGC3923: cesta k ověření alternativní teorie gravitace?
  5. Na čem se pracuje v Ondřejově (5): Zašpinění bílí trpaslíci s magnetickým polem
  6. Na čem se pracuje v Ondřejově (6): Proudění plazmatu kolem slunečních skvrn
  7. Výzkumy na AsÚ AV ČR (7): SPLAT - mocný nástroj pro zobrazení a jednoduchou analýzu spekter
  8. Výzkumy na AsÚ AV ČR (8): Druhotná tvorba hvězd ve vznikajících galaxiích a hmotných hvězdokupách
  9. Výzkumy na AsÚ AV ČR (9): Hvězda v prachové obálce v okolí černé veledíry
  10. Výzkumy na AsÚ AV ČR (10): Střižné proudění ve sluneční atmosféře jako generátor elektrického pole
  11. Výzkumy na AsÚ AV ČR (11): Komplikovaná rotace planetky Apophis ovlivňuje její let Sluneční soustavou
  12. Výzkumy na AsÚ AV ČR (12): Protony slunečního větru ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky od Slunce
  13. Výzkumy na AsÚ AV ČR (13): Chladný plyn v mezigalaktickém prostoru vytržen z galaxie ESO 137-001
  14. Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS
  15. Výzkumy v AsÚ AV ČR (15): Be hvězda v těsné dvojhvězdě s horkým podtrpaslíkem
  16. Výzkumy v AsÚ AV ČR (16): Vliv rotačního směšování a metalicity na ztrátu hmoty hvězdným větrem
  17. Výzkumy v AsÚ AV ČR (17): Osiřelé penumbry jako testovací materiál pro teorii slunečních skvrn
  18. Výzkumy v AsÚ AV ČR (18): Detailní modely gravitačního pole Země
  19. Výzkumy v AsÚ AV ČR (19): Nejpřesněji určené parametry binární planetky
  20. Výzkumy v AsÚ AV ČR (20): Jasná Perseida s neobvykle vysokou počáteční výškou
  21. Výzkumy v AsÚ AV ČR (21): Prostorové mapování galaktického centra pomocí rentgenové polarimetrie
  22. Výzkumy v AsÚ AV ČR (22): Vliv atmosféry a oceánů na polohu rotační osy Země
  23. Výzkumy v AsÚ AV ČR (23): Analytický model Birkelandových proudů
  24. Výzkumy v AsÚ AV ČR (24): Ověřování zákrytového modelu proměnných aktivních galaktických jader
  25. Výzkumy v AsÚ AV ČR (25): Urychlování elektronových svazků ve slunečních erupcích
  26. Výzkumy v AsÚ AV ČR (26): Jak rotují kometární meteoroidy?
  27. Výzkumy v AsÚ AV ČR (27): Odhalovaná tajemství hvězdy se závojem
  28. Výzkumy v AsÚ AV ČR (28): Hvězdný vítr v dvojhvězdě s kompaktní složkou
  29. Výzkumy v AsÚ AV ČR (29): Rozšiřování magnetických trubic nad slunečními aktivními oblastmi
  30. Výzkumy v AsÚ AV ČR (30): Jak souvisejí astrosféry a astroohony s urychlováním částic kosmického záření?
  31. Výzkumy v AsÚ AV ČR (31): Dlouhodobé změny aktivity kataklyzmické proměnné V1223 Sgr
  32. Výzkumy v AsÚ AV ČR (32): Upřesnění základních parametrů planetky Apophis
  33. Výzkumy v AsÚ AV ČR (33): Možnosti měření magnetických polí ve sluneční chromosféře, přechodové oblasti a koróně
  34. Výzkumy v AsÚ AV ČR (34): Oblak G2 přežil průlet kolem centra Galaxie a je zřejmě mladou hvězdou
  35. Výzkumy v AsÚ AV ČR (35): Mateřské těleso meteoritu Čeljabinsk opět neznámé
  36. Výzkumy v AsÚ AV ČR (36): Nové dvojhvězdy s horkou podtrpasličí hvězdou a vlastnosti této populace hvězd
  37. Výzkumy v AsÚ AV ČR (37): Rekonstrukce vzhledu aktivního galaktického jádra
  38. Výzkumy v AsÚ AV ČR (38): Simulace chování astrofyzikálního plazmatu v extrémních podmínkách
  39. Výzkumy v AsÚ AV ČR (39): Drakonidy 2011 z letadla
  40. Výzkumy v AsÚ AV ČR (40): Kapitoly v učebnici Asteroids IV i od pracovníků AsÚ
  41. Výzkumy v AsÚ AV ČR (41): Balíček programů pro analýzu nemaxwellovských rozdělovacích funkcí částic ve sluneční atmosféře
  42. Výzkumy v AsÚ AV ČR (42): Tajemná povaha rentgenového zdroje Her X-1
  43. Výzkumy v ASU AV ČR (43): Vznik penumbry sluneční skvrny v přímém přenosu
  44. Výzkumy v ASU AV ČR (44): Rekurentní novy v galaxii M 31
  45. Výzkumy v ASU AV ČR (45): Možná naleziště ropy v Perském zálivu z gravitačních modelů
  46. Výzkumy v ASU AV ČR (46): Mohou být hvězdné pulsace zdrojem proměnnosti hvězdného větru?
  47. Výzkumy v ASU AV ČR (47): O původu meteorického roje Kvadrantid
  48. Výzkumy v ASU AV ČR (48): ALMA bude pozorovat i Slunce
  49. Výzkumy v ASU AV ČR (49): Vliv rentgenového záření na charakter hvězdných větrů v dvojhvězdách s hmotnou komponentou
  50. Výzkumy v ASU AV ČR (50): Turbulence plazmatu a kinetické nestability v expandujícím slunečním větru
  51. Výzkumy v ASU AV ČR (51): Vzhled rázové vlny hvězdy při průletu kolem centra Galaxie
  52. Výzkumy v ASU AV ČR (52): Mění srážky tvar planetek?
  53. Výzkumy v ASU AV ČR (53): Udržely póry sluneční cyklus v době Maunderova minima?
  54. Výzkumy v ASU AV ČR (54): Supererupce na hvězdě DG CVn
  55. Výzkumy v ASU AV ČR (55): Souvislost oblaků CO s obálkami HI v Mléčné dráze
  56. Výzkumy v ASU AV ČR (56): Nárůst kontinua ve slunečních erupcích – nové možnosti jejich předpovědí?
  57. Výzkumy v ASU AV ČR (57): Katalog videí dokumentujících pád bolidu Čeljabinsk
  58. Výzkumy v ASU AV ČR (58): Tisícileté cykly střední výšky světového oceánu
  59. Výzkumy v ASU AV ČR (59): Model expanze oblaků ve slunečním větru
  60. Výzkumy v ASU AV ČR (60): Detekce dopadů zemských miniměsíců
  61. Výzkumy v ASU AV ČR (61): Lze ze spektra aktivního galaktického jádra usoudit na povahu jeho zdroje?
  62. Výzkumy v ASU AV ČR (62): Lze pozorovat ohřev koróny nanoerupcemi?
  63. Výzkumy v ASU AV ČR (63): Neobvyklá rotace trpasličí galaxie je důsledkem nedávné srážky
  64. Výzkumy v ASU AV ČR (64): Přímé pozorování klouzavé rekonexe dalekohledem GREGOR
  65. Výzkumy v ASU AV ČR (65): Složky těsné vizuální dvojhvězdy 1 Del rozlišeny spektroskopicky
  66. Výzkumy v ASU AV ČR (66): Příčky v galaxiích jako důsledek vzájemného slapového působení
  67. Výzkumy v ASU AV ČR (67): Neobvyklé chemické složení zašpiněného bílého trpaslíka
  68. Výzkumy v ASU AV ČR (68): Hustota průmětů drah umělých družic Země na zemském povrchu a přesnost parametrů gravitačního pole Země
  69. Výzkumy v ASU AV ČR (69): Vlastnosti plazmatu ve slunečních protuberancích
  70. Výzkumy v ASU AV ČR (70): Útok létajících hadů - mohou vodíkové proudy fragmentovat na izolované oblaky vodíku?
  71. Výzkumy v ASU AV ČR (71): Vlastnosti satelitů planetek
  72. Výzkumy v ASU AV ČR (72): Rentgenová aktivita polaru AM Herculis
  73. Výzkumy v ASU AV ČR (73): Analýza spektra bolidu Benešov
  74. Výzkumy v ASU AV ČR (74): Když gravitační síla soupeří s elektromagnetickou – Elektricky nabitá látka v okolí zmagnetizované černé díry
  75. Výzkumy v ASU AV ČR (75): Co nám říkají erupce A hvězd o korónách G hvězd?
  76. Výzkumy v ASU AV ČR (76): Deset let optických dosvitů gama záblesků dalekohledy BOOTES
  77. Výzkumy v ASU AV ČR (77): Zdroje záření Lyman-α: Klíč k pochopení minulosti vesmíru?


O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. Více o autorovi na jeho webových stránkách svanda.astronomie.cz.



49. vesmírný týden 2016

49. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 5. 12. do 11. 12. 2016. Měsíc bude v první čvrti, uvidíme Lunar X? Večer je krásně vidět Venuše na jihozápadě. Mars je výše a skoro nad jihem. Ráno je pěkně viditelný Jupiter. Slunce se po krátkém zvýšení aktivity opět uklidnilo. Poté, co došlo k selhání horního stupně rakety Sojuz, zřítila se nad Ruskem nákladní loď Progress, původně určená k zásobování ISS. Pokud se v tomto týdnu povede start japonské zásobovací lodi HTV, bude to pro osazenstvo stanice úplně v pohodě. Kromě tohoto startu se očekávají ještě další čtyři.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Planety

Hvězdy bloudivé, oběžnice, planety. Několik pojmenování téhož. Ostatně i řecké πλανήτης, neboli planétés, znamená vlastně „tulák“. Pro mnoho z nás obíhá kolem Slunce planet devět. Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Ovšem od roku 2006, od valného shromáždění

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Za súmraku

Vrch Ostrá 1247mnm. Počas astronomického súmraku ešte posledné slnečné svetlo osvetľovalo horizont. Na fotke je vidieť Mesiac, Mars, Venušu a Mliečnu cestu.

Další informace »