Quelltext der Seite 2002 AA29

{{SEITENTITEL:2002 AA<sub>29</sub>}}
{{Infobox Asteroid
| Name=2002 AA<sub>29</sub>
| Bild=
| Orbittyp=ATEN
| SSD_ID=2002AA29
| Große_Halbachse=0,993
| Perihel=0,988
| Aphel=1,012
| Exzentrizität=0,012
| Bahnneigung=10,739
| Umlaufdauer=1 [[Jahr|a]] 0 [[Tag|d]]
| Umlaufgeschwindigkeit=29,784
| Durchmesser=50–110 m
| Masse=
| Dichte=
| Rotationsperiode= < 33 [[Minute|min]]
| Albedo=0,04–0,20
| Absolute_Helligkeit=24,08–25,23
| Spektralklasse=C- bis S-Typ
| Entdecker=[[Lincoln Near Earth Asteroid Research|LINEAR]]
| Entdeckungsdatum=9. Januar 2002
| anderer_Name=
}}

'''2002 AA<sub>29</sub>''' ist ein sehr kleiner [[Erdbahnkreuzer|erdnaher Asteroid]], der am 9. Januar 2002 durch die automatische Himmelsüberwachung [[Lincoln Near Earth Asteroid Research|LINEAR]] ''(Lincoln Near Earth Asteroid Research)'' entdeckt wurde. Der Durchmesser des [[Asteroid]]en beträgt nur zirka 50 bis 110 Meter. Er umkreist die [[Sonne]] auf einer der [[Erdbahn]] sehr ähnlichen, fast kreisförmigen Umlaufbahn. Sie verläuft zum größten Teil innerhalb der Erdumlaufbahn und kreuzt diese im sonnenfernsten Punkt des Asteroiden, dem [[Aphel]]. Er wird wegen dieser Umlaufbahn nach dem namensgebenden Asteroiden [[(2062) Aten|Aten]] als [[Aten-Typ]] klassifiziert. Eine weitere Besonderheit ist, dass seine mittlere Umlaufdauer um die Sonne exakt einem [[Siderisches Jahr|siderischen Jahr]] entspricht. Das bedeutet, dass er in Wechselwirkung mit der [[Erde]] steht, da eine solche Umlaufbahn nur unter bestimmten Voraussetzungen stabil ist. Bislang sind erst wenige derartige, in 1:1-[[Bahnresonanz]] mit der Erde wechselwirkende Asteroiden bekannt. Der erste war der 1986 entdeckte [[(3753) Cruithne]]. Asteroiden, die in 1:1-Resonanz mit einem [[Planet]]en stehen, werden auch ''[[Koorbitales Objekt|koorbitale Objekte]]'' genannt, da sie der Bahn des Planeten folgen. Die bekanntesten koorbitalen Asteroiden sind die sogenannten [[Trojaner (Astronomie)|Trojaner]], welche sich in den [[Lagrangepunkt]]en L<sub>4</sub> und L<sub>5</sub> des jeweiligen Planeten aufhalten. 2002 AA<sub>29</sub> gehört jedoch nicht zu ihnen. Er befindet sich vielmehr auf einer sogenannten [[Hufeisenumlaufbahn]] entlang der Erdbahn.

== Umlaufbahn ==
=== Bahndaten ===
Wissenschaftler des [[Jet Propulsion Laboratory]] (JPL), der [[Athabasca University]] ([[Kanada]]), der [[Queen’s University (Kingston)|Queen’s University]] in [[Kingston (Ontario)|Kingston (Ontario, Kanada)]], der [[York University]] in [[Toronto]] und des [[Tuorla Observatory|Tuorlaobservatoriums]] der Universität von [[Turku]] in [[Finnland]] stellten schon kurz nach der Entdeckung durch LINEAR den ungewöhnlichen Orbit von 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> fest, der durch Nachuntersuchungen am [[Canada-France-Hawaii Telescope]] auf [[Hawaii]] bestätigt wurde:
[[Datei:2002aa29-orbit-3.png|miniatur|300px|Umlaufbahnen von 2002 AA<sub>29</sub> und der Erde um die Sonne in der senkrechten Sicht auf die Ekliptik; Bild: [[Jet Propulsion Laboratory|JPL]]]]
* Seine Umlaufbahn befindet sich größtenteils innerhalb der [[Erdbahn]]. Die Bahnen der meisten Asteroiden befinden sich im sogenannten [[Asteroidengürtel]] zwischen [[Mars (Planet)|Mars]] und [[Jupiter (Planet)|Jupiter]] oder noch weiter draußen außerhalb der [[Neptun (Planet)|Neptunbahn]] im sogenannten [[Kuipergürtel]]. Durch Bahnstörungen der großen [[Gasplanet]]en, hauptsächlich durch Jupiter, und durch den [[Jarkowski-Effekt]] (Bahnänderung durch asymmetrische Ein- und Abstrahlung von [[Infrarotstrahlung]]) werden Asteroiden ins innere [[Sonnensystem]] abgelenkt, wo ihre Bahnen dann durch weitere nahe Vorbeiflüge an den inneren Planeten weiter beeinflusst werden. 2002 AA<sub>29</sub> ist wahrscheinlich ebenfalls aus dem äußeren Sonnensystem in den Einflussbereich der [[Erde]] gelangt. Es wird jedoch auch spekuliert, dass sich der Asteroid schon immer auf einer erdnahen Bahn befunden hat und er oder ein Vorläuferkörper somit in der Nähe der Erdbahn entstanden ist. Eine Möglichkeit wäre in diesem Fall, dass er ein abgesprengtes Bruchstück des Zusammenstoßes eines mittleren Asteroiden mit der Erde oder dem [[Mond]] sein könnte.<ref name="lpsc2004">M. Connors, C. Veillet, R. Brasser, P. Wiegert, P. W. Chodas, S. Mikkola, K. Innanen: ''[http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2004/pdf/1565.pdf Horseshoe Asteroids and Quasi-satellites in Earth-like Orbits.]'' in: ''35th Lunar and Planetary Science Conference, 15.–19. März 2004.'' League City Texas 2004, 3., Abstract Nr. 1565 (Englisch, PDF; 933&nbsp;kB).</ref>
* Seine mittlere Umlaufdauer beträgt ein [[siderisches Jahr]]. Nachdem er ins innere Sonnensystem abgelenkt wurde – oder auf einer Bahn in der Nähe der Erdbahn entstand –, muss der Asteroid auf eine mit der Erde korrespondierende Bahn geraten sein. Auf dieser Bahn wurde er immer wieder von der Erde derart abgelenkt, dass seine eigene Umlaufdauer sich der Umlaufdauer der Erde um die Sonne anglich. Auf seiner aktuellen Umlaufbahn wird er von der Erde also stets synchron zu ihrem eigenen Umlauf gehalten.

[[Datei:2002aa29-orbit-2.png|mini|300px|Umlaufbahnen von 2002 AA<sub>29</sub> und der Erde um die Sonne seitlich betrachtet; Bild: JPL]]

* Die Umlaufbahn des Asteroiden ist nahezu kreisförmig und hat mit 0,012 eine noch geringere [[Exzentrizität (Mathematik)|Exzentrizität]] als die Erdbahn mit 0,0167. Die übrigen erdnahen Asteroiden haben im Durchschnitt eine wesentlich höhere Exzentrizität von 0,29. Auch alle übrigen vor 2002 bekannten Asteroiden in 1:1-Resonanz mit der Erde haben sehr stark elliptische Bahnen – die Exzentrizität von [[(3753) Cruithne]] beträgt beispielsweise 0,515. Die Bahn von 2002 AA<sub>29</sub> war zum Zeitpunkt der Entdeckung einzigartig, weswegen man den Asteroiden oft auch als ersten echten [[Koorbitales Objekt|koorbitalen Begleiter]] der Erde bezeichnet, da die Bahnen der übrigen davor entdeckten Asteroiden der Erdbahn nicht sehr ähnlich sind. Die sehr geringe Bahnexzentrizität von 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> ist auch ein Indiz dafür, dass er sich schon immer auf einer erdnahen Umlaufbahn befunden haben muss, oder der [[Jarkowski-Effekt]] ihn vergleichsweise stark über Jahrmilliarden ins innere Sonnensystem spiralieren ließ, da durch Planeten abgelenkte Asteroiden in der Regel Bahnen mit großer Exzentrizität haben.
* Die Bahnneigung gegen die [[Ekliptik]] (Bahnebene der Erde) von 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> ist mit 10,7[[Winkel|°]] moderat. Somit ist seine Bahn leicht gegen die der Erde verkippt, ansonsten würden beide Bahnen direkt aufeinander liegen.

=== Bahnform ===
[[Datei:2002aa29-orbit.png|mini|400px|Hufeisenumlaufbahn von 2002 AA<sub>29</sub> entlang der Erdbahn im Verlauf von 95 Jahren vom mit der Bahnbewegung der Erde mitbewegten Bezugssystem betrachtet; Bild: JPL]]

Betrachtet man den mit der Erdbahn nahezu deckungsgleichen Orbit von 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> vom mit der Erdbewegung um die Sonne mitbewegten [[Bezugssystem]] aus, beschreibt er im Lauf von 95 Jahren entlang des Erdorbits einen Bogen von fast 360°, den er in weiteren 95 Jahren wieder zurück schwingt. Die Form des Bogens erinnert an ein [[Hufeisen]], daher der Name [[Hufeisenumlaufbahn|Hufeisenorbit]] für seine Umlaufbahn vom mit der Erde mitbewegten Bezugssystem aus gesehen. Bei der Bewegung entlang des Erdorbits windet er sich spiralförmig um diesen, wobei er für eine Spiraldrehung ein Jahr braucht. Diese Spiralbewegung im mit der Erde mitbewegten Bezugssystem kommt durch seine leicht von der Erdbahn abweichende Exzentrizität und Bahnneigung zustande, wobei der Unterschied in der Bahnneigung für den vertikalen und derjenige der Exzentrizität für den horizontalen Anteil der projizierten Spiralbewegung verantwortlich ist. Kommt er der Erde von vorn, also in Umlaufrichtung der Erde, nahe, so wird er durch deren Anziehungskraft in einen geringfügig schnelleren, etwas näher an der Sonne liegenden Orbit befördert. Er eilt der Erde auf ihrer Bahn nun voraus, bis er sie nach 95 Jahren einmal fast überrundet hat und sich ihr nun von hinten nähert. Jetzt gerät er erneut unter ihren Gravitationseinfluss und wird so auf eine langsamere Umlaufbahn etwas weiter weg von der Sonne gehoben. Dadurch kann er nun nicht mehr mit der Geschwindigkeit der Erde mithalten, bis diese ihn nach 95 Jahren wieder von vorn erreicht. Die Erde und 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> verfolgen sich also immer abwechselnd, kommen sich jedoch nie zu nahe. Am 8. Januar 2003 näherte sich der Asteroid der Erde von vorn bis auf 5,9 Millionen Kilometer, was seine größte Annäherung für fast ein Jahrhundert sein wird. Seit diesem Zeitpunkt eilt er ihr nun voraus, bis er sie von hinten eingeholt haben wird. Aufgrund der subtilen Wechselwirkung mit der Erde muss man jedoch nicht befürchten, dass dieser Asteroid wie andere [[Erdbahnkreuzer]] mit der Erde zusammenstoßen könnte. Berechnungen zeigen, dass er in den nächsten Jahrtausenden der Erde niemals näher als 4,5 Millionen Kilometer nahekommen wird, was etwa dem Zwölffachen des Erde-Mond-Abstands entspricht.

Im Vergleich dazu nähert sich der größere koorbitale Begleiter [[(419624) 2010 SO16|(419624) 2010 SO<sub>16</sub>]] nur auf den 50-fachen Mond-Abstand. Für die Distanz zwischen den Hufeisenpunkten benötigt er 175 Jahre<ref>{{cite web |url=http://earthsky.org/space/asteroid-2010-so16-is-following-earth-in-its-orbit-around-sun |publisher=earthsky.org |title=Asteroid 2010 SO16 is following Earth in its orbit around sun |date=2011-04-06 |accessdate=2011-04-10 }}</ref>.

[[Datei:2002aa29-orbit-4.png|mini|400px|Quasisatellitenumlaufbahn von 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> im Jahr 2589 aus der Sicht senkrecht auf die Ekliptik. Die linke Seite zeigt die Bahnen von 2002 AA<sub>29</sub> und der Erde aus dem ruhenden Bezugssystem, die rechte Seite ausschnittsvergrößert dieselbe Bahn von 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> aus dem mit der Bahnbewegung der Erde mitbewegten Bezugssystem betrachtet; Bild: JPL]]

Aufgrund seiner Bahnneigung von 10,7° gegen die Ekliptik wird 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> jedoch nicht immer von der Erde auf seine Hufeisenumlaufbahn gezwungen, sondern kann manchmal quasi durchschlüpfen. Er ist dann für eine Weile in der Nähe der Erde gefangen, was das nächste Mal in ungefähr 600 Jahren, also um das Jahr 2600 passieren wird. Er wird sich dann innerhalb der kleinen Lücke der Erdbahn aufhalten, die er in seinem vorherigen Hufeisenorbit nicht erreichte, und sich nicht weiter als 0,2 [[Astronomische Einheit]]en (30 Millionen Kilometer) von der Erde entfernen. Dabei wird er – fast wie ein [[zweiter Mond]] – langsam um die Erde kreisen; für einen Umlauf braucht er allerdings ein Jahr. Nach 45 Jahren wechselt er schließlich wieder zurück in den Hufeisenorbit, um sich dann um das Jahr 3750 und noch einmal um 6400 wieder für 45 Jahre in der Nähe der Erde aufzuhalten. In diesen Phasen, in denen er sich außerhalb seines Hufeisenorbits aufhält, schwingt er in dem schmalen Bereich entlang der Erdbahn, in dem er gefangen ist, innerhalb von 15 Jahren einmal vor und zurück. Da er nicht wie der Mond fest an die Erde gebunden ist, sondern hauptsächlich unter dem [[Gravitation]]seinfluss der Sonne steht, nennt man diese Körper [[Quasisatellit]]en. Dies ist in etwa analog zu zwei [[Automobil|Autos]], die nebeneinander mit gleicher Geschwindigkeit fahren und sich wechselseitig überholen, jedoch nicht fest aneinander gebunden sind. Bahnberechnungen zeigen, dass 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> bereits ab etwa 520 n. Chr. für 45 Jahre in diesem Quasisatellitenorbit war, jedoch aufgrund seiner winzigen Größe zu lichtschwach und somit nicht sichtbar. Er wechselt somit annähernd zyklisch zwischen den beiden Orbitformen, hält sich aber immer für 45 Jahre im Quasisatellitenorbit auf. Außerhalb einer Zeitspanne von ca. 520 bis 6500 n. Chr. werden die berechneten Bahnen [[Chaostheorie|chaotisch]], also nicht berechenbar, weswegen man über Zeiträume, die darüber hinausgehen, keine exakten Angaben machen kann.<ref name="Icarus1">R. Brasser, K. A. Innanen, M. Connors, C. Veillet, P. Wiegert, Seppo Mikkola, P. W. Chodas: ''Transient co-orbital asteroids.'' in: ''[[Icarus (Journal)|Icarus]].'' Elsevier, San Diego 171.2004, 9, p102–109. {{ISSN|0019-1035}} (Englisch, online auf dem Icarus-Server: {{DOI|10.1016/j.icarus.2004.04.019}})</ref> 2002 AA<sub>29</sub> war der erste bekannte [[Himmelskörper]], der zwischen Hufeisen- und Quasisatellitenorbit wechselt.

== Beschaffenheit ==
=== Helligkeit und Größe ===
Über 2002 AA<sub>29</sub> selbst ist relativ wenig bekannt. Er ist mit einer Größe von ungefähr 50 bis 110 Metern sehr klein, weswegen er von der Erde selbst mit großen Teleskopen nur als kleiner Punkt erscheint und nur mit hochempfindlichen [[CCD-Sensor|CCD]]-Kameras beobachtet werden kann. Um den Zeitpunkt der größten Annäherung am 8. Januar 2003 hatte er im visuellen Bereich nur eine [[scheinbare Helligkeit]] von etwa 20,4 Größenordnungen. Über die Zusammensetzung von 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> ist bislang nichts Konkretes bekannt. Aufgrund der Sonnennähe kann er aber nicht aus leichtflüchtigen Substanzen wie beispielsweise [[Eis|Wassereis]] bestehen, da diese [[schmelzen]], [[Verdunstung|verdunsten]] oder [[Sublimierung (Physik)|sublimieren]] würden, was man etwa bei [[Komet]]en an ihrem Schweif deutlich sichtbar beobachten kann. Vermutlich wird er wie die meisten Asteroiden eine dunkle [[kohlenstoff]]haltige oder etwas hellere [[silikat]]reiche Oberfläche haben; im ersteren Fall läge die [[Albedo]] bei etwa 0,05, im letzteren etwas höher bei 0,15 bis 0,25. Aufgrund dieser Unsicherheit haben die Angaben für seinen Durchmesser eine relativ große Spanne. Eine zusätzliche Unsicherheit kommt dadurch zustande, dass bei [[Radar]]-Echomessungen mit dem [[Arecibo-Observatorium|Arecibo-Radioteleskop]] nur ein unerwartet schwaches Radarecho aufgefangen werden konnte, 2002 AA<sub>29</sub> also entweder noch kleiner ist als vermutet oder Radiowellen nur schwach reflektiert. Im ersteren Fall muss er eine ungewöhnlich hohe Albedo haben.<ref name="Icarus2">Steven J. Ostro, Jon D. Giorgini, Lance A. M. Benner, Alice A. Hine, Michael C. Nolan, Jean-Luc Margot, Paul W. Chodas, Christian Veillet: ''Radar detection of Asteroid 2002 AA29.'' in: ''[[Icarus (Journal)|Icarus]].'' Elsevier, San Diego 166.2003, 12, p271–275. {{ISSN|0019-1035}} (Englisch, online auf dem Icarus-Server: {{DOI|10.1016/j.icarus.2003.09.001}})</ref> Dies wäre ein weiteres Indiz für die Spekulation, dass er oder zumindest das Material, aus dem er besteht, anders als die meisten Asteroiden bereits auf einer erdnahen Umlaufbahn entstanden ist oder gar ein Bruchstück darstellt, das durch den Zusammenprall eines mittleren Asteroiden mit der Erde oder dem Mond abgesprengt wurde.<ref name="lpsc2004" />

=== Rotationsdauer ===
Mithilfe der Radar-Echomessungen am [[Arecibo]]-Radioteleskop konnte man die Rotationsperiode von 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> bestimmen. Bei diesem Verfahren der [[Radarastronomie]] werden [[Radiowelle]]n mit fester [[Wellenlänge]] von einem [[Radioteleskop]] gezielt zu einem Asteroiden ausgesandt. An diesem werden sie reflektiert, wobei aufgrund des [[Dopplereffekt]]s der Teil der Oberfläche, der sich wegen der Rotation auf den Beobachter zubewegt, die Wellenlänge der reflektierten Radiowellen verkürzt, während der andere Teil, der sich von dem Beobachter wegdreht, die Wellenlänge verlängert. Im Ergebnis wird die Wellenlänge der reflektierten Radiowellen „verschmiert“. Aus der Breite dieser Wellenlängenverschmierung und dem Durchmesser des Asteroiden kann man auf die Rotationsdauer schließen. Für 2002&nbsp;AA<sub>29</sub> erhielt man damit 33 Minuten als Obergrenze seiner Rotationsdauer, wahrscheinlich rotiert der Asteroid also noch schneller. Diese rasche Rotation lässt zusammen mit dem geringen Durchmesser und der somit geringen Masse einige interessante Schlüsse zu:
* Der Asteroid rotiert so schnell, dass die [[Fliehkraft]] an seiner Oberfläche größer ist als seine Gravitationskraft. Er steht somit unter [[Spannung (Mechanik)|Zugspannung]] und kann deshalb nicht aus einem [[Rubble Pile|Haufen lose zusammenhängenden Schutts]] oder aus mehreren sich umkreisenden Bruchstücken bestehen – was man von einigen anderen Asteroiden vermutet beziehungsweise zum Beispiel beim Asteroiden [[(69230) Hermes]] auch nachgewiesen hat. Stattdessen muss der Körper aus einem einzelnen relativ festen Felsblock oder leicht zusammengebackenen Teilen bestehen. Allerdings ist seine [[Zugfestigkeit]] wahrscheinlich weitaus kleiner als die irdischen [[Gestein]]s und der Asteroid wohl auch recht porös.<ref name="Icarus2" />
* 2002 AA<sub>29</sub> kann sich niemals aus einzelnen kleineren Stücken zusammengelagert haben, da diese aufgrund der raschen Rotation vorher auseinandergetrieben wären. Er muss also ein abgesprengtes Bruchstück sein, das beim Zusammenstoß zweier Himmelskörper entstand.

== Ausblick ==
Aufgrund seiner sehr erdähnlichen Bahn ist der Asteroid für [[Raumsonde]]n relativ leicht erreichbar. 2002 AA<sub>29</sub> wäre also ein geeignetes Studienobjekt zur genaueren Untersuchung des Aufbaus und der Zusammensetzung von Asteroiden und der zeitlichen Entwicklung ihrer Bahnen um die Sonne. Weitere derartige auf Hufeisenbahnen oder auf einer Umlaufbahn als Quasisatellit befindliche koorbitale Begleiter der Erde wurden in der Zwischenzeit bereits gefunden, wie zum Beispiel der Quasisatellit [[2003 YN107|2003&nbsp;YN<sub>107</sub>]]. Des Weiteren vermutet man um die Lagrangepunkte L<sub>4</sub> und L<sub>5</sub> des Systems Erde-Sonne kleine trojanische Begleiter der Erde in der Größenordnung von 100 Metern Durchmesser. Der Erdtrojaner [[2010 TK7|2010 TK<sub>7</sub>]] wurde 2010/2011 entdeckt und bestätigt, er ist gegenwärtig an L<sub>4</sub> gebunden; sein Durchmesser liegt mit circa 300 Metern aber deutlich über der vermuteten Größe für einen Erdtrojaner.

== Siehe auch ==
* [[2010 TK7]]
* [[Kordylewskische Wolken]]
* [[Liste der Asteroiden]]
* [[Benennung von Asteroiden und Kometen]]

== Literatur ==
* M. Connors, P. Chodas, S. Mikkola, P. Wiegert, C. Veillet, K. Innanen: ''Discovery of an asteroid and quasi-satellite in an Earth-like horseshoe orbit.'' in: ''[[Meteoritics & Planetary Science]].'' Allen Press, Lawrence Kan 37.2002, 10, 1435–1441. {{bibcode|2002M&PS...37.1435C}} (englisch)
* Tilmann Althaus: ''Ein zweiter Begleiter des Blauen Planeten.'' in: ''[[Sterne und Weltraum]].'' Spektrum der Wiss., Heidelberg 42.2003, 2, S. 22–24. {{ISSN|0039-1263}}

== Weblinks ==
{{Commons}}

=== Artikel ===
* [http://www.astro.uwo.ca/~wiegert/AA29/AA29.html Detaillierter Artikel des Entdeckerteams über den Asteroiden] (englisch)

=== Datenbanken ===
* [http://cfa-www.harvard.edu/mpec/K03/K03A17.html Bahndaten von 2002 AA<sub>29</sub> aus der MPEC-Datenbank] (englisch)
* [http://earn.dlr.de/nea/K02A29A.htm Physikalische Daten von 2002 AA<sub>29</sub> aus der EARN-Datenbank] (englisch)
* [ftp://ftp.lowell.edu/pub/elgb/astorb.html Asteroid Orbital Elements Database] des [[Lowell-Observatorium]]s (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Exzellent|10. November 2004|3256755}}

{{SORTIERUNG:2002 AA29}}
[[Kategorie:Asteroid vom Aten-Typ|2002 AA29]]