Novinky

Na čem pracujeme: Upřesnění základních parametrů planetky Apophis

Planetce Apophis je věnována náležitá pozornost odborné veřejnosti, neboť se jedná o blízkozemní planetku s potenciálním rizikem impaktu na Zemi v budoucnosti. Dnes je již jistě vyloučena srážka v roce 2029, kdy proletí tato planetka těsně kolem Země (blíže, než obíhají geostacionární družice), avšak předpovědi dalších přiblížení jsou zatíženy větší chybou. Tyto chyby mají původ i v tom, že nejsou dostatečně přesně známy základní popisné parametry této planetky. Petr Scheirich a Petr Pravec z AsÚ se podíleli na studii, která měla za cíl tyto parametry zpřesnit.

O jiném výsledku týkajícím se stejné planetky jsme psali již v jednom z předcházejících dílů tohoto seriálu, kdy se astronomům z Oddělení meziplanetární hmoty AsÚ podařilo určit rotační stav této planetky i její pravděpodobný tvar. Pohyb blízkozemních planetek je vyjma gravitačního působení velkých těles Sluneční soustavy ovlivňován i negravitačními vlivy, zejména tzv. Jarkovského jevem, který souvisí s přídatnou silou vyvolanou zpožděným vyzařováním ohřátého povrchu planetky. Vliv Jarkovského jevu je sice malý, ale působí-li dlouhodobě, měřitelně může ovlivňovat dráhu malého tělesa a v případě Apophisu tak potenciálně přiblížit planetku ještě více Zemi.

Předpovědi budoucích průletů však narážejí na neznalosti některých základních parametrů planetky, zejména neznalost velikosti, fyzikální struktury tělesa a tepelných vlastností povrchových vrstev, což jsou parametry, na nichž efektivita Jarkovského jevu velmi silně závisí. Zatímco orbitální stav a pravděpodobný tvar, další velmi důležité parametry pro posouzení efektivity Jarkovského jevu, se podařilo určit uspokojivě přesně v již dříve prezentované práci, velikost tělesa zůstávala neznámá. Určení tvaru a charakteru rotace bylo vypočteno na základě světelné křivky a je asi zřejmé, že malé světlé těleso a velké tmavé těleso mohou při stejných geometrických poměrech ve výsledku produkovat stejnou světelnou křivku. K určení velikosti je tedy zapotřebí nezávislých pozorování, nejlépe v infračerveném oboru, z nichž by bylo možné stanovit tepelné koeficienty povrchu, albedo (odrazivost povrchu) a tak i velikost a odhad na hustotu a vnitřní porozitu tělesa.

Právě taková pozorování pořízená ve dvou kampaních v první polovině roku 2013 infračerveným dalekohledem Herschel byla zdrojem pro představovanou práci. Autoři použili již dříve vyzkoušenou techniku termofyzikálního modelu, pro níž je však zapotřebí znalost tvaru tělesa. A právě jím přispěli ondřejovští astronomové. Jistou komplikací bylo to, že planetka Apophis má volnou rotaci, tedy kromě otáčení kolem osy se tato osa pohybuje v planetce přibližně po plášti precesního kužele. Autoři však odhadují, že tento efekt ovlivňuje jejich výsledky v přijatelné míře.

Z výsledků nejlepšího modelu vyplývá, že velikost Apophisu je mezi 371 a 385 m. Vzhledem k tomu, že nejsou známy geometrické vlastnosti povrchu planetky (zejména jeho hrubost), odhady albeda se pohybují mezi 0,28 a 0,31. Tím (a hodnotou tepelné setrvačnosti povrchu a dokonce i podobnou velikostí) je planetka podobná jiné planetce, 25143 Itokawa, která byla navštívena v roce 2005 japonskou sondou Hayabusa, máme o ní tedy více přímo určených informací. Planetka Itokawa je gravitací drženou „hromadou suti“ (rubble pile), lze tedy očekávat, že i Apophis bude podobného typu. To jednak ovlivňuje dlouhodobou předpověď vývoje dráhy tělesa ve Sluneční soustavě, a pak i katastrofické scénáře v případě hrozícího impaktu na Zemi. Znalost struktury tělesa je důležitá pro případný výběr vhodné metody, s jejíž pomocí by bylo možné odchýlit planetku z kolizního kurzu. Na hromady suti držené pohromadě gravitací nelze použít rázné přístupy, při nichž by mohlo dojít k rozptýlení tělesa na fragmenty. Bylo by nutné využít jemnějších metod, jejichž účinnost se však projeví za delší čas.  

Michal Švanda

Citace práce

Müller, T., Kiss, C, Scheirich, P., Pravec, P. a kol., Thermal infrared observations of asteroid (99942) Apophis with Herschel, Astronomy & Astrophysics 566 (2014) A22, arXiv:1404.5847

Kontakt: Mgr. Petr Scheirich, Ph.D., petr.scheirich@asu.cas.cz, Mgr. Petr Pravec, Dr., ppravec@asu.cas.cz