29075 (1950 DA)

Observationshistoria

Asteroiden (29075) 1950 DA upptäcktes den 23 februari 1950. Den observerades i 17 dagar och försvann sedan ur sikte under ett halvt sekel. Sedan erkändes ett objekt som upptäcktes den 31 december 2000 som den sedan länge försvunna 1950 DA (observera att detta var på nyårsafton och exakt 200 år på natten efter upptäckten av den första asteroiden, Ceres).

Radarobservationer gjordes vid Goldstone och Arecibo den 3-7 mars 2001, under asteroidens närmande till jorden på 7,8 miljoner km (ett avstånd som är 21 gånger större än det som skiljer jorden och månen åt). Radarekona avslöjade en lätt asymmetrisk sfäroid med en genomsnittlig diameter på 1,1 km. Optiska observationer visade att asteroiden roterade en gång var 2,1 timme, vilket är den näst snabbaste rotationshastigheten som någonsin observerats för en asteroid av denna storlek.

Detektering av en potentiell fara

När högprecisionsradarmätningar inkluderades i en ny bana-lösning upptäckte man att det fanns en potentiellt mycket nära närmande till jorden den 16 mars 2880. En analys utförd av Giorgini et al. och rapporterad i den 5 april 2002 i tidskriften Science (”Asteroid 1950 DA’s Encounter With Earth in 2880: Physical Limits of Collision Probability Prediction”) fastställdes att sannolikheten för en kollision är högst 1 på 300 och förmodligen ännu mer avlägsen, baserat på vad man hittills vet om asteroiden. När den är som störst skulle detta kunna innebära en risk som är 50 % större än den genomsnittliga bakgrundsrisken för alla andra asteroider från den nuvarande eran fram till 2880, enligt definitionen i Palermos tekniska skala (PTS-värde = +0,17). 1950 DA är den enda kända asteroiden vars risk skulle kunna ligga över bakgrundsnivån.

Förståelse av risken

Det rör sig dock om maximivärden. Studien visar att kollisionssannolikheten för 1950 DA bäst kan beskrivas som att den ligger i intervallet 0 till 0,33 %. Den övre gränsen kan öka eller minska allteftersom vi lär oss mer om asteroiden under de kommande åren.

Att uttrycka risken som ett intervall är nödvändigt eftersom man inte vet tillräckligt mycket om asteroidens fysiska egenskaper. Radardata tyder till exempel på två möjliga riktningar för asteroidens spinnpol. Om den ena polen är korrekt skulle solstrålningsaccelerationen avsevärt kunna upphäva accelerationen av termisk emission. Kollisionssannolikheten skulle då ligga nära det maximala värdet 0,33 %. Om spinnpolen i stället ligger nära den andra möjliga lösningen skulle kollisionssannolikheten vara liten. Det finns andra faktorer också.

Situationen kan liknas vid att veta att man har ett mynt som är snedvridet så att den ena sidan kommer att landa 80 procent av gångerna – men man vet inte vilken sida. Du kan bara säga att när du kastar myntet är chansen för krona 80 % eller 20 %.

Resultat av studien

Oavsett om 1950 DA:s kollisionsrisk utesluts eller inte vid ett senare tillfälle har resultaten av fallet betydelse bortom kollisionsfrågan:

• Fysikalisk kunskap om asteroider krävs för långsiktiga förutsägelser, särskilt för objekt som gravitationellt möter planeter. Oavsett hur noggranna positions- och hastighetsmätningar av en asteroid är, påverkar dess egenskaper och miljö banan.

• Asteroidavböjning kan göras enkelt och lågteknologiskt genom att ändra asteroidernas ytegenskaper, om man får tillräckligt med förvarningstid. Den varningstid som krävs för metoden kan variera från år till århundraden, beroende på gravitationsmötena längs vägen, som kan förstärka effekten.

• Repetitiva mönster av gravitationsinteraktioner (så kallade ”resonanser”) kan bidra till att bevara vår förmåga att förutsäga banor in i framtiden genom att begränsa tillväxten av de statistiska osäkerheterna för banor.

• Radarmätningar gör det möjligt för oss att förutsäga banor 5-10 gånger längre in i framtiden än med enbart optiska teleskop,

I uppsatsen undersöktes de fysikaliska faktorer som begränsar sådana långsiktiga förutsägelser.Det visade sig att den viktigaste faktorn som påverkade dess framtida långsiktiga rörelse var det sätt på vilket värmen strålar från asteroiden ut i rymden. Andra faktorer som diskuteras i artikeln är: strålningstryck från solen, osäkerheter i planeternas massa, gravitationella drag från tusentals andra asteroider, solens form, galaktiska tidvatten på grund av andra stjärnor, solens partikelvind och datorutrustningens oprecision.

Fallet 1950 DA skiljer sig från tidigare riskprognoser. I tidigare fall upptäcktes en risk utifrån några dagars eller veckors data för ett nyupptäckt objekt.

Den osäkerhetsregion som omger ett objekt är då stor och sträcker sig ibland över en betydande del av det inre solsystemet. Ytterligare mätningar som görs några dagar eller veckor senare krymper regionen så att jorden faller ut ur den och risken går till noll.

Och även om andra för närvarande okända asteroider kan utgöra en risk före 2880 är situationen med 1950 DA unik. Den är baserad på observationer som sträcker sig över51 år, har radardata med hög precision och har en gynnsam bangeometri. Alla dessa faktorer tillsammans gör det möjligt för oss att förutsäga långt in i framtiden och utforska de fysiska gränserna för sådana kollisionssannolikhetsförutsägelser.

Förutsägelser så långt in i framtiden kräver kunskap om asteroidens fysiska natur. Hur den snurrar i rymden, vad den är gjord av, dess massa och variationerna i hur den reflekterar ljuset påverkar hur den rör sig i rymden över tiden. Sådana detaljerade kunskaper om 1950 DA finns inte för närvarande och kanske inte heller på flera år, decennier eller längre.

Med tanke på den långa tidsperioden (878 år – 35 generationer!) finns det gott om tid att förbättra våra kunskaper. Om man så småningom bestämmer sig för att1950 DA måste omdirigeras, kan hundratals år av förvarning göra det möjligt att använda en så enkel metod som att damma av asteroidens yta med krita eller kol, eller kanske vita glaspärlor, eller att sända en rymdfarkost med solglas segel som slutar med att kollapsa sitt reflekterande segel runt asteroiden. Dessa saker skulle ändra asteroidens reflektionsförmåga och låta solljuset göra arbetet med att skjuta asteroiden ur vägen.

Det finns ingen anledning till oro över 1950 års DA. Det mest sannolika resultatet kommer att bli att paraderna på St Patrick’s Day år 2880 kommer att bli lite mer festliga än vanligt när 1950 DA drar sig tillbaka i fjärran efter att ha passerat jorden.

Forskarlaget

Det team som rapporterar om 1950 DA i Science leddes av Jon Giorgini och består av Dr. Steven Ostro, Dr. Lance Benner, Dr. Paul Chodas, Dr. Steven Chesley, Dr. Myles Standish, Dr. Ray Jurgens, Randy Rose, Dr Alan Chamberlin, alla från JPL, Dr Scott Hudson från Washington State University, Pullman, Dr Michael Nolan från Arecibo-observatoriet, Dr Arnold Klemola från Lick-observatoriet och Dr Jean-Luc Margot från California Institute of Technology, Pasadena.

Arecibo-observatoriet drivs av National Astronomy and Ionosphere Center vid Cornell University, Ithaca, New York, enligt ett avtal med National Science Foundation. Radarobservationerna stöddes av NASA:s Office of Space Science, Washington, D.C. JPL förvaltas för NASAs räkning av California Institute of Technology.

Uppdateringsanteckningar

2007-dec-03 En utökad analys av Apophis har accepterats för publicering i Icarus. Den ger mer detaljer än vad som var möjligt i DA Science-artikeln från 1950. Dynamiska frågor för Apophis är nästan identiska med dem i 1950 DA, men komprimerade över en kortare tidsskala (30 år i stället för 878 år). Det potentiellt farliga mötet med 1950 DA inträffar dock nära mitten av den dynamiska standardmodellens sannolikhetsfördelning, medan Apophis inträffar nära kanten av SDM. 2007-Jul-20 Resultaten av en ny studie(Busch et al.)som kombinerar 2001 års Goldstone- och Arecibo-radardata med optiska ljuskurvor presenteras i tidskriften Icarus. Form, spinntillstånd och ytstruktur för 1950 DA uppskattas. Nya observationer som var avsedda att lösa frågan om progradation/retrogradation av spinnet var inte entydiga, och därför presenteras två olika formmodeller. Den ena roterar i prograd riktning och är ungefär sfärisk med en medeldiameter på 1,16 +/- 0,12 km. Den andra roterar i retrograd riktning, är avlate och ca 30 % större. Båda modellerna tyder på en nickel-järn- eller enstatitkondritisk sammansättning. 2005-apr-22 På den kulturella gränsen har ett skotskt heavy metal-band antagit asteroidens beteckning, ”1950 DA”, som sitt namn. ”Stampande, groove-laddad metal” är deras valda väg. En mer mainstreamgrupp, ”Monster Movie”, släppte 2004 en CD (”To The Moon”) med en poplåt om asteroidnedslag med titeln ”1950 DA”. 2005-Mar-02 Den relativa effekten av felkällan och viss känd och okänd dynamik på den nominella positionen längs banan som skär jorden visas nedan, normaliserad i enheter av numeriskt integrationsbrus. Detta är en utvidgning av tabell 3 i den publicerade artikeln.

 Parameter Relative Along-track Effect ----------------------------------------------- ----------------------------------- Solar particle wind 0.001 Galilean satellites -0.333 Galactic tide -0.833 Numerical integration error (128-bit vs. 64-bit) -1.000 (9900 km, 12 min) Solar mass loss +1.333 Poynting-Robertson drag -2.333 Solar oblateness Sun-barycenter relativistic shift +81.0 (inc. in nominal) 61 most perturbing "other" asteroids -144 Planetary mass uncertainty Solar radiation pressure -1092 Yarkovsky effect 

Numren inom parentes anger ett intervall av möjliga värden på grund av dåligt kända fysikaliska parametrar. Dessa faktorer tillsammans minskar förutsägelsefönstrets omfattning från 2880 till 2860 (-20 år, eller -2,3 %)

2003-maj-16 Resultaten av en studie som simulerar nedslaget av ett DA-liknande objekt från 1950 i norra Atlanten har publicerats (Ward & Asphaug, UCSD, juniutgåvan av Geophysical Journal International). Samma nedslagshastighet och allmänna nedslagsområde användes, men man antog ett mindre massivt (alltså rigid) objekt med mindre energidissipation. 1950 DA:s faktiska massa är okänd. Det konstaterades att vågorna spred sig över hela Atlanten och Karibien. Två timmar efter nedslaget nådde 400 fot höga vågor stränderna från Cape Cod till Cape Hatteras. Fyra timmar efter nedslaget upplever hela östkusten vågor som är minst 200 fot höga. Det tar åtta timmar för vågorna att nå Europa, där de kommer i land med en höjd på mellan 30 och 50 fot.

• Tsunami-simuleringsfilm
• Bild
• Ladda ner PDF-dokument
• Pressmeddelande

2003-Jan-04 I sitt rymdtoppmötestal vid den 90:e indiska vetenskapskongressen talade dr A.P.J. Abdul Kalam, Indiens president, uppmanade till insatser för att avleda eller förstöra 1950 DA.Ladda ner PDF av presentationen 2003-Jan-04 Nya positionsmätningar rapporterades av Desert Moon Observatory (448) i Las Cruces, New Mexico (MPEC 2003-A22). Detta var de första nya mätningarna av 29075 (1950 DA) som rapporterats sedan 2001-okt-17. Ingen statistiskt signifikant avvikelse från den förutspådda banan observerades. 2002-Apr-14 Några ofta ställda frågor om fallet 1950 DA diskuteras i denna artikel. 2002-Apr-05 Formell artikel publicerad i tidskriften Science: ”Asteroid 1950 DA’s Encounter With Earth in 2880: Physical Limits of Collision Probability Prediction” 2001-jun-11 De första resultaten från 1950 DA rapporterades först vid konferensen ”Asteroids 2001: from Piazzi to the 3rd Millennium” i Palermo, Sicilien den 11-16 juni: J.D. Giorgini et al., ”Asteroid 1950 DA: Long Term Prediction of its Earth Close Approaches” Asteroids 2001, Palermo, Italien, juni 2001 (ändring av asteroidens ytegenskaper för att utnyttja Yarkovsky-effekten för asteroidavböjning beskrivs i en informalnews-artikel som sammanfattar presentationen av 1950 års DA vid konferensen).