Asteroïden – feiten en informatie over asteroïden

Eros, gefotografeerd door de NEAR-sonde (NASA)
Eros, gefotografeerd door de NEAR-sonde (NASA)

Asteroïden zijn kleine, rotsachtige en luchtloze werelden die om de Zon draaien maar te klein zijn om planeet genoemd te worden. Ze zijn ook bekend als planetoïden of kleine planeten. De totale massa van alle bekende asteroïden is minder dan de massa van de Maan. Ondanks hun geringe grootte kunnen asteroïden gevaarlijk zijn. In het verleden is de Aarde door vele asteroïden getroffen en ook in de toekomst zal onze planeet in botsing komen met asteroïden. Dat is ook één van de redenen waarom astronomen asteroïden bestuderen en ze meer willen leren over hun aantallen, banen en fysische kenmerken.

Ontstaan

Asteroïden zijn restanten van het ontstaan van het zonnestelsel ongeveer 4,6 miljard jaar geleden. Het ontstaan van de grote planeet Jupiter voorkwam dat er planeten konden ontstaan in de leegte tussen Mars en Jupiter waardoor de kleine objecten die zich daar bevonden met elkaar in botsing kwamen en fragmenteerden tot de asteroïden die we vandaag waarnemen.

Onze kennis over hoe het zonnestelsel is geëvolueerd is nog steeds groeiende. Twee redelijk recente theorieën suggereren dat de gasreuzen van plaats zijn veranderd voordat ze in hun tegenwoordige banen terecht kwamen. Deze verplaatsing kan er voor gezorgd hebben dat asteroïden uit de hoofdgordel massaal insloegen op de aardse planeten waardoor de originele asteroïdengordel werd geleegd en weer werd aangevuld.

Fysische kenmerken

Asteroïden kunnen zo groot zijn als Ceres die een doorsnede van 940 kilometer heeft. Van de andere kant is de kleinste asteroïde slechts 2 meter groot. Dit is de asteroïde 2015 TC25 die in oktober 2015 langs de Aarde scheerde. De kans dat 2015 TC25 in de nabije toekomst de Aarde raakt is overigens erg klein.

Bijna alle asteroïden hebben een onregelmatige vorm, alleen enkele van de grootste asteroïden zoals Ceres zijn bolvormig. Ze zijn vaak bedekt met kraters. Zo heeft de asteroïde Vesta een grote krater met een doorsnede van 460 kilometer. Het oppervlak van de meeste asteroïden is bedekt met een dikke laag stof.

Asteroïden draaien in elliptische banen om de Zon. Ook draaien ze om hun eigen as en dat doen ze vaak op een chaotische manier. Ondertussen zijn er meer dan 150 asteroïden bekend die een begeleidende maan hebben. Ook komen er dubbel-asteroïden voor waarbij twee asteroïden van ongeveer gelijk grootte om elkaar heen draaien. E zijn zelfs drievoudige asteroïde-systemen bekend. Veel asteroïden zijn ingevangen door de zwaartekracht van planeten en zijn daardoor hun manen geworden. Dit geldt zeker voor Phobos en Deimos, de twee manen van Mars en de buitenste manen van de planeten Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus.

De gemiddelde temperatuur aan het oppervlak van een typische asteroïde bedraagt -73° Celsius. Asteroïden zijn al miljarden jaren onveranderd waardoor ze ons heel veel kunnen leren over het jonge zonnestelsel.

Asteroïden komen voor in veel verschillende vormen en groottes. Er zijn massieve asteroïden maar er zijn ook asteroïden die veel weg hebben van een spons. Er is een asteroïde bekend die ringen heeft en er is een asteroïde gevonden die zes staarten vertoont.

Classificatie

Asteroïdengordel
Schematische weergave van de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter

Er zijn drie regio’s in het zonnestelsel waar asteroïden voorkomen. De meeste asteroïden bevinden zich in een grote ring tussen de banen van Mars en Jupiter. Dit is de hoofdgordel waar zich meer dan 200 asteroïden ophouden met een doorsnede van meer dan 100 kilometer. Astronomen schatten dat er in deze asteroïdengordel tussen 1,1 en 1,9 miljoen asteroïden zijn te vinden die groter zijn dan 1 kilometer in doorsnede en miljoenen asteroïden die kleiner zijn.

Niet alles wat zich in deze asteroïdengordel ophoudt is een asteroïde. Zo wordt Ceres tegenwoordig beschouwd als een dwergplaneet. Astronomen hebben ook een aparte klasse van “hoofdgordel asteroïden” benoemd. Dit zijn rotsachtige objecten die een staart vertonen. Sommige van die staarten ontstaan als er objecten te pletter slaan op een asteroïde of doordat asteroïden uit elkaar vallen maar er bevinden zich ook uitgedoofde kometen in de hoofdgordel.

Er bevinden zich ook veel asteroïden buiten de hoofdgordel. Trojanen draaien om een grote planeet en dat doen ze op twee speciale plaatsen die bekend staan als Lagrange punten. Op die plaatsen heerst er een evenwicht tussen de aantrekkingskracht van de Zon en de aantrekkingskracht van de planeet. Jupiter heeft de meeste Trojanen maar ook Neptunus, Mars en de Aarde hebben Trojanen.

Near-Earth Aseroids (NEA’s) zijn asteroïden die zich dichter bij de Aarde bevinden dan de Zon. Asteroïden van de Amor-groep hebben banen die de baan van de Aarde naderen maar niet kruisen. Asteroïden van de Apollo-groep hebben banen die de baan van de Aarde kruisen maar ze bevinden zich voornamelijk voorbij de baan van de Aarde. De asteroïden van de Aten-groep doorkruisen ook de baan van de Aarde maar verblijven het grootste deel van hun tijd binnen de baan van de Aarde. Dan zijn er nog de asteroïden van de Atira-groep waarvan de baan zich binnen de baan van de Aarde bevindt. Momenteel zijn er ongeveer 10.000 NEA’s bekend.

Asteroide Lutetia
Opnames van asteroïde Lutetia, gemaakt op 10 juli 2010 door de Europese Rosetta-sonde van een afstand van ± 3100 kilometer. Lutetia heeft een doorsnede van ± 130 kilometer. Credit: ESA

Naast een classificatie op basis van hun baan zijn asteroïden ook in drie groepen in te delen op basis van hun samenstelling. De C-type of koolstofrijke asteroïden zijn grijs van kleur en komen het meest voor. Naar schatting zijn meer dan 75% van alle asteroïden van het C-type. Ze bestaan vermoedelijk voornamelijk uit klei en siliciumhoudend gesteente. Ze komen voornamelijk voor in de buitenste delen van de hoofdgordel. De S-type of siliciumhoudende asteroïden zijn groenig tot roodachtig van kleur. Ongeveer 17% van alle asteroïden is van het S-type. Ze komen voornamelijk in de binnenste delen van de hoofdgordel voor. De bestaan voornamelijk uit silicaten en ijzer-nikkel legeringen. Dan zijn er nog de M-type of metallische asteroïden. Deze zijn roodachtig van kleur. Deze asteroïden komen voornamelijk voor in de binnenste delen van de asteroïdengordel. Ze bestaan voornamelijk uit ijzer en nikkel. Dan zijn er tot slot nog een aantal zeldzame type asteroïden zoals de V-type asteroïden die een korst hebben van vulkanisch basalt. De planetoïde Vesta is de belangrijkste vertegenwoordiger van deze klasse.

Inslagen op Aarde

asteroïde Vesta
Vesta, gefotografeerd door de DAWN-sonde (NASA)

Sinds het ontstaan van de Aarde, ongeveer 4,5 miljard jaar geleden, zijn er inslagen geweest van asteroïden en kometen. De asteroïden die een gevaar zijn voor de Aarde zijn echter zeldzaam.

Een asteroïde die een wereldwijde ramp kan veroorzaken moet minimaal een doorsnede hebben van 400 tot 500 meter. Wetenschappers hebben berekend dat een dergelijke grote inslag voldoende stof in de atmosfeer kan brengen dat er sprake is van een “nucleaire winter”, waarbij de landbouw op Aarde ernstig wordt verstoord. Statistisch gezien wordt de Aarde eens in de 1000 eeuwen door een dergelijke grote asteroïde getroffen.

De verschillende groepen asteroïden
De banen van de groepen asteroïden die dicht in de buurt van de Aarde kunnen komen.

Kleinere asteroïden slaan eens in de 1000 tot 10.000 jaar in. Dergelijke asteroïden kunnen verwoestende tsunami’s veroorzaken en complete steden wegvagen. Asteroïden kleiner dan 25 meter verbranden volgens wetenschappers van de NASA in de atmosfeer en dat betekent dat als 2015 TC25 ooit de Aarde raakt, de asteroïde de grond vermoedelijk niet zal halen.

Op 15 februari 2013 raakte een asteroïde boven de Russische stad Chelyabinsk de atmosfeer van de Aarde. Door de schokgolf die daardoor werd veroorzaakt raakten 1200 mensen gewond. De asteroïde had de grootte van ongeveer 20 meter toen de ze in botsing kwam met de atmosfeer van de Aarde.

Wetenschappers hebben tientallen asteroïden als “potentieel gevaarlijk” bestempeld. Sommige van deze asteroïden volgens banen waarbij ze erg dicht bij de Aarde komen en die banen kunnen in de verre toekomst verstoord worden waardoor ze op ramkoers met onze planeet komen. Wetenschappers zeggen dat als we een inslag 30-40 jaar van te voren kunnen zien aankomen, we tijd hebben om maatregelen te nemen. De technologie moet nog ontwikkeld worden maar men denkt dan aan het opblazen van de asteroïde of het wijzigen van de baan van de asteroïde. Echter voor iedere bekende asteroïde zijn er nog velen die we nog nooit hebben gezien en die een veel kortere reactietijd vereisen. Dergelijke asteroïden zijn uiteraard veel gevaarlijker.

Ironisch gezien zijn de inslagen die nu een gevaar vormen voor de mensheid vroeger misschien verantwoordelijk geweest voor het ontstaan van leven op Aarde. Kort na het ontstaan van de Aarde was de planeet droog en heet. Inslagen van asteroïden en kometen hebben vermoedelijk gezorgd voor grote hoeveelheden water en koolstofhoudende moleculen die het mogelijk maakten dat er leven ontstond. Op hetzelfde moment zorgde de hoge frequentie van inslagen er voor dat leven steeds werd weggevaagd totdat het jonge zonnestelsel tot rust kwam. Latere botsingen bepaalden welke soorten konden evolueren en welke soorten werden uitgeroeid.

Volgens wetenschappers is het heel goed mogelijk dat leven op Aarde eerst niet kon ontstaan doordat er heel veel kometen en asteroïden inslagen waren en tegen de tijd dat die frequentie afnam de omstandigheden veranderden zodat de eerste levensvormen 3,5 tot 3,8 miljard jaar geleden konden ontstaan.

Als een asteroïde of een deel er van op Aarde terecht komt noemen we dit een meteoriet. We kunnen een aantal soorten meteorieten onderscheiden:

IJzermeteorieten

  • IJzer: 91%
  • Nikkel: 8,5%
  • Kobalt: 0,6%

Steenmeteorieten

  • Zuurstof: 6%
  • IJzer: 26%
  • Silicium: 18%
  • Magnesium: 14%
  • Aluminium: 1,5%
  • Nikkel: 1,4%
  • Calcium: 1,3%

Ontdekking en naamgeving

In de 18-de eeuw bemerkte de Duitse astronoom Johann Titius een wiskundig patroon in de positie van de planeten om de Zon en hij gebruikte dit om een planeet te voorspellen op een afstand van 2,8 AE van de Zon in een baan tussen Mars en Jupiter. Zijn wiskundige afleiding is vastgelegd in de wet van Titius-Bode.

In 1825 vormden 25 astronomen een groep onder de naam The Celestial Police. Ieder van hen onderzocht een gebied van 15 graden nabij de hemelequator op zoek naar de missende planeet. De eerste ontdekking van een hemellichaam kwam echter niet van een lid van deze groep maar werd gedaan door de Italiaanse priester en astronoom Guiseppe Piazzi. Hij ontdekte de grootste asteroïde Ceres. Iets meer dan een jaar later werd de tweede asteroïde, Pallas, ontdekt.

In 1801 was de Italiaanse priester en astronoom Giovanni Piazzi bezig met het maken van een steratlas toen hij per toeval de eerste en de grootste asteroïde ontdekte. Ceres bevindt zich in een baan tussen Mars en Jupiter. En ofschoon Ceres tegenwoordig als dwergplaneet in de boeken staat bevat de asteroïde ongeveer een kwart van alle massa van al de duizenden bekende asteroïden in of nabij de asteroïdengordel.

In de eerste helft van de 19-de eeuw werden er veel asteroïden ontdekt en als planeet geclassificeerd. In 1802 introduceerde William Herschel de term “asteroïde” maar veel andere wetenschappers spraken over “kleine planeten”. In 1851 waren er 15 asteroïden bekend en men begon nummers toe te voegen bij de namen. Ceres kreeg daarbij de aanduiding 1 Ceres. Tegenwoordig heeft Ceres een dubbele naamgeving: zowel als asteroïde en als dwergplaneet. De overige objecten zijn allemaal asteroïden gebleven.

De Internationale Astronomische Unie is vrij gemakkelijk bij het toekennen van namen aan asteroïden. Zo zijn er asteroïden vernoemd naar Frank Zappa en naar Mr. Spock uit Star Trek maar er zijn ook asteroïden vernoemd naar de zeven astronauten ie in 2003 omkwamen bij het ongeluk met de space shuttle Columbia. Asteroïden vernoemen naar huisdieren is niet meer toegestaan. Asteroïden krijgen ook een volgnummer. Bijvoorbeeld 99942 Apophis,

Verkenning

In 1991 was de Galileo-sonde, die op weg was naar Jupiter, de eerste die detailopnames maakte van een asteroïde. Ook was de Galileo-sonde de eerste die in 1994 een maan bij een asteroïde ontdekte.

In 2001 bestudeerde de NEAR bijna een jaar lang de asteroïde Eros. Na een jaar werd besloten de NEAR te laten landen op de asteroïde en ofschoon de sonde hier niet voor was ontworpen lukte dit en werd de NEAR de eerste ruimteverkenner die een zachte landing maakte op een asteroïde.

In 2006 was de Japanse Hayabusa de eerste ruimtesonde die een landing maakte op een asteroïde en er ook weer van vertrok. De Hayabusa nam monsters van de asteroïde en bracht die in juni 2010 terug naar de Aarde.

In 2007 lanceerde de NASA de DAWN. Deze verkenner bereikte in 2011 de asteroïde Vesta. Na een jaar onderzoek vertrok de DAWN naar Ceres waar de verkenner in 2015 arriveerde. DAWN was de eerste verkenner die Vesta en Ceres onderzocht. Op dit moment, in 2017, is de DAWN nog steeds bezig met nieuwe ontdekkingen bij Ceres.

In september 2016 lanceerde de NASA de OSIRIS-REX (Origins, Spectral interpretaton, Resource identification, Security, Regolith Explorer). Deze sonde is op weg naar de asteroïde Bennu en zal daar monsters verzamelen en die terugbrengen naar de Aarde.

In januari 2017 selecteerde NASA twee projecten, Lucy en Psyche. Lucy moet in oktober 2021 gelanceerd worden en zal eerst een object in de asteroïdengordel onderzoeken en daarna zes Trojanen gaan bestuderen. Psyche zal afreizen naar de asteroïde 16 Psyche. Dit is een grote metalen asteroïde die mogelijk ooit de kern is geweest van een planeet met de grootte van Mars.

In 2012 kondigde het bedrijf Planetary Reources aan dat het plannen had om een ruimtemissie uit te voeren naar een asteroïde om er water op te halen en zeldzame metalen te winnen. Ook NASA werkt aan plannen voor een dergelijke missie. Wetenschappers denken dat de asteroïden die zich in een baan tussen Mars en Jupiter bevinden rijk zijn aan mineralen die we hier op Aarde heel goed kunnen gebruiken.

Meer over asteroïden

 

Eerste publicatie: 24 maart 2017
Laatste keer bewerkt op: 2 oktober 2017