Quasimaantje van de aarde is mogelijk een verloren stuk van de maan
Een asteroïde die een verre baan rond de aarde beschrijft en samen met de aarde rond de zon draait, is mogelijk een stukje van onze maan. Dat zegt een nieuwe studie. Het quasimaantje heeft een spectrum dat het best te verklaren valt als het een stukje van de maan is en ook zijn baan wijst daarop.
De asteroïde (469219) Kamoʻoalewa of (469219) 2016 HO3 is een quasimaan, een subcategorie van de aardscheerders die een baan beschrijven rond de zon maar tegelijk ook dicht bij de aarde blijven en er een 'dansje' rond doen.
Kamoʻoalewa werd in 2016 ontdekt met de Pan-STARRS-telescoop op Hawaï en zijn naam is afkomstig uit een Hawaïaans creatielied en verwijst naar een kind dat alleen reist. De asteroïde is tussen 46 en 58 meter groot en komt nooit dichter bij de aarde dan zo'n 14 miljoen kilometer.
Over dergelijke objecten is maar weinig geweten omdat ze erg lichtzwak zijn en moeilijk te observeren. Kamoʻoalewa kan vanaf de aarde slechts een paar weken in april geobserveerd worden en zijn relatief kleine omvang maakt dat de planetoïde enkel gezien kan worden met de grootste telescopen op aarde.
Spectrum zoals de maanrotsen van de Apollo-rotsen
Daarom gebruikte een Amerikaans team onder leiding van de University of Arizona dan ook de Large Binocular Telescope op Mount Graham in Arizona om Kamoʻoalewa te observeren.
Het team stelde vast dat het lichtpatroon dat Kamoʻoalewa weerkaatste, het spectrum, overeen kwam met dat van maanrotsen die de Apollo-missies van de NASA meegebracht hebben. Dat suggereert dat het quasimaantje van de maan afkomstig is.
"Ik heb elke spectrum bekeken van aardscheerders waar we toegang toe hebben, en niets kwam er mee overeen", zei Ben Sharkey, een afgestudeerd student planetaire wetenschappen aan de University of Arizona en de hoofdauteur van de studie.
Niet iedereen was echter meteen overtuigd en het debat over de oorsprong van Kamoʻoalewa tussen Sharkey en zijn adviseur, professor Vishnu Reddy, leidde tot nog eens drie jaar van zoeken naar een plausibele verklaring. "We observeerden ons dood", zei Reddy, een mede-auteur van de studie die in 2016 met het project gestart was.
In april 2020 kon het team Kamoʻoalewa niet observeren omdat de telescoop door covid gesloten was, maar in 2021 vond het team het laatste stuk van de puzzel.
"Deze lente kregen we de zeer nodige follow-up waarnemingen en we zeiden: 'Wow, dit is echt'", zei Sharkey. "Het is gemakkelijker om het te verklaren met de maan dan met andere ideeën."
Ook de baan is een aanwijzing
De omloopbaan van Kamoʻoalewa is een andere aanwijzing voor zijn lunaire oorsprong. Zijn baan lijkt op die van de aarde, maar met een kleine overhelling. Die baan is niet karakteristiek voor aardscheerders, volgens Renu Malhotra, professor planetaire wetenschappen aan de University of Arizona en mede-auteur van de studie. Malhotra leidde de analyse van de baan in de studie.
"Het is erg onwaarschijnlijk dat een doorsnee aardscheerder spontaan in een quasimaan-baan zoals die van Kamoʻoalewa zou overgaan", zei ze. "Kamoʻoalewa zal niet erg lang in deze specifieke baan blijven, nog maar zo'n 300 jaar, en we schatten dat hij in deze baan beland is zo'n 500 jaar geleden."
Het laboratorium van Malhotra werkt aan een studie waarin de oorsprong van de asteroïde verder onderzocht wordt.
Het team weet niet zeker hoe de quasimaan losgebroken kan zijn van de grote maan. De reden daarvan is ten dele dat we geen andere asteroïden kennen met een lunaire oorsprong.
Kamoʻoalewa is zo'n 4 miljoen keer lichtzwakker dan de zwakste ster die mensen met het blote oog kunnen zien in een donkere hemel. "Deze uitdagende waarnemingen werden mogelijk gemaakt door het immense vermogen om licht op te vangen van de twee 8,4 meter-telescopen van de Large Binocular Telescope", zei mede-auteur Al Conrad, een stafwetenschapper bij de telescoop.
De studie van het team is gepubliceerd in Communications Earth and Environment van Nature.
Een dansje met de aarde
Kamoʻoalewa is een aardscheerder, een planetoïde of asteroïde die in een zodanige baan om de zon zit, dat die baan de baan van de aarde kruist of minstens zeer dicht bij de aarde kan komen.
Maar het is wel een bijzondere aardscheerder want zijn baan maakt dat hij een constante metgezel van de aarde is. Terwijl hij een baan rond de zon beschrijft, lijkt hij ook rond de aarde te cirkelen. Kamoʻoalewa staat te ver van de aarde om als een echte maan beschouwd te worden, maar is het beste en meest stabiele voorbeeld dat we tot nu toe kennen van wat een 'near Earth compagnion' of quasimaan genoemd wordt.
"Aangezien Kamoʻoalewa lussen maakt rond onze planeet, maar nooit echt ver weg gaat terwijl we beiden rond de zon draaien, noemen we het een quasimaan van de aarde", zei Paul Chodas, de manager van het Center for Near-Earth Object Studies van de NASA. "Een andere asteroïde - 2003 YN107 - volgde meer dan 10 jaar geleden een tijdje een gelijkaardige baan, maar die heeft ons intussen verlaten."
In zijn jaarlijkse tocht rond de zon, zit Kamoʻoalewa zowat de helft van de tijd dichter bij de zon dan de aarde en dan loopt hij uit op de aarde, en zowat de helft van de tijd zit hij verder weg, waardoor hij achterloopt op de aarde.
"De lussen van de asteroïde rond de aarde gaan van jaar tot jaar een beetje naar voren of naar achteren, maar als ze te ver naar voren of naar achteren afdrijven, is de zwaartekracht van de aarde net sterk genoeg om dat om te keren en de asteroïde vast te houden, zodat ze nooit verder weg gaat dan zo'n 100 keer de afstand tot de maan", zei Chodas. "Hetzelfde effect belet de asteroïde ook van veel dichter te komen dan 38 keer de afstand tot de maan. Eigenlijk zit deze kleine asteroïde gevangen in een dansje met de aarde."
Bronnen: een perstekst van de University of Arizona en een perstekst van JPL-Caltech van de NASA.