Optické sledování nových těles v okolí Země

Výsledky grantového projektu A3003708
Řesitel: Mgr. Petr Pravec, Dr., AsÚ AV ČR
Spoluřešitel: RNDr. Marek Wolf, CSc., AÚ UK

Viz také: Anotace pro CEP a Shrnutí výsledků

Projekt „Optické sledování nových těles v okolí Země" (dále jen Projekt) řešený na Astronomickém ústavu AV ČR ve spolupráci s Astronomickým ústavem UK v letech 1997-1999 dosáhl vytýčených cílů. Podle očekávání v průběhu řešení Projektu výrazně vzrostla frekvence objevů blízkozemních asteroidů z vyhledávacích stanic (z průměru 37/rok v letech 1990-1996 na 54 v 1997, 204 v 1998 a 221 v 1999). Astrometricky jsme sledovali 80% nově objevených těles bezprostředně po jejich objevech, fotometrická měření jsme získali pro celkem 70 blízkozemních těles (dále NEAs, od Near-Earth Asteroids). Astrometrická měřění byla publikována v Minor Planet Circulars. Fotometrie 24 NEAs byla publikována či odeslána k publikaci v recenzovaných časopisech (viz přiložený seznam prací), výsledky fotometrie dalších 46 NEAs jsou připravovány pro publikaci v tomto roce. Ondřejovská observatoř se tímto dostala mezi několik nejvýkonnějších observatoří zabývajících se astrometrickým sledováním nově objevených NEAs a stala se nejproduktivnější observatoří v oblasti jejich fotometrie.

Nejvýznamnějšími výsledky Projektu jsou tyto:

  • 1. Rozšíření statistiky rotačních vlastností NEAs
    Fotometrická měření provedená v rámci Projektu pro 70 NEAs vedla k určení či odhadu jejich rotačních period, což znamenalo zvětšení dostupného vzorku na téměř dvojnásobek. Zlepšená statistika umožnila provést analýzu rotačních vlastností asteroidů rozšířenou do malých velikostí (repretentovaných právě malými NEAs). Výsledkem bylo potvrzení existence skupiny velmi pomalých rotátorů (s periodami rotací >30 hodin) mezi asteroidy o průměrech pod 40 km, jejichž vznik a vývoj zatím nejsou vysvětleny, a detekce skupiny rychlých rotátorů (periody rotací <3.5 h), jejichž vlastnosti jsou teoreticky objasněny, ale mechanizmus způsobující jejich významný přebytek mezi malými asteroidy není dosud jasný. Výsledky byly prezentovány ve zvané přednášce na vrcholné oborové konferenci Asteroids, Comets, Meteors 1999 na Cornellově Univerzitě v Ithace, USA, v červenci 1999, článek shrnující tyto výsledky (Pravec&Harris 1999) byl zaslán k publikaci do časopisu Icarus v září 1999.

  • 2. Detekce asteroidů vykazujících dvouperiodické světelné křivky - pravděpodobné binární asteroidy
    Fotometrie šesti NEAs - 1991 VH, (3671) Dionysus, 1996 FG3, 1998 PG, (5407) 1992 AX a 1999 HF1 - ukázala, že tyto planetky vykazují světlené křivky složené ze dvou komponent s různými periodami. Tato měření interpretujeme jako kombinaci zákrytových a rotačních efektů v soustavě binárních asteroidů, a zmíněných šest NEAs tedy považujeme za binární systémy. Teoretické vysvětlení jejich existence podali Bottke&Melosh (Nature 281: 51-53, 1996). Vlastnosti těchto systémů odhadnuté z našich měření jsou v souhlase s parametry předpovězenými Bottkem a Meloshem, jejich hypotéza o štěpení blízkozemních planetek slapovými silami při průletech kolem Země se tedy jeví býti správnou. Tato pozorování byla pro svou náročnost prováděna koordinovaně z několika observatoří (Ondřejov, Table Mountain Observatory, Charkov, European Southern Observatory), výsledky byly publikovány nebo zaslány k publikaci v časopise Icarus a v IAU Cirkulářích (Pravec et al. 1997, 1998a, 1998c, 1999a, 1999c, Mottola et al. 1997, Pravec&Harris 1999), další jsou pak připravovány k publikaci. Práce Pravec et al. (1998a) byla vybrána mezi pět nejlepších prací Astronomického ústavu AV ČR za rok 1998.

  • 3. Detekce monolitických asteroidů
    Pozorování planetky 1998 KY26 vedla ke zjištění její superrychlé rotace. Jde o první těleso, u něhož byl věrohodně doložen monolitický charakter. Ačkoli existence monolitů mezi planetkami byla teoreticky předpovězena a očekávána již řadu let, teprve pozorování planetky 1998 KY26 jejich existenci prokázalo. Tyto výsledky byly publikovány (Pravec&Šarounová 1998, Ostro et al. 1999). V prosinci 1999 pak byla odeslána k publikaci práce (Pravec et al. 1999d) o třech dalších superrychle rotujících monolitických asteroidech detekovaných ze stanic Catalina, Mauna Kea a Ondřejov. Distribuce rotačních period ukázala, že monolity jsou hojné mezi tělesy o velikostech pod 200 metrů (Pravec&Harris 1999, Pravec et al. 1999d). Jejich výzkum je významný z hlediska pochopení procesů vývoje planetek -monolitická tělesa jsou "stavebními kameny" větších těles- a rovněž z hlediska jejich chování v atmosféře při srážkách se Zemí.

    V době řešení Projektu probíhala neformální spolupráce na pozorováních NEAs s několika observatořemi ve světě. Jedná se zejména o skupiny astronomů z Jet Propulsion Laboratory (Caltech, Pasadena, California), Charkov University (Ukrajina), Lunar and Planetary Laboratory (University of Arizona, Tucson), University of Hawaii (Honolulu) a German Aerospace Research Establishment (DLR, Institute of Planetary Exploration, Berlin). Tato spolupráce vyústila v dosažení mnoha z výše uvedených výsledků, které byly již částečně publikovány nebo odeslány k publikaci, další jsou pro publikaci připravovány.

    O data získaná v rámci Projektu projevila zájem NASA. V polovině roku 2000 budou zahrnuta do jejich databáze Planetary Data System, která slouží jako zdroj dat k podpoře jejich kosmických misí.

    Práce na sledování NEAs v rámci tohoto Projektu byla oceněna peněžitou dotací od soukromé nadace Space Frontier Foundation v rámci jejich programu The Watch (viz přiložená kopie dopisu).

    Vedlejším produktem a zárověň doplňkovým programem k pozorování NEAs byly objevy 342 planetek různých typů (převážně z hlavního pásu planetek) o velikostech 1-40 km v letech 1997-1999. Celkem 40 planetek objevených z ondřejovské observatoře bylo v těchto třech letech očíslováno (tj. zařazeno do katalogu planetek se spolehlivě určenými drahami).

    Některé informace o aktuálním stavu pokračujícího výzkumu NEAs na AsÚ AV ČR a AÚ UK jsou k dispozici na stránce Ondrejov NEO Photometric Program. Tato stránka je určena především našim zahraničním kolegům.

    Porovnání s vytýčenými cíli projektu:
    V návrhu Projektu jsme napsali, že očekáváme získání 5 až 10 tisíc astrometrických měření, určení periody pro 50 NEAs, a objevení 100 nových planetek. Srovnáním těchto očekávaných výsledků s dosaženými ukazuje, že vytýčené kvantitativní cíle byly splněny. Porovnání kvalitativní stránky dosažených výsledků s předpoklady pak ukazuje, že základní cíl (rozšíření vzorku rotačních period) byl splněn a byly získány nové, před zahájením Projektu neočekávané informace o zvláštních vlastnostech (podvojnost; monolitický charakter) některých NEAs.

    Pokračující výzkum NEAs:
    Výsledky získané v rámci Projektu naznačují směry, kterým se náš výzkum NEAs v současnosti a blízké budoucnosti bude ubírat. Základním směrem bude koncentrace na malá tělesa o velikostech <1 km, která vykazují nejzajímavější a dosud málo prozkoumané charakteristiky. Budeme se také soustředit na výzkum NEAs v extrémních rotačních stavech (rychlé i pomalé rotátory), které přinášejí informace o mezních vlastnostech a procesech vývoje planetek. Astrometrická měření planetek, zejména NEAs bezprostředně po jejich objevech, budou i nadále důležitým doplňkovým programem.

    V Ondřejově, 3. ledna 2000

    Mgr. Petr Pravec, Dr.

    Seznam prací:

  • a) Publikace v recenzovaných časopisech:
  • c) Příspěvky ve sbornících:
  • f) Jiné výsledky:
    Příloha:

  • Kopie titulních stránek a abstraktů prací uvedených v bodech a), c).
  • K pracem uvedeným v bodech a1), c1) přiloženy také kopie Acknowledgements.
  • Kopie dopisu od Space Frontier Foundation.