Was ist die dynamische Methode?

Die dynamische Methode ist ein Ansatz, der in der Astrophysik verwendet wird, um zu versuchen, die Masse eines Asteroiden zu bestimmen, indem seine Bewegung durch den Weltraum durch die Anziehungskraft eines anderen Asteroiden beeinflusst wird, der an ihm vorbeizieht. Der Prozess wird auch als Störungstheorie bezeichnet und hat zu Schätzungen der Massen von 24 prominenten Asteroiden geführt. Die Verwendung der dynamischen Methode zur Bestimmung der Asteroidenmasse war die erfolgreichste verfügbare Methode, mit Ausnahme von direkten Vorbeiflügen von Raumfahrzeugen ab 2011, aber sie ist aufgrund zweier wesentlicher Einschränkungen anfällig für Probleme. Da es sich bei Asteroiden meist um extrem kleine Körper handelt, sind die Gravitationseffekte, die sie aus der Ferne aufeinander ausüben, oft so gering, dass sie mit heutiger Technik nicht messbar sind. Zweitens funktioniert die dynamische Methode nur mit zwei isolierten Raumkörpern, die sich in unmittelbarer Nähe befinden, da das n-Körper-Problem bei komplexen himmelsmechanischen Effekten auftritt, wenn andere Asteroiden oder Planeten in Reichweite gleichzeitig die Bewegung der beiden direkt untersuchten Körper beeinflussen.

Um Asteroidenmassen mit der dynamischen Methode zu bestimmen, muss eine enge Gruppe von Bedingungen in der Astronomie vorliegen, wobei die Fehlertoleranz nicht mehr als 10% der wahren Masse des Objekts beträgt. Zu diesen Bedingungen gehören Faktoren wie die wiederholte Einzelbegegnung des zu messenden Asteroiden mit einem anderen Asteroiden, so dass mehrere Messungen vorgenommen werden können, und ein Vergleich mit früheren Bewegungen des Asteroiden über viele Jahre. Die Bestimmung der Masse der ersten 19 Asteroiden mit der dynamischen Methode ab 2003 stützte sich auf historische Aufzeichnungen der Umlaufbahnen der Objekte aus den Jahren 1900 bis 2002, um die bestmögliche Genauigkeit der Berechnungen zu gewährleisten.

Ab 2011 hat die Himmelsmechanik in der Astronomie 200 Jahre gebraucht, um die Masse von 24 Asteroiden im Sonnensystem zu bestimmen. Die meisten dieser Objekte sind für Asteroidenstandards ziemlich groß, wie der Asteroid Ceres, der allein 30 bis 40 % der gesamten Masse des Asteroidengürtels selbst ausmacht. Ceres macht jedoch nur 1% der Masse des Erdmondes aus, was es schwierig machte, selbst seine Masse zu bestimmen. Einige Asteroiden haben ihre eigenen natürlichen Satelliten, wie 1998 WW31 und 2001 QT297, was häufigere Berechnungen von Gravitationsstörungen ermöglicht. Asteroiden wurden auch von Raumfahrzeugen wie 433 Eros und 253 Mathilde besucht, die im Jahr 2000 von der Sonde Near Earth Asteroid Rendezvous-Shoemaker (NEAR Shoemaker) besucht wurden, und ihre Gravitationswirkung auf das Raumfahrzeug wurde verwendet, um ihre Masse zu bestimmen.

Andere große Asteroiden, deren Massen mit der dynamischen Methode bestimmt wurden, sind 2 Pallas und 4 Vesta, die auch Störungen enthielten, die vom Planeten Mars verursacht wurden, als sie 2001 in Reichweite seines Gravitationsfeldes passierten. Vesta hatte auch eine Raumsondenbeobachtung im Rahmen von seine Massenberechnungen. Bei Asteroiden wie 45 Eugenia, 87 Sylvia und 90 Antiope wurden dynamische Methodenberechnungen ihrer Masse durchgeführt, die ausschließlich auf ihren eigenen umlaufenden Satelliten basieren.