(216) Kleopatra
(216) Kleopatra ist einer der größten Asteroiden des Asteroiden-Hauptgürtels. Mit einem mittleren Durchmesser von 122 km gehört Kleopatra zu den größeren Asteroiden des Hauptgürtels. Kleopatra hat zwei Monde: Alexhelios und Cleoselene mit Durchmessern von etwa 9 bzw. 7 km.
| Asteroid (216) Kleopatra | |
|---|---|
 | |
| Radarastronomisches Modell von Kleopatra | |
| Eigenschaften des Orbits Animation | |
| Orbittyp | Mittlerer Hauptgürtel |
| Große Halbachse | 2,793 AE |
| Exzentrizität |
0,251 |
| Perihel – Aphel | 2,092 AE – 3,494 AE |
| Neigung der Bahnebene | 13,1° |
| Länge des aufsteigenden Knotens | 215,3° |
| Argument der Periapsis | 179,7° |
| Zeitpunkt des Periheldurchgangs | 24. Januar 2023 |
| Siderische Umlaufperiode | 4 a 249 d |
| Mittlere Orbitalgeschwindigkeit | 17,49 km/s |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mittlerer Durchmesser | 121,6 ± 1,6 km |
| Abmessungen | 219,04 × 93,64 × 83,76 km |
| Masse | 4,64 ± 0,02 · 1018 kg |
| Albedo | 0,1164 ± 0,0040 |
| Mittlere Dichte | 3,6 ± 0,4 g/cm³ |
| Rotationsperiode | 5 h 23 min 7 s |
| Absolute Helligkeit | 7,3 mag |
| Spektralklasse | M |
| Geschichte | |
| Entdecker | Johann Palisa |
| Datum der Entdeckung | 10. April 1880 |
| Andere Bezeichnung | A905 OA, A910 RA |
| Quelle: Wenn nicht einzeln anders angegeben, stammen die Daten vom JPL Small-Body Database. Die Zugehörigkeit zu einer Asteroidenfamilie wird automatisch aus der AstDyS-2 Datenbank ermittelt. Bitte auch den Hinweis zu Asteroidenartikeln beachten. | |
Entdeckung und Benennung
Kleopatra wurde am 10. April 1880 vom österreichischen Astronomen Johann Palisa am Pula Observatorium in Pula, Kroatien entdeckt.
Benannt wurde der Himmelskörper nach der altägyptischen Herrscherin Kleopatra, der letzten Königin im Alten Ägypten.
Insgesamt wurde der Asteroid durch mehrere erdbasierte Teleskope beobachtet, insgesamt bisher 2729 Mal innerhalb von 137 Jahren.[1] (Stand Sept. 2017)
Bahneigenschaften
Umlaufbahn
Kleopatra umkreist die Sonne auf einer prograden, elliptischen Umlaufbahn zwischen 313.110.000 km (2,09 AE) und 522.730.000 km (3,49 AE) Abstand zu deren Zentrum. Die Bahnexzentrizität beträgt 0,251, die Bahn ist 13,1° gegenüber der Ekliptik geneigt. Ihre Bahn liegt demnach im mittleren Asteroidengürtel.
Die Umlaufzeit von Kleopatra beträgt 4,67 Jahre.
Rotation
Kleopatra rotiert in 5 Stunden, 23 Minuten 7 Sekunden einmal um ihre Achse. Daraus ergibt sich, dass der Asteroid in einem Kleopatra-Jahr 7.600,8 Eigendrehungen („Tage“) vollführt.
Physikalische Eigenschaften
Größe und Form
Die genaueste Durchmesserbestimmung (Geometrisches Mittel) liegt bei 121,55 km. Kleopatra hat eine ungewöhnliche Form; sie ist ein sogenannter „contact binary“. Hinsichtlich der genauen Dimensionen liegt der präziseste Wert bei 219,04 × 93,64 × 83,76 km, Kleopatra ist also weit mehr als doppelt so lang wie breit. Der ursprüngliche Befund mit dem ESO-3,6-m-Teleskop in La Silla zeigte zwei getrennte, ähnlich große Körper, wie das etwa bei (90) Antiope/S/2000 (90) 1 der Fall ist. Radarbeobachtungen am Arecibo-Observatorium auf Puerto Rico haben jedoch ergeben, dass Kleopatra stattdessen ein unregelmäßiger Himmelskörper mit zwei verbundenen Komponenten ist, dessen längliche Form an einen Hundeknochen erinnert. Wenn sich Kleopatra allerdings noch schneller drehen würde, würden sich die beiden Komponenten voneinander trennen und ein echtes Doppelsystem formen.
Ausgehend von einem mittleren Durchmesser von 121,6 km ergibt sich eine Oberfläche von 46.400 km2, was etwas über der Fläche Estlands liegt.
| Jahr | Abmessungen km | Quelle |
|---|---|---|
| 2000 | 217 × 94 × 81 ± 25 | Ostro et al.[2] |
| 2001 | 124 | Yeoman (JPL)[1] |
| 2004 | 135,07 ± 2,10 | Tedesco (IRAS) et al.[3] |
| 2006 | 104,30 | Shevchenko (IRAS) et al.[4] |
| 2011 | 121,55 ± 1,60 | Usui et al.[5] |
| 2011 | 138,00 ± 19,37 | Mainzer et al.[6] |
| 2012 | 137,794 | Pravec et al.[7] |
| 2012 | 102,93 ± 3,81 | Masiero et al.[8] |
| 2016 | 219,04 × 93,64 × 83,76 | Yu[9] |
Die präziseste Bestimmung ist fett markiert.
Innerer Aufbau
Aufgrund der starken Reflexion der Radiowellen wird geschlossen, dass es sich bei Kleopatra um einen differenzierten Asteroiden mit einem Eisen-Nickel-Kern, einem silikatischen Mantel und einer silikatischen Kruste handelt. Die äußere Oberfläche ist möglicherweise aus dem Mineral Enstatit aufgebaut, einem Material, aus dem auch eine Gruppe von Steinmeteoriten (Enstatit-Chondrit) besteht[10].
Kleopatra gehört zu den M-Typ-Asteroiden (nach anderer Einordnung: Xe) mit einer Albedo von 0,116. Die Dichte beträgt 3,6 g/cm3 und ist für einen metallischen Asteroiden ungewöhnlich niedrig; diese müsste eigentlich eher zwischen 5 und 7 g/cm3 liegen. Berechnungen des Radar-Albedos und die Umlaufbahnen der Monde zeigen, dass es sich nicht um einen kompakten Körper handelt, sondern wahrscheinlich ein Rubble Pile ist, eine Ansammlung von Metallen, Staub und Gesteinen, die von Hohlräumen durchsetzt ist. Die Porosität wird auf 30–50 % geschätzt.
Berechnungen zufolge ist es wahrscheinlich, dass sich der Asteroid aus Schutt einer vorangegangenen Kollision formiert hat, die noch vor der Bildung der Monde vor vielleicht 100 Millionen Jahren stattfand. Demnach hätte die dadurch erhöhte Rotationsgeschwindigkeit den Asteroiden in die Länge gezogen und den ersten Mond Alexhelios weggelöst. Cleoselene hat sich danach wesentlich später, erst vor etwa 10 Millionen Jahren von Kleopatra getrennt.[11]
Die Masse ließ sich anhand der Dichte von 3,6 g/cm³ und durch die Entdeckung der beiden Monde bislang auf 4,6 ∙ 1018 berechnen.
Die mittlere Oberflächentemperatur beträgt rund 166 K (−107 °C).
Das Kleopatra-Dreifachsystem
Bereits 1993 wurde bei Kleopatra erfolglos nach Begleitern gesucht. Am 19. September 2008 wurden dann unter Verwendung adaptiver Optik mit dem Keck-Teleskop II schließlich zwei kleine Monde entdeckt.[12] Diese wurden im Februar nach den beiden Kindern der Kleopatra und des Marcus Antonius, Alexander Helios und Kleopatra Selene, benannt: Alexhelios und Cleoselene.[13]
Der zunächst als S/2008 (216) 1 bezeichnete erste Mond Alexhelios hat einen Durchmesser von rund 9 km und umkreist Kleopatra in einem Abstand von 678 km in 2,32 Tagen.[14]
Kurz nach Alexhelios konnte gleichentags mit Cleoselene noch ein weiterer Begleiter identifiziert werden, der zunächst die Bezeichnung S/2008 (216) 2 erhielt.[15] Cleoselene umläuft Kleopatra innerhalb der Bahn des äußeren Alexhelios und ist rund 7 km groß; er bewegt sich im Abstand von 454 km in 1,24 Tagen um den Asteroiden.
Kleopatra ist nach (87) Sylvia, (45) Eugenia und (3749) Balam das vierte entdeckte Asteroiden-Mehrfachsystem im Hauptgürtel. Von den Zwergplaneten Pluto und Haumea – die ebenfalls eine Asteroiden-Nummer besitzen – abgesehen, ist es insgesamt nach Sylvia, Eugenia, (47171) Lempo, (153591) 2001 SN263 und Balam das sechste bekannte Asteroiden-Mehrfachsystem im Sonnensystem.
Das Kleopatra-System in der Übersicht:
| Komponenten | Physikalische Parameter | Bahnparameter | Entdeckung | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Name | Durch- messer (km) |
Relativ- größe % |
Masse (kg) |
Große Halbachse (km) |
Umlaufzeit (d) |
Exzentrizität | Inklination gegenüber Ekliptik |
Datum Entdeckung Datum Veröffentlichung |
| (216) Kleopatra | 121,6 | 100,00 | 4,6 · 1018 | — | — | — | — | 10. April 1880 1880 |
| Cleoselene (Kleopatra II) |
6,9 | 5,7 | ? | 454 | 1,24 | 0,00 | 49,0 | 19. September 2008 24. September 2008 |
| Alexhelios (Kleopatra I) |
8,9 | 7,3 | ? | 678 | 2,32 | 0,00 | 51,0 | 19. September 2008 24. September 2008 |
Weblinks
- Two Companions Found Near Dog-Bone Asteroid. Entdeckungsbericht mit Bild von Kleopatra, Cleoselene und Alexhelios (englisch)
- A dog-bone-shaped asteroid’s two moons: Kleopatra, Cleoselene, and Alexhelios. Mit Animation von Kleopatra, Cleoselene und Alexhelios (englisch)
Einzelnachweise
- (216) Kleopatra in der Small-Body Database des Jet Propulsion Laboratory (englisch).
- Steven J. Ostro et al.: Radar Observations of Asteroid 216 Kleopatra. Mai 2000, bibcode:2000Sci...288..836O.
- E. F. Tedesco et al.: IRAS Minor Planet Survey V6.0. Oktober 2004, bibcode:2004PDSS...12.....T.
- Vasilij G. Shevchenko et al.: Asteroid albedos deduced from stellar occultations. September 2006, bibcode:2006Icar..184..211S.
- Fumihiko Usui et al.: Asteroid Catalog Using Akari: AKARI/IRC Mid-Infrared Asteroid Survey. Oktober 2011, bibcode:2011PASJ...63.1117U.
- Amy Mainzer et al.: NEOWISE Studies of Spectrophotometrically Classified Asteroids: Preliminary Results. November 2011, bibcode:2011ApJ...741...90M.
- Petr Pravec et al.: Absolute magnitudes of asteroids and a revision of asteroid albedo estimates from WISE thermal observations. September 2012, bibcode:2012Icar..221..365P.
- Joseph R. Masiero et al.: Preliminary Analysis of WISE/NEOWISE 3-Band Cryogenic and Post-Cryogenic Observations of Main Belt Asteroids. September 2012, arxiv:1209.5794.
- Yang Yu: Orbital Dynamics in the Gravitational Field of Small Bodies (2016). Abgerufen am 11. September 2017.
- Jet Propulsion Laboratory: Asteroid 216 Kleopatra (Memento vom 11. April 2009 im Internet Archive)
- Franck Marchis: Triple Asteroid System (216) Kleopatra (Februar 2011). Abgerufen am 11. September 2017.
- Space.com: Two Companions Found Near Dog-bone Asteroid
- MPC 73983. (PDF; 2,2 MB) minorplanetcenter.org
- Daniel W. E. Green: IAUC Nr. 8980: S/2008 (216) 1 and S/2008 (216) 2 Entdeckungsveröffentlichung (September 2008). Abgerufen am 11. September 2017.
- Bin Yang et al.: Elektra: Ein neuer Dreifachasteroid (2016). Abgerufen am 10. September 2017.