Wat ruist er door de ruimte?Planetoïden, meteoroïden, meteoren en meteorieten

In ons zonnestelsel zwerven nog verschillende brokstukken rond in een baan om de zon.Afhankelijk van hun grootte noemen we het asteroïden of meteoroïden. Meteoroïden zijnfragmenten gesteente met een middellijn van minder dan 50 meter. Asteroïden zijn veelgroter, tot zelfs honderden kilometer. Deze worden ook wel planetoïden of miniplanetengenoemd. Een speciaal type asteroïden kruist regelmatig de baan van de aarde en daaromkrijgen ze de naam 'aardscheerders'. Hier wordt volop onderzoek naar verricht om depotentiële ramp die een botsing zou meebrengen te voorkomen.

Een meteoriet is het resterende deel van een meteoroïde die op de aarde is ingeslagen.Tijdens zijn tocht door de dampkring wordt het materiaal sterk afgeremd en zeer heet. Dit isdan te zien als een lichtspoor aan de hemel en noemen we een meteoor. Zo'n meteoor ofvallende ster zien we ook wanneer een stofdeeltje in de atmosfeer van de aardeterechtkomt, al zijn die niet groot genoeg om op aarde te belanden. Kometen zijn dan weerhemellichamen die vaak in erg elliptische banen rond een ster draaien. Zo'n 'staartster' of'vuile sneeuwbal' bestaat uit ijs, stof en gas.

‘Als een ster’Op nieuwjaarsdag 1801 ontdekte de Italiaansesterrenkundige Giuseppe Piazzi de eerste asteroïde, Ceres.Aanvankelijk dacht hij dat het een komeet was, maar de baanwas te langzaam en regelmatig. De kwestie werd een jaarlater opgelost toen de Duitser Heinrich Wilhelm Olbers eentweede groot brokstuk ontdekte dat hij Pallas noemde. Deontdekker van Uranus, William Herschel, kwam vervolgensmet de gezamenlijke naam 'asteroïde', wat 'als een ster'betekent. Asteroïden lijken vanaf de aarde gezien meer opsterren, ook al bewegen ze als planeten.

De planetoïdengordelVeel van de asteroïden in het zonnestelsel bevinden zich in een zone tussen debanen van Mars en Jupiter: de asteroïdengordel of planetoïdengordel. Dezestrook bevat duizenden bekende en vele duizenden onbekende stukkenruimtepuin. De gordel is waarschijnlijk een 'mislukte planeet' die niet konuitgroeien tot een vijfde rotsplaneet omdat de sterke zwaartekracht van Jupiterte storend was. De meeste asteroïden zijn echter zo klein dat een eventueleplaneet kleiner dan de maan zou geworden zijn.Ceres heeft een diameter van 1000 km en is als enige planetoïde bolvormig,waardoor ze een dwergplaneet genoemd wordt.

AardscheerdersAsteroïden bevinden zich niet enkel in de asteroïdengordel, ze 'verkennen' het helezonnestelsel. Trojaanse asteroïden volgen de omloopbanen van planeten zoals bijvoorbeeldJupiter. In de Kuipergordel zitten ook trans-Neptuniaanse objecten die als asteroïdenbeschouwd kunnen worden.Sommige asteroïden hebben sterk elliptische banen of kruisen het pad van de aarde endragen de naam Near-Earth Objects (NEO's) of aardscheerders. Als de aarde op hetzelfdetijdstip op dezelfde plek in de ruimte komt, zou een botsing plaatsvinden.Er is veel belangstelling voor het idee van een botsing met een asteroïde. Het voortbestaanvan de mensheid zou namelijk in gevaar kunnen komen. Hoe dicht komen zo'n brokkenruimtepuin? En hoe groot is de kans dat ze inslaan? Wat kunnen we doen om botsingen tevoorkomen?

Wat ruist er door de ruimte?Dreigend gevaar of uit de lucht gegrepen?

In 1989 kruiste de asteroïde 4581 Asclepius de baan van de aarde enkele uren nadat deaarde op dat punt geweest was. De NASA voorspelt geregeld de kans op inslagen vangekende aardscheerders. Men was bang dat de asteroïde 99942 Apophis (325 metergroot en ontdekt in 2004) in 2029 zou kunnen inslaan; het jaartal werd vervolgensveranderd in 2036 en de kans op een inslag wordt nu erg gering geschat. Berekeningenvan de banen zijn erg moeilijk en wijzigen bij elke passage van het brokstuk langs deaarde. Er zijn veel objecten die de aarde net missen en er worden steeds meer kleineasteroïden ontdekt die een bedreiging vormen. Momenteel gaat veel aandacht naar deplanetoïde 1950DA. Onderzoekers kwamen uit op een redelijk waarschijnlijke inslag op16 maart 2880 maar de kans is groot dat de berekeningen zullen veranderen of dat deasteroïde de aarde net zal missen. Toch blijven we niet altijd buiten schot...

Op 30 juni 1908 vond in Tunguska (Siberië)een enorme explosie plaats. In een omtrek vanongeveer 30 kilometer knapten alle bomenomver. De schade werd veroorzaakt door deontploffing van een meteoroïde, 8 kilometerboven het aardoppervlak. We moeten echterniet zo ver terug in de tijd...

15 februari 2013Enkele uren voor de aangekondigde asteroïde 2012 DA 14 onsrakelings (op 27700k m) passeerde, werd in het RussischeOeralgebied een vuurbal waargenomen, gevolgd door een luidesupersonische knal, de Tsjeljabinsk meteoroïde. De bolideveroorzaakte een schokgolf waardoor talloze ruiten sneuveldenen 1200 mensen gewond raakten. De meteoroïde die dezeravage veroorzaakte, had een diameter van vermoedelijk 17meter en een massa van 9000 ton. De vrijgekomen energie werdgeschat op 500 kiloton TNT, ruim 30 keer meer dan bij deatoombom die boven Hiroshima ontplofte.Op drie plaatsen vond men meteorieten terug, één ervan hadzelfs een krater van 6 meter veroorzaakt. De meteoroïde was opvoorhand niet opgemerkt in de ruimte, de veel grotereasteroïde wel. Toch bestond er geen enkel verband tussen detwee natuurverschijnselen op 15 februari 2013.

Bestaan er technieken om ons te beschermen?

Een samenwerking van Europese en Amerikaanse ruimteonderzoekers is het AIDA-project gestart (Asteroid Impact and Deflection Assessment). Eerste reisdoel wordtde kleine dubbelplanetoïde Didymos. Twee ruimtesondes, DART en AIM (DoubleAsteroid Redirection Test en Asteroid Impact Monitor), vertrekken in 2022. Dekleinste van de twee planetoïden wordt beschoten met DART, een zwaar projectiel,AIM zal metingen verrichten over het effect van de botsing. Zo proberen deonderzoekers ervaring op te doen met het afbuigen van asteroïden. Die techniekenzijn nodig om in de toekomst de aarde te beschermen tegen kosmische inslagen.

Andere methodes zoals het brokstuk opblazen met een kernwapen zijn gekend uitvele rampenfilms maar worden in de praktijk niet meteen overwogen. Wel bestaathet idee om 'gevaarlijke' ruimterotsen te bedekken met verf. De verf op hetoppervlak leidt tot meer weerkaatsing van zonlicht en het afketsen van fotonen zougenoeg kracht opleveren om het object van koers te doen veranderen.Het zou wel 20 jaar duren voor de druk van de zonnestraling voldoende is om eenkei van 300 meter uit de baan van de aarde te duwen.

Wat ruist er door de ruimte?Vallende sterren, stenen uit de ruimte: onderzoek en toekomst

Toekomstplannen met asteroïden

In 1991 vloog de Galileo-sonde, op weg naar Jupiter, langs Gaspra die zode eerstbezochte planetoïde werd. Vijf jaar later lanceerde de NASA deruimtesonde NEAR (Near-Earth Asteroid Rendezvous) op weg naar Eros.Het toestel stuurde een jaar lang gegevens zoals grootte, vorm enoppervlaktetemperatuur naar de aarde en landde nadien zacht op hetoppervlak. De 'DAWN Mission' bezocht in 2011 Vesta en gaat in 2015Ceres verkennen. In de toekomst worden planetoïden misschien welontgonnen met het oog op interplanetaire ruimtevaart. Het water en demetalen die deze aardscheerders bezitten, kunnen resulteren in hetbouwen en bijtanken van ruimtevaartuigen, al is dit verretoekomstmuziek (zie logo Deep Space Industries).

Vallende sterren en meteorieten

Meteoroïden die op aarde vallen, 'verbranden' hoog in de atmosfeer encreëren zo een opvallende verschijning: een meteoor, ook wel vallendester genoemd. Verbranden is niet het juiste woord, de lichtstreep komt erdoor ionisatie. Dit betekent dat atomen in de atmosfeer een aantalelektronen verliezen die ze na de passage terug opnemen. Bij hetopnemen zenden ze fotonen of lichtdeeltjes uit. Zo nemen wij dan eenprachtige vallende ster waar. Bij grote meteoroïden spreken we van'vuurbollen' die kunnen vergezeld zijn van een supersonische knal.

Hier ligt een verband met andere opmerkelijke verschijnselen aan de hemel:kometen. Deze laten in hun baan rond de zon een spoor van stofdeeltjes enkleine brokstukken achter. Als het pad van de aarde dat van een komeet kruist,manifesteren deze brokstukken zich op aarde als een ‘regen’ van meteoren.

Beroemde meteorenregens zijn de Perseïden (rond 12 augustus, horen bij dekomeet Swift-Tuttle), Leoniden (half november) Geminiden (december) enBoötiden (begin januari). Deze zijn genoemd naar het sterrenbeeld waaruit allemeteoren lijken te vertrekken. Die ‘bron’ is de radiant van de meteorenzwerm,op de foto links aangeduid met een rood kruisje.

Sommige meteoroïden, of delen ervan, bereiken de grond ennoemen we meteorieten. Deze stenen uit de ruimte wordenonderverdeeld in drie types: steenmeteorieten (gesteente),ijzermeteorieten (ijzer en nikkel) en steen-ijzermeteorieten. Ruim80% van alle meteorieten die op aarde vallen, zijn een soortsteenmeteoriet, namelijk chondriet. In zeldzame gevallen kunnenmeteorieten ook afkomstig zijn van de maan of de planeet Mars.De ruimtekeien die het oppervlak van de aarde bereiken, vormendaar opmerkelijke inslagkraters. Op onze planeet zijn er minstens56 kraters met een diameter groter dan 14 kilometer. Deze zijnmeestal vele miljoenen jaren oud en nog nauwelijks zichtbaar.

Barringerkrater in Arizona, VS Hoba meteoriet, Namibië

Steenmeteoriet (links) en ijzermeteoriet (rechts)

Wat ruist er door de ruimte?Kometen: sneeuwballen die ons zonnestelsel doorkruisen

Kometen zijn opmerkelijke hemellichamen die in erg elliptische banen rond eenster draaien. Het merendeel van de massa van een komeet zit in de kern, eensoort onregelmatige asteroïde in de 'kop' van de komeet. De kern is vaak niet meerdan enkele tientallen kilometer lang. Hij bevat gesteente, bevroren gassen enwater. Zo komt een komeet ook aan de bijnaam 'vuile sneeuwbal' of 'ijsklomp'. Dekern zit verborgen in de coma, een gebied met gas en stof dat wordt weggeblazenwanneer de komeet de zon nadert. De coma, mogelijk tot duizenden kilometerbreed, kan een komeet veel groter doen lijken dan ze eigenlijk is. Vanaf de aardezien we de coma als een gigantische witte 'vuurbol' voor de kop van de komeet.

Als de komeet de zon nadert, begint materiaal in de kern te verdampen ofsublimeren. Die materie wordt door de zonnewind gestroomlijnd en zo ontstaande staarten van kometen. Meestal zijn er twee: een stofstaart en een ionenstaart.De stofstaart, gevormd door verdampt ijs en stof van de kern, verschijnt als eenindrukwekkende witte streep aan de hemel en trekt een spoor van miljoenenkilometer. De plasmastaart of ionenstaart is door de blauwachtige kleur mindergoed zichtbaar. De gassen in de coma reageren met de stralen van de zon enondergaan ionisatie. De zonnewind blaast deze deeltjes dan tot een tweede staart,die meer dan honderd miljoen kilometer lang kan worden.

‘Onvoorspelbare’ reizigers

Pas in 1705 ontdekte Edmond Halley dat veel kometen hunomloop rond de zon herhalen. Hij realiseerde zich dat dekomeet, die later naar hem genoemd werd, iedere 76 jaarterugkeerde aan de hemel.De omloopbanen van kometen zijn erg excentrisch en erworden op basis hiervan drie soorten kometen geclassificeerd.De Jupiter-familie, kometen met een korte periode en kometenmet een lange periode.

Jupiter-familieSommige kometen, zoals Tempel 1, volgen een baan tussen de zon en Jupiter. Ze doen vijftot tien jaar over een omloop en zijn afkomstig uit de Kuipergordel maar werdeningevangen door de zwaartekracht van Jupiter.

Periodieke kometenKometen met een korte periode, zoals de komeet Halley, bereiken hun aphelium (verstepunt van de zon) in de Kuipergordel. Ze krijgen codes met een letter 'P', wat staat voorperiodieke komeet. Hun omlooptijd is minder dan 200 jaar of er werden reeds tweepassages door het perihelium geobserveerd.

Niet-periodieke kometenDe omloopbanen van kometen met lange perioden lijken parabolisch te zijn. Dezeijsbrokken komen uit de 'wolk van Oort', duiken naar de binnenste delen van hetzonnestelsel en keren nadien terug. Hun verschijning kan dus maar eenmaligwaargenomen worden. De officiële code voor kometen die niet terugkomen, begint met deletter 'C'. Voorbeeld hiernaast is de komeet Hyakutake

Ruimteonderzoek naar kometen

Kometen zijn onveranderde resten sinds het ontstaan van het zonnestelsel en duszeker de moeite waard om te onderzoeken. Toch is onze kennis erover nog ergbeperkt. In 2005 probeerde de NASA daar wat aan te doen door met succes de sondeDeep Impact naar de komeet Tempel 1 te loodsen. Een kijkje 'in' de komeet betekenteen reis van 4,6 miljard jaar terug in de tijd.

De botsing van de sonde met de komeet veroorzaakte een lange pluim van extreemfijn materiaal. De analyse van de resultaten van de missie zal ons meer inzicht gevenin de structuur en chemische opbouw van de komeetkern. De resultaten zullen ookworden vergeleken met die van de Europese missie Rosetta, die op weg is naarkomeet Churyumov-Gerasimenko. In 2014 wil men een landingsmodule op dekomeet neerzetten. Misschien komt er zo zekerheid over het vermoeden datkometen met hun ijswater, door inslagen toen de aarde gevormd werd, deels waterop aarde gebracht hebben.

Inslag van Deep Impactop komeet Tempel 1

Het ruimtetuig Rosetta heeft een massa van3 ton en verkrijgt energie via 28 meter langezonnepanelen.De lander ‘Philae’ zal zich in 2014 vastmakenaan de kern en de eerste foto’s terugsturen vanhet oppervlak van een komeet. De orbiter zal dekomeet daarna anderhalf jaar volgen terwijl dekomeet naar de zon duikt. Rosetta zal ons voorhet eerst laten zien welke indrukwekkendeveranderingen zich voordoen als deze ijsberg inde ruimte wordt opgewarmd door de zon.

Wat ruist er door de ruimte?Bekende en recente kometen

De komeet Shoemaker-Levy 9 (D/1993 F2) was bijzijn ontdekking in 1993 al in stukken gebroken.Een jaar later sloeg deze te pletter op de gasreusJupiter. Tussen 16 en 22 juli 1994 kwamen 21fragmenten in botsing met de planeet.Sommige delen waren nog meer dan tweekilometer groot. Het effect van de inslag op deatmosfeer van Jupiter was enorm. Vuurbollen zogroot als de aarde stegen op uit de wolken.De inslag werd rechtstreeks waargenomen doorruimtesondes aan de achterkant van Jupiter.

In juni 1995 werd de komeet Hale-Bopp tegelijk ontdekt doorAlan Hale en Thomas Bopp. De komeet was van midden 1996tot eind 1997, ruim achttien maanden, met het blote oogzichtbaar! Zelfs in gebieden met lichtvervuiling was de komeetgemakkelijk aan de hemel te zien. Door zijn langdurige enspectaculaire verschijning wekte Hale-Bopp zowel bijsterrenkundigen als het algemene publiek veel belangstelling.

De komeet Halley is een van de bekendste periodieke kometen. De oudstewaarnemingen gebeurden Chinese en Babylonische astronomen, 466 vooronze tijdrekening. In 1456 bestempelde de paus komeet Halley als 'werktuigvan de duivel'. Bij de laatste passage van de komeet, in 1986, was hijnauwelijks met het blote oog te zien. Een volgende gelegenheid is er in 2061.

In 2007 was komeet C/2006 P1McNaught zichtbaar van op aarde.Het was de helderste komeet inveertig jaar. Rond diezelfde tijd gingruimtesonde Ulysses door deplasmastaart van McNaught.De kern was toen al 257 miljoenkilometer ver van de sonde, goedvoor de langste plasmastaart ooitontdekt. McNaught is geenterugkerende komeet en was dusslechts eenmaal te zien vanaf deaarde.

Eind oktober 2007 was er nog de vreemde komeet Holmes, eenperiodieke komeet ontdekt in 1892. In enkele uren tijdveranderde de helderheid van de komeet van magnitude 17 naarmagnitude 2,8. De komeet werd zo met het blote oog zichtbaarals een wazige 'ster'. Een plotse uitbarsting van gassen, onderinvloed van de zon, zou het nieuwe lichtpuntje in hetsterrenbeeld Perseus kunnen verklaren, maar ook een botsingmet een asteroïde is niet uitgesloten. Holmes was op datmoment op weg naar de buitenste delen van het zonnestelsel enbevond zich tussen de banen van Mars en Jupiter. De 'staart' vande komeet was voor waarnemers op aarde nauwelijks zichtbaaromdat deze zich precies achter de komeet bevond.

In maart 2013 kregen we al een ‘opwarmertje’ met dekomeet Panstarrs. Vanaf ongeveer 10 maart was deheldere komeet C/2011 L4 (PANSTARRS) zichtbaar bovende noordwestelijke horizon. Op 12 maart stond de komeetvlakbij de dunne maansikkel en naarmate de maandvorderde, kwam ze steeds hoger te staan en bleef met eenverrekijker zichtbaar. Begin april was er nog een'ontmoeting' met het Andromedastelsel. Voor het ‘echtekomeetvuurwerk’ dit jaar ligt onze hoop bij komeet ISON…De Plejaden op 8 januari 2005: ‘in de

staart’ van komeet Machholz C2004 Q2.

Wat ruist er door de ruimte?2013 - komeet ISON: tijd voor ‘de komeet van de eeuw’!?

Veel sterrenkundigen kijken met hoge verwachtingen uit naar het najaar van 2013, wanneer de komeet C/2012 ISONvoor een erg indrukwekkende verschijning kan zorgen. Aanvankelijk beweerden sommige bronnen dat ISONhelderder zou worden dan de volle maan, maar het ziet er naar uit dat de komeet heel wat minder spectaculair voorde dag zal komen. Nu de komeet terug zichtbaar geworden is aan de vroege ochtendhemel, zijn de voorspellingenminder gunstig, aangezien de komeet veel minder gas en stof produceert dan eerst gedacht. Maar de dichte passagerond de zon belooft toch nog veel goeds. De kans is groot dat we eind 2013 een mooie, met het blote oog zichtbarekomeet zullen kunnen bewonderen.

Op 24 september 2012 ontdekten Artyom Novichonok (Rus)en Vitali Nevski (Wit-Rus) met een 40 cm telescoop eenuiterst zwak vlekje van magnitude +18,8. Al snel werdduidelijk dat dit een nieuwe komeet was. Het object kreegde naam ISON (International Scientific Optical Network) ende officiële aanduiding C/2012 S1. Het is uitzonderlijk datdeze komeet al van op een miljard kilometer zichtbaar was.De eerste baanberekeningen wijzen erop dat ISON op28 november 2013 zeer dicht bij de zon zal passeren, opeen afstand van 1,2 miljoen kilometer.

Na de periheliumpassage zou de komeet op zo’n 60 miljoenkilometer van de aarde voorbijrazen en mogelijk eenopmerkelijke verschijning zijn tijdens de laatste weken van2013.

Schattingen van de helderheid van de komeet lopen sterkuiteen, van net zichtbaar met het blote oog tot magnitude‒12! Dit laatste betekent dat de komeet dan zelfs overdagzichtbaar zou zijn, net naast de zon. Maar er kan nog veelgebeuren met ISON. Dicht bij de zon kan de komeetbijvoorbeeld in stukken breken en zo heel wat van zijnhelderheid verliezen.

Wie de hemel wenst af te speuren, kan de zoekkaartjeshiernaast al even bekijken. Voor de passage langs de zon is dekomeet vanaf september te vinden met een degelijketelescoop op een donkere locatie. In oktober schuift ISONdoorheen het sterrenbeeld Leo, met passages langs Regulusen de planeet Mars. Deze objecten kunnen dan helpen om dekomeet voor het eerst met een verrekijker te vinden.In november zet ISON snel koers naar de zon, met passageslangs Spica en Saturnus. Op 28 november passeert de komeet4° ten noorden van de zon. Als hij die broeierig hete tochtoverleeft, zal de staartster schitteren boven de zon enmisschien overdag zichtbaar zijn.

De eerst ontdekte komeet van het jaar, C/2013 A1, was meteen een geval apart.Berekeningen lieten uitschijnen dat de ijsklomp op ramkoers lag met de planeet Mars en mogelijkzou inslaan op 19 oktober 2014 met een kans van 1 op 8000. De laatste berekeningen laten dekomeet het dichtst naderen tot een afstand van 100 000 km boven het Marsoppervlak.De ruimtesondes op en rond Mars hoeven dus voorlopig niet te vrezen en zullen getuige zijn van eenprachtig schouwspel.

De Hubble-ruimtetelescoop maaktedeze opname op 10 april 2013

Positie van ISON 2 dagen voor deperiheliumpassage.

Positie van ISON aan de ochtendhemelop 20 november 2013.

Zoekkaartje voor de maand december, ‘smorgens 30 minuten voor zonsopkomst.

December wordt wellicht de beste maand om ISON waar tenemen aan zowel de ochtend- als avondhemel (zie zoekkaartjeuiterst rechts). Op 26 december volgt de dichtste passagelangs de aarde. Tegen Nieuwjaar is de komeet het best te zienvanaf het noordelijk halfrond en op 8 januari staat hij vlak bijde Poolster. De helderheid zal dan waarschijnlijk al sterkafgenomen zijn.

Positie van komeet ISON tussen de sterrenvan oktober 2013 tot januari 2014.

De ontdekkers van komeet ISON, bij hun400mm reflector in Rusland

Wat er werkelijk te zien zal zijn, hoe helder en welke staart, blijft in spanning afwachten…Kometen zijn immers onvoorspelbaar.