Asteroids@home – Další pozorování planetek

Zákrytovou metodou (při pozorování zákrytu hvězdy SAO 120774 (6,2 mag) planetkou (532) Herculina) byla již v roce 1978 objevena první binární planetka (tedy dvojice planetek, které kolem sebe obíhají), což bylo i v roce 1993 sondou Galileo potvrzeno. Prostřednictvím zákrytových pozorování se dá zjistit hrubý tvar planetek v daném okamžiku nebo jeho změny v krátkém časovém úseku. Zákryt na jednom místě na Zemi trvá jen několik málo sekund, ale díky kvalitním předpovědím a následným pozorováním na různých místech lze zjistit o objektu spoustu užitečných informací.

Radioastronomie

Tato vědecká metoda se zabývá studiem nebeských těles prostřednictvím radiových vln. Radiové vlny jsou delší než světelné, proto je potřeba k zachycení dobrého signálu velmi velké antény nebo soustavy antén pracujících společně. Radioteleskopy jsou tvořeny parabolickou anténou na odraz vln do přijímače, který detekuje a zesiluje signál na použitelná data. To umožňuje astronomům vidět oblohu v radiové části spektra. Pro radioastronomii se využívají jednak obrovské radioteleskopy nebo sítě menších teleskopů (například Very Large Array), kterou tvoří 27 nezávislých radioantén o velikosti 25 m a hmotnosti 209 tun. Obrovské teleskopy mají tu nevýhodu, že nejsou směrově nastavitelné, a tudíž pokryjí jen asi 30 % oblohy. Naproti tomu sítě radioteleskopů pokryjí až 80 % oblohy.

Pro radiové pozorování asteroidů v naší Sluneční soustavě se využívá tzv. „aktivní“ radioastronomie. Ta vyžaduje nejen radioteleskop schopný signály přijímat, ale i vysílat (něco jako klasický radar). V současné době máme k dispozici pouze dvě takováto zařízení a to radioteleskop Arecibo (průměr 305 m) a Goldstone (průměr 70 m). Radioteleskop se zaměří na známý objekt, vyšle signál a ten po odrazu opět přijme zpět. Vysílací paprsek má poměrně krátký dosah a úhlový rozměr pouhou 1' (jednu úhlovou minutu), takže musíme přesně vědět, kde se zkoumané těleso v daném okamžiku nachází (v tom nám pomáhá optická astronomie). Jelikož známe přesné vlastnosti vyslaného signálu, můžeme analýzou zpětně zachyceného signálu o objektu zjistit spoustu důležitých informací.

Radiové sledování asteroidů nám dává jednak obraz objektu s daným časovým odstupem, ale také odhalí rozměry, tvar i rychlost rotace. Zároveň může zpřesnit dráhu tělesa a ukázat různá specifika na povrchu planetky. Takovéto pozorování asteroidů by byl ale z dlouhodobého hlediska luxus, který si nemůže žádná instituce dovolit. Pokud bychom chtěli takto zmapovat ty statisíce známých asteroidů v naší Sluneční soustavě, jeden radioteleskop by k tomu potřeboval stovky let a nedělal by nic jiného. K tomu denně astronomové oznamují další nově objevené asteroidy.

Počátky radioastronomie sahají až k roku 1931, kdy americký radioinženýr českého původu Karl Janský zkoumal zdroje rádiového šumu. Při tomto zkoumání objevil mimo jiné i záření z dalekého vesmíru. Největšího rozvoje se dočkal tento obor po druhé světové válce. Pomocí dnešních zařízení můžeme zkoumat vzdálené galaxie, formování galaxií i černých děr. Zde se využívá pasivního snímání záření objektů ve vesmíru v rádiové části spektra. Radioteleskopy jsou tedy využívány k širokému spektru výzkumů a na asteroidy nezbývá moc prostoru. Většinou se jejich pomoc vyžádá až v momentě, kdy je některé těleso označeno jako potenciální nebezpečí srážky se Zemí. To ale neznamená, že nám pomohou v každém z případů. Stejně jako u pozorování dalekohledy může docházet k různým stíněním, rušením a překryvům a dané těleso může být i dlouhodobě nepozorovatelné touto metodou.

Vliv Slunce na asteroidy

Jen před několika málo lety vědci zjistili, že asteroidy (do velikosti 30 km) mění rychlost své rotace. Jako v mnoha věcech v naší Sluneční soustavě, může za to Slunce, konkrétně jeho tepelné záření.

Už v roce 1901 ruský stavební inženýr Ivan Osipovič Jarkovskij podrobně popsal jev, který by mohl mít vliv na změnu dráhy vesmírných těles, tedy hlavně planetek. Tím, jak Slunce zahřívá denní stranu objektu, dochází k absorpci tepelné energie, která je později na noční straně vyzařována do vesmíru. Míra ovlivnění tělesa je závislá na jeho tvaru, velikosti, rychlosti rotace, vzdálenosti od Slunce, ale i složení. Tato neustále uvolňovaná energie na jedné straně objektu působí obdobně jako malý raketový motor, který planetku vychyluje z oběžné dráhy. Jarkovského studie úspěšně dlouhá desetiletí bez povšimnutí zapadala prachem, až následně o téměř sto let později byl přesnými měřeními tříčlenného vědeckého týmu jev potvrzen.

Pozorováním tohoto efektu se zjistilo, že tyto tepelné změny mají vliv i na rychlost rotace, která se u většiny pozorovaných těles postupně zvyšovala. Rotace menšího tělesa s označením 2000 PH5 se za rok zrychlila o jednu milisekundu. U většího asteroidu 1862 Apollo (průměr 1,4km) se doba rotace (3 hodiny) zkracuje dokonce o 4 milisekundy za rok. Zároveň tato změna rotace způsobuje narovnání pólů směrem k pólům ekliptiky. Efekt se nazývá YORP, což je zkratka jmen čtyř vědců Yarkovsky–O'Keefe–Radzievskii–Paddack, kteří se na jeho objevu podíleli. Jarkovského efekt může mít vliv dokonce i na změny orbitu v hlavním pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem. Díky tomu se mohou dostat i na dráhy, kde by se mohly srazit s některou z planet. Pokud asteroid překročí kritickou frekvenci rotace, tak se vzhledem ke své křehké struktuře často štěpí a vytváří zdvojené (binární) systémy. Ty pak obíhají nejen kolem své osy, ale zároveň i rotují kolem společného těžiště. Vlivem YORP efektu může docházet i u nich k postupnému zrychlování vzájemné rotace.

Doporučené a související odkazy:
[1] Důležitá data projektu Asteroids@home
[2] Návod pro instalaci BOINC Managera
[3] Připojte se k Czech National Team
[4] Další důležité odkazy k projektu Czech National Team

Autor: Dušan Vykouřil (forest)

Korektoři:
Mgr. Josef Ďurech, Ph.D.
Mgr. Petr Scheirich, Ph.D.
Jaroslav Mikšovský
Vít Kliber
Radim Vančo
Ondřej Hájek

Všechny díly: