(99942) Apophis

Asteroid (99942) Apophis
Eigenschaften des Orbits (Animation)
Orbittyp	Aten-Typ
Große Halbachse	0,922 AE
Exzentrizität	0,191
Perihel – Aphel	0,746 AE – 1,098 AE
Neigung der Bahnebene	3,331°
Siderische Umlaufzeit	323d 12 h
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit	31,019 km/s
Physikalische Eigenschaften
Mittlerer Durchmesser	0,27 km
Masse	2,7×1010 kg
Albedo	0,33
Rotationsperiode	30 h 37 m
Absolute Helligkeit	19,7 mag
Spektralklasse (nach Tholen)	Q-Typ
Geschichte
Entdecker	R. Tucker, D. J. Tholen, F. Bernardi
Datum der Entdeckung	19. Juni 2004
Andere Bezeichnung	2004 MN4
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(99942) Apophis, vorläufige Bezeichnung 2004 MN₄, ist ein erdnaher Asteroid des Aten-Typs von 270 m Durchmesser. In den Monaten nach seiner Entdeckung wurde klar, dass er der Erde im April 2029 sehr nahe kommen wird. Kurzzeitig betrug die Kollisionswahrscheinlichkeit bis zu 2,7 %. Er wird im Bereich der geostationären Bahnen passieren, erreicht eine scheinbare Helligkeit von 3,3 mag, bleibt im Feldstecher aber punktförmig.

Entdeckung

Der Asteroid wurde am 19. Juni 2004 von Roy Tucker, David J. Tholen und Fabrizio Bernardi im Rahmen des durch die NASA-finanzierten University of Hawaii Asteroid Survey durch das Kitt-Peak-Nationalobservatorium (Arizona) entdeckt. Seinen Namen verdankt der Planetoid Apophis dem Widersacher des Sonnengottes Ra aus der ägyptischen Mythologie.

Apophis bewegt sich in einem Abstand von 0,746 (Perihel) bis 1,098 (Aphel) Astronomischen Einheiten in 323 Tagen und 12 Stunden um die Sonne. Die Bahnexzentrizität beträgt somit 0,191. Seine Bahn ist mit 3,331 Grad nur gering gegen die Ekliptik geneigt. Er rotiert einmal in 30 Stunden und 37 Minuten um seine Achse.

Erdbegegnung

Apophis wird die Erde am Freitag, dem 13. April 2029, in knapp 30.000 Kilometer Entfernung passieren.^[1] Dies wird seine Bahn erheblich verändern: Er wird vom Aten-Typ zu einem Asteroiden vom Apollo-Typ werden, das heißt, der größte Teil seiner Umlaufbahn befindet sich dann außerhalb der Erdbahn. Ebenfalls könnte sich seine Eigenrotation verändern.^[2]

Fragmentierung bei Erdbegegnung

Die Fragmentierung eines Kometen in mehrere Bruchstücke bei der Annäherung an einen Planeten ist bei D/1993 F2 (Shoemaker-Levy) in den Jahren 1993/1994 beobachtet worden. Eine Fragmentierung von Apophis bei der Erdbegegnung 2029 würde bedeuten, dass jedes Fragment auf eine eigene, elliptische Umlaufbahn um die Sonne einschwenken würde. Diese Bahnen kreuzten die der Erde, wobei die Erde jeweils etwa um den 13. April herum diesen Kreuzungspunkt erreichen würde. Ob das zu befürchten war, hing vom Abstand des Vorbeifluges ab und von der Festigkeit und Dichte des Asteroiden (ein Rubble Pile würde nur durch sehr geringe innere Gravitationskräfte zusammengehalten). Für plausible Dichten liegt aber die Roche-Grenze der Erde deutlich innerhalb der zuletzt prognostizierten Annäherung.

Mögliche Folgen eines Einschlags

Nach Schätzungen der NASA würde Apophis im Falle eines Einschlags eine Energie von 510 Megatonnen TNT freisetzen.^[3] Zum Vergleich: Die größte von Menschen verursachte Nuklearexplosion (durch die Zar-Bombe) entsprach 50 Megatonnen TNT. Die über Hiroshima abgeworfene Atombombe Little Boy hatte eine Sprengkraft von etwa 0,015 Megatonnen. Beim Tunguska-Ereignis 1908 wurde nach Schätzungen eine Energie von 10 bis 20 Megatonnen TNT freigesetzt. Die Energiefreisetzung eines Erdbebens der Stärke 8,0 entspricht etwa 1000 Megatonnen TNT.

Mögliche Einschlagsgebiete nach NASA-Berechnungen

Die genauen Folgen eines Einschlags würden von der Zusammensetzung des Asteroiden sowie dem Ort und Winkel des Einschlags abhängen. Bei einem Einschlag auf dem Festland würden zwar regional massive Schäden entstehen; jedoch könnte bereits eine Entfernung von etwa 250 Kilometer vom Einschlagpunkt ausreichend sein, um mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit zu überleben. Bei einem Einschlag auf Wasser bestünde eine großräumige Gefahr massiver Tsunamis, die beim Einschlagort eine Höhe von mehr als 100 Metern erreichen dürften. Diese würden sich zwar im weiteren Verlauf verringern, dennoch an weit entfernten Küsten noch eine Höhe von bis zu 30 Metern erreichen.

Langfristige globale Auswirkungen sind im Falle eines Einschlags von Apophis ausgeschlossen, da der Durchmesser des Asteroiden mit 270 Metern zu klein ist. Für derartige Auswirkungen müsste er mindestens 1500 Meter betragen.

Abwehrprojekt „Don Quijote“

Während der deutsche Sender ZDF im Jahr 2006 in einer Sendung über mögliche Einschlagfolgen spekulierte, die Einschlagsgebiete würden nicht wie von der NASA berechnet im Nordpazifik liegen, sondern auf einer Linie von Mitteleuropa bis Indien, startete die ESA im selben Jahr ein Pilotprojekt für eine mögliche Abwehr. Das unter dem Namen „Don Quijote“ laufende Projekt^[4] umfasst zwei Raumsonden, den Orbiter „Sancho“ sowie den Impaktor „Hidalgo“. Beide Sonden sollen auf verschiedenen Routen in vier Jahren zum Asteroiden fliegen. Der Impaktor „Hidalgo“ soll den Asteroiden mit seiner Masse von vier Tonnen rammen und dadurch seine Bahn ändern. Der Orbiter „Sancho" erfasst während und nach dem Einschlag von „Hidalgo“ genauere Daten über die Zusammensetzung des Asteroiden.

Obwohl dieses Geschoss keinen nuklearen Sprengkopf besitzt, sondern das Objekt allein mit Hilfe seiner kinetischen Energie rammt, kann diese Methode bei Objekten bis zu einem Kilometer Durchmesser Erfolg haben.

Chronik der Prognosen und Beobachtungen

Der in den Medien verbreitete ursprüngliche NASA-Bericht vom 23. Dezember 2004 nannte eine Einschlagwahrscheinlichkeit von „etwa 1 zu 300“. Die tatsächliche Schätzung der NASA betrug zu diesem Zeitpunkt 1 zu 233 und führte zur Einstufung auf der Stufe 2 der Turiner Skala. Im weiteren Verlauf des Tages wurde die NASA-Schätzung (nach 64 Beobachtungen) auf 1 zu 62 (entsprechend 1,6 Prozent) erhöht. Damit wurde Stufe 4 der Turiner Skala erreicht. Apophis ist damit das erste Objekt, das überhaupt, wenn auch nur kurzzeitig, eine höhere Gefahreneinschätzung als Stufe 1 erreichte. Auf der Palermo-Skala erreichte die Risikobewertung des Einschlags den Wert 1,80.

Am 24. Dezember 2004 wurde die Wahrscheinlichkeit zunächst mit 1 zu 42 (2,4 Prozent) und später (nach 101 Beobachtungen) mit 1 zu 45 (2,2 Prozent) angegeben. Zugleich wurde der geschätzte Durchmesser von 440 Metern auf 390 Meter und die Masse von 1,2·10¹¹ Kilogramm auf 8,3·10¹⁰ Kilogramm reduziert.

Am 26. Dezember 2004 wurde die Einschlagwahrscheinlichkeit (nach 169 Beobachtungen) weiterhin mit 1 zu 45 angegeben, der Durchmesser mit 380 Meter und die Masse mit 7,5·10¹⁰ Kilogramm.

Am 27. Dezember 2004 wurde die Einschlagwahrscheinlichkeit (nach 176 Beobachtungen) auf 1 zu 37 (2,7 Prozent) und die Masse auf 7,9·10¹⁰ Kilogramm erhöht. Im Lauf dieses Tages wurde durch die zusätzliche Auswertung älterer Aufnahmen die Genauigkeit der Bahndaten erheblich verbessert. Damit konnte ein Zusammenstoß ausgeschlossen werden, eine Passage innerhalb der Roche-Grenze allerdings noch nicht.

Am 3. Februar 2005 gab die NASA die Ergebnisse einer mehrtägigen Vermessung durch das Arecibo-Observatorium bekannt. Demnach wird Apophis am 13. April 2029 die Erde in einer Entfernung von 30.000 Kilometern mit einer Winkelgeschwindigkeit von 42°/h im Sternbild Krebs passieren und dabei eine Helligkeit von 3,3 mag erreichen. Die Größe wurde auf 320 Meter nach unten korrigiert.

Die Einstufung auf der Turiner Skala wurde für 2029 auf 0 gesenkt, für 2036 auf 1 belassen. Das bedeutete, dass die Verteilung für die möglichen Positionen am 13. April 2036 noch so ausgedehnt war, dass sie die Erde einschloss. Die Bahnen, welche die Erde treffen würden, lagen für die Begegnung im Jahr 2029 nur um wenige 100 m auseinander. Ob dieses Gravitational keyhole getroffen würde, war 2006 noch unklar. Am 14. Dezember 2006 stiftete die Planetary Society einen Preis im Wert von 50.000 Dollar für ausgearbeitete Vorschläge, wie durch eine Mission zu Apophis innerhalb eines Jahrzehnts seine Bahn so genau zu bestimmen sei, dass vom Ergebnis eine Entscheidung über Abwehrmaßnahmen abhängig gemacht werden könnte.

Die Gewinner wurden am 26. Februar 2008 bekannt gegeben. Bei den Missionen handelte es sich sämtlich um Sonden, die den Asteroiden nur begleiten sollten^[5] – das Interesse galt schließlich dessen Schwerpunkt, nicht einer willkürlichen Impakt-Stelle.

Verwirklicht wurde keiner dieser Vorschläge, denn die erdgebundenen Beobachtungen reichten aus, ein Treffen des Keyholes sicher ausschließen zu können. Am 7. Oktober 2009 senkte die NASA die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision 2036 auf 0,0007 %. Dies bedeutet, dass die Einschlagwahrscheinlichkeit von Apophis geringer ist, als dass ein beliebiges anderes Objekt vergleichbarer Größe die Erde trifft. Der Durchmesser wurde auf 270 m korrigiert.

Literatur

Daniel D. Durda: Der Gefährlichste Asteroid im Sonnensystem. Astronomie heute, Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg 9/2007, ISSN 1610-8728.

Chronologie der NASA-Pressemitteilungen

• 23. Dezember 2004
• 27. Dezember 2004
• 3. Februar 2005
• 7. Oktober 2009

Von der NASA wird folgende Aussage verbreitet:

“Updated computational techniques and newly available data indicate the probability of an Earth encounter on April 13, 2036, for Apophis has dropped from one-in-45,000 to about four-in-a million.”

„Nach aktuellen Berechnungen und gemäß neuer Daten ist die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes mit der Erde für 2036 von 1 zu 45.000 auf 4 zu 1 Million (1:250.000) zurückgegangen.“

Neuere Berechnungen für 2029 gibt es bislang nicht.

Quellen

1. ↑ NASA Refines Asteroid APOPHIS' Path toward Earth, 7. Oktober 2009
2. ↑ Astronomy „Asteroid Apophis set for a makeover“ 18. August 2005
3. ↑ http://neo.jpl.nasa.gov/risk/a99942.html
4. ↑ Projektseite der ESA zu Don Quijote
5. ↑ Apophis Mission Design Competition

Weblinks

 Commons: Apophis (Asteroid) – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

• Aktuelle Risikoeinschätzung
• Simulation eines möglichen Einschlags (Quicktime-Format, englisch)
• NASA Daten zu Apophis (englisch)
• NASA Daten (englisch)
• Möglicher Treffer am 13. April 2029 – Artikel bei astronews.com, vom 27. Dezember 2004
• Thorsten Dambeck in Neue Zürcher Zeitung NZZ, 9. Januar 2008, S. B2: „Ein schwer berechenbarer Kleinplanet. Neue Erkenntnisse zu den Begegnungen von Apophis mit der Erde“
• Simulierte Detonationen - Wie Atombomben die Erde vor Asteroiden schützen, Spiegel Online vom 30. Juni 2010
• Asteroiden-Crash - Wenn Apophis der Erde gefährlich nahe kommt, Welt Online vom 8. Februar 2010

Siehe auch

• Liste der Asteroiden