Een dip in het licht; Onduidelijkheid over satellieten die rond planetoïden draaien

Er komen steeds meer bewijzen dat planetoïden vergezeld kunnen gaan van satellieten. Astronomen vragen zich af hoe de een de ander in zijn greep krijgt.

TWEE ASTRONOMEN VAN de Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlijn hebben een satelliet ontdekt bij Dionysus, een planetoïde die periodiek in de buurt van de aarde komt. De astronomen, Stefano Mottola en Gerhard Hahn, werkzaam op het Instituut voor Planeetonderzoek van het DLR, deden hun ontdekking in het kader van een programma voor het meten van helderheidsvariaties van planetoïden. Uit deze variaties kunnen bijvoorbeeld de vorm, rotatietijd en richting van de rotatie-as worden afgeleid.

Niet bekend

Dionysus passeerde de aarde op 6 juli op een afstand van 17 miljoen kilometer. Eind mei hadden de twee Duitse astronomen al een periodieke helderheidsvariatie ontdekt, die er op wees dat de planetoïde in 2,7 uur om zijn as draait. Maar enkele malen werd ook een forse, extra 'dip' in de helderheid gemeten die hiermee niet kon worden verklaard. De astronomen suggereerden dat er een satelliet om Dionysius draait en voorspelden wanneer de volgende 'eclipsen' zouden plaatshebben. Toen die begin juni werden waargenomen, leek hun hypothese bevestigd. De satelliet zou in 28 uur om Dionysus draaien.

Twee jaar geleden hadden dezelfde astronomen bij een andere planetoïde, 1994 AW, ook een afwijkende lichtvariatie gevonden. Die werd onlangs door Gerard Hahn en zijn Tsjechische collega Petr Pravec ook verklaard via een stelsel van twee dicht om elkaar draaiende planetoïden. In hun artikel in het juninummer van Icarus wijzen zij er op dat ook de planetoïde die afgelopen februari langs de aarde scheerde, 1991 VH, zo'n eclips-achtige helderheidsvariatie vertoonde. Bij Dionysus konden de eclipsen echter vooruit worden berekend en op de voorspelde tijdstippen worden waargenomen.

Al twintig jaar wordt gespeculeerd dat niet alleen planeten maar ook planetoïden satellieten zouden kunnen hebben. Indirecte aanwijzingen daarvoor zijn bijvoorbeeld de dubbele inslagkraters die op planeten worden gevonden. Ongeveer tien procent van de kraters op de aarde en Venus lijken (vrijwel) gelijktijdig te zijn ontstaan, wat suggereert dat steeds twee objecten tegelijk uit de ruimte kwamen aangestormd. Russische en Canadese geologen hebben onlangs laten zien dat ook de inslag die - 35,5 miljoen jaar geleden - in Amerika de Chesapeake Bay-krater deed ontstaan, een tijdgenoot lijkt te hebben: de Popigai-krater in Siberië (Nature, 24 juli).

Verder heeft men in enkele gevallen waargenomen dat tijdens de beweging van een planetoïde vóór een ster langs het sterlicht meer dan één keer werd verzwakt. Het is echter nooit gelukt om uit zulke eenmalige waarnemingen ondubbelzinnig het bestaan van een begeleider af te leiden. Pas in augustus 1993 werd voor het eerst een satelliet bij een planetoïde gezien. De Amerikaanse ruimtesonde Galileo (nu in een baan om Jupiter) fotografeerde toen een 1.500 meter grote satelliet bij Ida, een vuistbijlvormig rotsblok van 55 km lang. Deze satelliet, Dactyl, zou in ongeveer 27 uur op een afstand van 90 km rond Ida draaien.

WARMTESTRALING

Door deze fotografische ontdekking staat nu vast dat ook planetoïden een satelliet kunnen hebben, maar daarmee worden ook weer nieuwe vragen opgeworpen. Dionysus is inmiddels ook waargenomen met de Britse infraroodtelescoop op Hawaii en met de Europese infraroodsatelliet ISO. De hiermee gemeten warmtestraling wijst erop dat Dionysus een diameter heeft van slechts één kilometer en dat impliceert dat zijn aantrekkingskracht heel gering is. Ook de twee andere planetoïden met een (mogelijke) begeleider zijn zo klein. Hoe hebben zij die begeleider ooit in hun greep kunnen krijgen?

Volgens de Amerikaanse astronoom Clark Chapman kan zo'n satelliet onmogelijk in het verleden tijdens een toevallige ontmoeting zijn 'ingevangen'. Dit vereist zo'n subtiele nadering, dat zelfs een ruimteschip er moeite mee zou hebben. Ook kan worden uitgesloten dat het paar gelijktijdig in de beginperiode van het zonnestelsel is ontstaan. Botsingen met andere planetoïden en de aantrekkingskracht van andere hemellichamen zouden de fragiele binding dan al lang hebben verbroken. Het meest waarschijnlijke is dat beide objecten in een vrij recente periode gelijktijdig zijn ontstaan uit een (veel) grotere planetoïde die op een bepaald moment uiteen is gevallen.

Dit uiteenvallen zou het gevolg kunnen zijn geweest van een 'rustige' botsing tegen een ander object, maar men kan ook aan een ander soort geboorte denken. Van sommige planetoïden wordt vermoed dat ze een vrij losse en broze structuur hebben, ongeveer zoals die van komeetkernen. De Amerikaanse astronomen William Bottke en Jay Melosh hebben onlangs gesuggereerd dat de nauwe passage langs een planeet al voldoende zou kunnen zijn om zo'n planetoïde door middel van getijdenwerking uiteen te doen vallen.

In het geval van de dicht langs de aarde scherende planetoïden zou onze planeet dus de boosdoener kunnen zijn geweest, maar men kan ook aan Jupiter denken. Van de 'aardscheerders' is immers bekend dat zij in een niet te ver verleden door de aantrekkingskracht van Jupiter in hun huidige elliptische baan zijn gedirigeerd. Het proces van uiteenvallen zou dan vergelijkbaar zijn met wat in april 1992 bij komeet Shoemaker-Levy gebeurde: die werd door Jupiter uiteen getrokken in meer dan twintig stukken.

De hypothetische satelliet van Dionysus heeft nu de voorlopige aanduiding S/1997 (3671) 1 gekregen: de eerste satelliet die in 1997 is ontdekt bij de planetoïde die het nummer 3671 draagt. Pas als de baan van de satelliet kan worden berekend, kan hij een definitieve aanduiding krijgen. De twee astronomen hebben daarom aan de astronomische gemeenschap gevraagd dit intrigerende object zo goed mogelijk in de gaten te houden. Dionysus zal in ieder geval tot oktober nog goed waarneembaar zijn.