Radarobservasjoner av asteroider

Av Erik Tronstad

Radar har i mange år vært brukt til observasjoner av Månen, Mars, Venus og asteroider som passerer nær Jorden. Nå har Stephen Ostro, Donald Campbell og Irwin Shapiro også brukt radar til å observere asteroider i hovedbeltet mellom Mars og Jupiter.

Radarobservasjoner gir informasjon om asteroidenes overflateegenskaper over en skala på fra noen få centimeter til noen få kilometer. Dessuten kan de gi visse informasjoner om overflatematerialets densitet og metallinnhold. Observasjoner med radar kompletterer optiske målinger fordi radarbølgene trenger litt ned i overflaten før de reflekteres tilbake til Jorden, mens synlig lys jo reflekteres fra det øverste laget.

Ostro og kollegene hans benyttet det 300 m store Arecibo-teleskopet på Puerto Rico til å studere 20 hovedbelteasteroider. I størrelse varierte de fra 1 Ceres (diameter cirka 1000 km) ned til 80 Sappho (diameter vel 80 km).

Ved å sende sirkulært polarisert stråling med en frekvens på 2380 MHz mot en asteroide, fikk astronomene informasjon om hvor ujevn overflaten er. Overflater som virker glatte og jevne ved frekvensen det observeres på, sender vanligvis signalene tilbake med motsatt polarisasjon, mens ujevne overflater returnerer signalet med samme polarisasjon. Forholdet mellom signaler med lik og motsatt polarisasjon gir et visst inntrykk av hvor ujevn asteroideoverflatene er på de bølgelengdene det observeres på.

Resultatene viste seg å være noe overraskende. Det synes som om 2 Pallas, en av de største asteroidene, har en meget jevn overflate. Planetforskere antar at store asteroider er dekket av et løst lag (regolitt) av store og små steiner som er malt i stykker av meteoroidekollisjoner. Siden Pallas har et gravitasjonsfelt som er sterkt nok til å holde igjen det meste løsmaterialet fra en kollisjon, burde den ha en betydelig regolitt, og følgelig en nokså ujevn overflate. Dette ser altså ikke ut til å være tilfelle.

En mulig forklaring er at asteroider av C-typen (C for karbonrike), som Pallas, er sammensatt av mer lettsmuldrende materialer enn steinasteroidene og de metallrike asteroidene. Dette kan være årsaken til at deres overflater kan males (slipes) jevnere enn andre asteroider.

Målingene gir også informasjon om asteroideoverflatenes struktur sett i mye større skala. Siden det kreves visse kunnskaper om en asteroides form og rotasjonsmønster for å kunne tolke disse resultatene, er det her vanskeligere å trekke konklusjoner. Ostro og medarbeiderne hans antyder at på en skala på mer enn noen få meter, er asteroidene betydelig mer ujevne enn Månen. Dette betyr at mens asteroidene er nokså jevne i en liten skala, har de nokså store topografiske ujevnheter.

Fra asteroidenes refleksjonsevne overfor radarbølger kunne man gjøre visse anslag for metallmengden i overflaten. Ifølge observasjonene Ostro og kollegene hans gjorde, ser det ut til at asteroiden 16 Psyche inneholder mye metall, men de understreker at slike anslag er beheftet med store usikkerheter. Psyche ser imidlertid ut til å inneholde så mye metall at den en gang kan ha vært metallkjernen i en tidligere større asteroide som gjennomgikk kjemisk differensiering før den ble brutt i stykker i en kollisjon. Merkelig nok ser det ut til at 97 Klotho, som har vært regnet som en metallrik asteroide à la Psyche, ikke inneholder særlig mye metall.