Aarde loopt (iets) meer kans om door asteroïde Bennu geraakt te worden

Uit nieuwe, ultra-nauwkeurige metingen van de NASA blijkt dat de kans dat de aarde in de komende driehonderd jaar door de asteroïde Bennu zal worden getroffen, iets groter is dan werd gedacht.

Hoewel het risico extreem klein is, hebben NASA-wetenschappers ontdekt dat de kans dat de asteroïde Bennu (op de foto) in de komende driehonderd jaar op de aarde zal inslaan, iets groter is dan tot nu toe werd geschat.

Foto van Visualization by Kel Elkins, NASA Goddard Space Flight Center
Gepubliceerd 20 aug. 2021 13:24 CEST

Al honderden miljoenen jaren trekt de asteroïde Bennu, een berg ruimtepuin in de vorm van een tol, in betrekkelijke eenzaamheid zijn baantjes rond de zon. Het hemellichaam – dat rond zijn evenaar een diameter van een halve kilometer heeft – vormt in de nabije toekomst geen bedreiging voor onze planeet, maar over een paar honderd jaar bestaat er een kleine kans dat Bennu op de aarde zal botsen.

Voor hun studie, die in het wetenschappelijke tijdschrift Icarus is gepubliceerd, maakten wetenschappers gebruik van gegevens van de NASA-sonde OSIRIS-REx om een nieuwe en uiterst nauwkeurige berekening te maken van de baan van Bennu en van het risico dat hij tussen nu en het jaar 2300 op aarde zal inslaan. Uit het onderzoek blijkt dat de totale kans op een inslag in de komende driehonderd jaar één op 1750 is – iets groter dan eerder werd ingeschat.

De momenten dat Bennu de aarde gevaarlijk dicht zal naderen, zullen vrijwel allemaal aan het einde van de 22e of het begin van de 23e eeuw plaatsvinden. De grootste kans dat Bennu de aarde zal raken, doet zich voor in de middag van 24 september 2182. Op die dinsdag zal Bennu een kans van één op 2700 hebben om op aarde in te slaan.

Het team onder leiding van Davide Farnocchia, navigatiedeskundige van het Jet Propulsion Laboratory van de NASA, kon de afstand waarop Bennu tussen 2019 en 2020 langs de aarde vloog met een foutmarge van slechts twee meter berekenen. Met dat niveau van precisie zou de afstand tussen het Empire State Building in New York en de Eiffeltoren in Parijs met een foutmarge van een duizendste van een centimeter kunnen worden vastgesteld.

“Bennu is verreweg de zorgvuldigst bestudeerde asteroïde in het zonnestelsel,” zegt Dante Lauretta, planetoloog aan de University of Arizona, wetenschappelijk hoofd van de OSIRIS-REx-missie en hoofdauteur van de nieuwe studie. “Wij weten waar hij zich over honderd jaar zal bevinden, en dat met een nauwkeurigheid van een paar honderd meter. Van geen ander hemellichaam in het zonnestelsel is de omloopbaan met zó’n hoge precisie gemeten – met inbegrip van de aarde zelf!”

Lees ook: Oeroude asteroïde Bennu bevat ingrediënten voor leven

Amy Mainzer, planetologe aan de University of Arizona en expert op het gebied van ‘aardnabije’ asteroïden (near-earth asteroids), prijst het “absoluut voorbeeldige” rekenwerk van de onderzoekers. “Als je wilt voorspellen waar een asteroïde zich in de toekomst zal bevinden, wordt die voorspelling geheel en al bepaald door de mate van nauwkeurigheid waarmee je zijn huidige positie kunt meten,” zegt Mainzer, die niet bij het nieuwe onderzoek was betrokken. “Dit team heeft een extreem nauwkeurige berekening gemaakt.”

Ondanks de iets hogere kans op een inslag hoeven mensen voorlopig niet wakker te liggen van het gevaar dat Bennu vormt. De kans dat de asteroïde de aarde in de komende drie eeuwen niet zal raken, is groter dan 99,9 procent, en een inslag van Bennu zou niet tot een massa-extinctie leiden, zoals dat gebeurde na de inslag van de asteroïde die 66 miljoen jaar geleden de Chicxulub-krater vormde en verantwoordelijk is voor het uitsterven van de dinosauriërs. Die asteroïde had waarschijnlijk een doorsnede van een kleine tien kilometer, terwijl die van Bennu slechts een halve kilometer bedraagt.

Toch zou een botsing met Bennu verwoestend zijn voor de inslagregio op aarde. Bij de ramp zou het equivalent van ruim 1,1 miljard ton TNT aan energie vrijkomen, twee miljoen maal de hoeveelheid energie die vorig jaar vrijkwam bij de verwoestende explosie in de haven van Beiroet in Libanon.

Plaatsbepaling van een asteroïde

Sinds de ontdekking van Bennu, in september 1999, hebben astronomen de baan van de asteroïde met behulp van telescopen op aarde – waaronder het beroemde maar nu verwoeste Arecibo-observatorium op Puerto Rico – zo zorgvuldig mogelijk bepaald. Met die gegevens konden ze de toekomstige positie van Bennu tot ver in de volgende eeuw berekenen.

Bennu behoort tot de klasse van ‘potentieel gevaarlijke asteroïden’, oftewel objecten met een diameter van meer dan 140 meter en een omloopbaan rond de zon die ze theoretisch op een afstand van minder dan 7,48 miljoen kilometer van de aarde kan brengen. Uit een onderzoek dat in 2014 is verschenen, bleek de kans dat Bennu tussen 2175 en 2199 de aarde zou raken, ongeveer 0,037 procent te zijn.

Maar bij simulaties van Bennu’s omloopbaan die verder liepen dan september 2135 stuitten de onderzoekers op allerlei problemen. Uit eerdere voorspellingen was gebleken dat Bennu de aarde in 2135 op een afstand van 120.000 tot 530.000 kilometer zal passeren, waarbij de asteroïde onze planeet dus dichter kan naderen dan de maan. Tijdens die passage is de kans dat Bennu de aarde daadwerkelijk zal raken, vrijwel nihil. Maar afhankelijk van het precieze moment en het tijdstip waarop Bennu de aarde het dichtst nadert, zou de omloopbaan van de asteroïde door de zwaartekracht van de aarde een beetje kunnen verschuiven – net genoeg om de ruimterots bij volgende passages wél in botsing met de aarde te brengen.

Lees ook: Gewaagde missie: heeft NASA genoeg materiaal van asteroïde Bennu vergaard?

Uit computersimulaties is gebleken dat Bennu bepaalde regio’s in de ruimte zou moeten doorkruisen om een toekomstige botsing met de aarde theoretisch mogelijk te maken. Daarbij draait het om de vraag of Bennu’s huidige omloopbaan in 2135 door een van deze ‘sleutelgaten’ zal lopen, die in diameter variëren van zo’n honderd meter tot een paar kilometer. Om antwoord op die vraag te krijgen moesten de wetenschappers de huidige omloopbaan van Bennu – en alles wat die baan in de toekomst kan beïnvloeden – met ongekende precisie in kaart brengen.

De sonde OSIRIS-REx kwam eind 2018 bij Bennu aan, met de bedoeling om een bodemmonster van de asteroïde te nemen. Het was de derde keer dat zoiets werd geprobeerd – en de eerste keer voor de NASA. Het ruimtevaartuig slaagde er in oktober 2020 in om een kleine hoeveelheid gruis en steentjes van de asteroïde op te vangen en is momenteel op de weg terug naar de aarde om zijn kostbare bodemmonsters boven Utah af te werpen. Maar voordat OSIRIS-REx het bodemmonster nam, draaide de sonde bijna twee jaar lang in een omloopbaan rond Bennu om de met enorme keien bezaaide asteroïde goed te bestuderen.

Omdat het ruimtevaartuig de asteroïde zo lang heeft gevolgd, konden Farnocchia en zijn collega’s de gegevens van OSIRIS-REx gebruiken om de positie van de asteroïde zeer nauwkeurig te bepalen. Hun benadering deed een beetje denken aan een vraag uit een wiskundetest op de middelbare school: als je de afstand tussen OSIRIS-REx en Bennu kent, en ook de afstand tussen OSIRIS-REx en de aarde, kun je uitrekenen hoe groot de afstand tussen Bennu en de aarde is.

Het team richtte zijn aandacht op perioden waarin de onderzoekers de positie van het ruimtevaartuig ten opzichte van de asteroïde met een foutmarge van minder dan een meter konden berekenen, en wel op basis van de beelden die OSIRIS-REx van het oppervlak van Bennu had gemaakt. Vervolgens bepaalden ze met ongekende precisie de tijd die de radiosignalen van OSIRIS-REx nodig hadden om de aarde te bereiken – binnen een foutmarge van een vijftien miljardste van een seconde.

Door al deze data te gebruiken kon het team van Farnocchia de afstand tussen de aarde en Bennu met een foutmarge van minder dan één meter berekenen, en dat op een afstand die varieerde van 84 miljoen tot 324 miljoen kilometer.

Het team gebruikte de gegevens van OSIRIS-REx ook om de grenswaarden vast te stellen van een belangrijke (niet-gravitationele) kracht die op Bennu inwerkt, het zogenaamde Jarkovski-effect. Het oppervlak van Bennu wordt door zonlicht opgewarmd, en die energie wordt weer uitgestraald als de asteroïde afkoelt. Omdat Bennu om zijn as tolt, wordt daardoor uiteindelijk een heel kleine kracht op de asteroïde uitgeoefend.

Farnocchia’s team was in staat om een zeer nauwkeurige schatting te maken van de invloed die het Jarkovski-effect in de loop der tijd op de omloopbaan van Bennu zou uitoefenen. Op een persconferentie van de NASA op 11 augustus zei Farnocchia dat deze kracht is te vergelijken met het gewicht van drie druiven op aarde – genoeg om de omloopbaan van Bennu zo’n 285 meter te doen verschuiven.

Wervelend zonnestelsel

Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat Bennu in 2135 de aarde op een afstand van 198.000 kilometer zal naderen, met een foutmarge van plus of min 9700 kilometer – een veel exactere voorspelling dan eerdere schattingen. Hoewel met dit resultaat talloze eerder vastgestelde ‘sleutelgaten’ konden worden uitgesloten, vallen sommige sleutelgaten – en daarmee toekomstige potentiële botsingen met de aarde – nog altijd binnen die foutmarge. Op basis daarvan konden de onderzoekers hun schatting van het gevaar op een inslag van Bennu bijstellen.

Dat er nog altijd een marge van onzekerheid bestaat over de toekomstige baan van de asteroïde, ligt niet aan het object zelf of zelfs aan de gegevens van OSIRIS-REx, maar aan de invloed van de rest van het zonnestelsel.

Toen Farnocchia en zijn collega’s hun simulaties afspeelden, moesten ze rekening houden met talloze factoren, waaronder de opwarming van Bennu door invallend zonlicht en de zwaartekracht van honderden andere hemellichamen in het zonnestelsel, waarvan sommige zo ver van de zon verwijderd zijn als Pluto. Het probleem was dat ze daarbij een schatting moesten maken van de massa van het merendeel van een belangrijke groep objecten: de 343 grootste hemellichamen in de planetoïden- of asteroïdengordel.

“Ik vind het verbluffend dat andere asteroïden überhaupt zo’n invloed uitoefenen,” zegt Lauretta. Als andere invloeden eenmaal klein genoeg worden, “begin je de uitwerking van deze objecten te zien. Dan denk je bij jezelf: wow!”

Op toekomstige ruimtemissies kunnen deze schattingen nog verder worden verfijnd. De komende NASA-missie Near-Earth Object (NEO) Surveyor, waarvan de lancering in 2026 is gepland, omvat een ruimtetelescoop die in infrarood op zoek gaat naar de warmtesignalen van de asteroïden en op basis daarvan hun grootte kan berekenen. Verwacht wordt dat de telescoop honderdduizenden asteroïden zal ontdekken en betere gegevens zal vergaren over asteroïden die al zijn gespot.

“Je wilt zo veel mogelijk te weten komen over zoveel mogelijk objecten, zodat je een redelijk goed idee krijgt van wat er kan gebeuren,” zegt Mainzer, hoofdonderzoeker van de NEO Surveyor-missie.

Lees ook: Een interstellaire asteroïde rond Jupiter?

Volgens Mainzer en Lauretta zouden meer van dit soort bezoekjes aan asteroïden in de toekomst veel kunnen verhelderen. OSIRIS-REx zelf zal daaraan nog een bijdrage leveren. In september 2023 zal de sonde langs de aarde vliegen, boven de woestijn van Utah een capsule vol bodemmonsters van Bennu afwerpen en daarna haar reis door het zonnestelsel voortzetten. Tot dusver heeft het team van Lauretta slechts één haalbare vervolgmissie voor OSIRIS-REx kunnen vaststellen: een reis naar de aardnabije asteroïde Apophis, die in april 2029 dicht langs de aarde zal scheren.

De aarde zal op z’n minst gedurende de komende eeuw niet door Apophis worden geraakt. Maar afgezien van de gevaren die dit soort hemellichamen kunnen vormen, zal het onderzoek van werelden als Apophis de wetenschap veel nieuwe inzichten en aansporingen opleveren – en een beter beeld van de geschiedenis van het zonnestelsel.

De mensheid heeft nog ruim een eeuw de tijd om het risico dat Bennu voor de aarde vormt, nauwlettend in kaart te brengen – en om schattingen zo nodig bij te stellen. Meerdere ruimtevaartorganisaties zijn al bezig met het testen van procedures en technologieën die nodig zullen zijn om het gevaar van een inslag door een asteroïde af te wenden. In 2022 zal het NASA-ruimtevaartuig DART opzettelijk inslaan op een maantje met een diameter van circa 170 meter dat in een baan rond een aardnabije asteroïde draait. Het doel van die missie is om de omloopbaan van het maantje een beetje te veranderen.

Mocht de mensheid in de toekomst worden bedreigd door de inslag van een asteroïde, dan zouden veel grotere versies van zo’n ‘kinetische impactor’ gebruikt kunnen worden om een asteroïde een zetje te geven en daarmee van haar voorspelde ramkoers met de aarde af te brengen. Om dat te kunnen doen, zal de mensheid zo’n ramkoers wel meerdere jaren van tevoren moeten spotten. In het geval van objecten als Bennu, die bijna tweehonderd jaar vóór een theoretisch mogelijk inslag is ontdekt, heeft de mensheid volgens Mainzer “heel erg veel opties” om een oplossing te bedenken.

 

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Zonnestelsel 101
Uit hoeveel planeten bestaat ons zonnestelsel? Hoe ontstond het in de Melkweg? Kom hier meer te weten over de geboorte van ons zonnestelsel, en de planeten, manen en planetoïden.
Lees meer

Ontdek Nat Geo

  • Dieren
  • Milieu
  • Geschiedenis en Cultuur
  • Wetenschap
  • Reizen
  • Fotografie
  • Ruimte
  • Video

Over ons

Abonnement

  • Abonneren
  • Schrijf je in
  • Shop
  • Disney+

Volg ons

  • Gebruiksvoorwaarden
  • Privacyverklaring
  • Cookiebeleid
Copyright © 1996-2015 National Geographic Society. Copyright © 2015-2017 National Geographic Partners, LLC. Alle rechten voorbehouden.