Asteroitlerin standart fiziksel özellikleri

Keşfedilip adlandırılan veya numaralandırılan asteroitlere ilişkin olarak birkaç fiziksel parametre ile yörünge elementleri dışında çok az şey bilinmektedir. Bazı fiziksel özellikleri yalnızca tahmin edilebilmekte, bu nedenle fiziksel veriler bazı genel geçer kabul gören varsayımlar vasıtasıyla belirlenmektedir.

IRAS ve Midcourse Space Experiment (MSX) tarafından yürütülen küçük gezegen araştırmaları asteroitlerin çaplarına ilişkin verilerin temel kaynağıdır. Bu verilere Planetary Data System Small Bodies Node (PDS ) üzerinden erişilebilmektedir.

Çoğu asteroit için ışık eğrisi analizi yöntemiyle kutup yönü ve çapı elde edilir. Per Magnusson tarafından derlenen 1995 öncesi tahminler PDS'de listelenmiştir. En güvenilir veriler veri tablolarında "Synth" olarak etiketlenen üzerinde çalışma yürütülmüş olanlarıdır. Düzinelerce asteroit için yapılan daha yeni tespitler, ışık eğrilerinden asteroitlerin kutuplarını ve şekil modellerini belirlemek amacıyla Helsinki'de sistematik bir araştırma yürütmekte olan Finlandiyalı bir araştırma grubunun web sayfasında toplanmıştır.

Detaylı kütle tespitleri yapılmadığı sürece, cismin kütlesi (M) aşağıdaki gibi hesaplanan çap ve (varsayılan) yoğunluk değerlerini niteleyen (ρ) değeri göz önüne alınarak tahmin edilir.

Bu tür tahminler tilde işareti "~" kullanılarak yaklaşık olarak belirtilebilir. Bu tahminlerin yanı sıra, daha büyük asteroitler için hesaplanacak kütleler, birbirlerinin yörüngelerinde neden oldukları sapmalar çözümlenerek veya asteroitin yörünge yarıçapı bilinen başka bir yörünge eşlikçisi bulunduğu durumlarda daha doğru bir biçimde elde edilebilir. En büyük asteroitler olan 1 Ceres, 2 Pallas ve 4 Vesta'nın kütleleri de Mars'ın yarattığı bozulmalardan yola çıkılarak elde edilebilmektedir. Bu bozulmalar çok küçük olmakla birlikte, Dünya'dan Viking programı gibi Mars yüzeyindeki uzay araçlarına gönderilen radar verilerinden yararlanılarak doğru bir şekilde ölçülebilmektedir.

Ancak, asteroidin yoğunluğu spektral tipine bağlıdır. Krasinsky ve ekibinin hesaplamalarına göre C, S ve M sınıfı asteroitlerin ortalama yoğunlukları 1,38, 2,71 ve 5,32 g/cm3'tür Bu kapsamda elde edilen değerleri dikkate almak asteroidin yoğunluğunun tahmin edilmesinde daha etkili bir yöntemdir.

Düzensiz şekilli cisimler için, yüzey kütle çekimi, cismin ölçülen yüzeyinin bulunduğu konuma göre önemli ölçüde farklılık göstermektedir. Hesaplamalar daha karmaşık hale geldikçe yukarıdaki formül yalnızca bir tahmin niteliği taşımaktadır. Kütle merkezine yakın yüzey noktalarındaki g değeri, genellikle merkezden daha uzaktaki yüzey noktalarından biraz daha büyüktür.

Bu formülde T saniye cinsinden dönme periyodunu, r ekvator yarıçapını ve θ enlemi göstermektedir. Büyüklüğü ekvatordayken maksimuma çıkar ve sin θ=1'dir. Negatif işaret, yerçekimi ivmesi g'nin tersi yönde hareket ettiğini gösterir.

Astronomik albedolar genellikle IRAS veya MSX küçük gezegen araştırmaları tarafından sağlanır. Bunlar geometrik albedolardır. IRAS/MSX verisi yoksa 0.1'lik kaba bir ortalama değer kullanılabilir.

Bu formülde; asteroit albedosudur (tam olarak Bond albedosu), yarı-büyük ekseni, güneş parlaklığı (yani toplam güç çıkışı 3,827×1026 W) ve asteroidin yarıçapıdır. Emiciliğin olduğu, asteroidin dairesel bir yörüngede olduğu ve Güneş'in enerji çıkışının izotropik olduğu varsayılmıştır.

Bu yöntem ortalama yüzey sıcaklığının oldukça iyi bir tahminini verirken, atmosferi olmayan cisimler için tipik olduğu üzere yerel sıcaklık büyük ölçüde değişmektedir.

Burada herhangi bir günde Güneş'e olan uzaklıktır. İlgili gözlemlerin yapıldığı gün biliniyorsa, o gün Güneş'e olan uzaklık, örneğin NASA yörünge hesaplayıcısından çevrimiçi olarak elde edilebilir ve günberi, günöte noktalarındaki sıcaklık tahminleri yukarıdaki formülden elde edilebilir.

Belirli bir asteroidin sıcaklığını tahmin etmek için yukarıdaki formüller kullanılırken bir sorunla karşılaşılmaktadır. Hesaplama Bond albedo "A" değerini (tüm açılar dikkate alınarak yansıtılan toplam gelen gücün oranı) kullanmayı zorunlu kılarken, asteroitler için mevcut olan IRAS ve MSX albedo verileri yalnızca kaynağa (Güneş) geri yansıyan ışığın gücünü karakterize eden geometrik albedo "p" değerini vermektedir.

Bu iki albedo birbiriyle ilişkili olsa da, aralarındaki sayısal faktör yüzey özelliklerine çok belirsiz bir şekilde bağlıdır. Bond albedosunun gerçek ölçümleri çoğu asteroit için elde edilememektedir, çünkü bunlar sadece asteroit kuşağının yakınından veya ötesinden geçen uzay araçları tarafından toplanabilen yüksek faz açılarındaki ölçümleri zorunlu kılmaktadır. Yüzey ve termal özelliklerin bazı karmaşık modellemeleri, geometrik albedo göz önüne alındığında Bond albedosunun tahmin edilmesini sağlayabilir, ancak bu, bu çalışmalar için hızlı bir değerlendirmenin kapsamı dışındadır. Bazı asteroidler için ise sadece bilimsel yayınlardan elde edilebilir.

Çoğu asteroit için daha iyi bir alternatif bulunamadığından, burada yapılabilecek en makul yöntem bu iki albedonun eşit olduğunu varsaymaktır, ancak elde edilen sıcaklık değerlerinde de doğal bir yanlışlık olduğunu unutmamak gerekir.

Bu tablodaki örneklere bakıldığında, asteroit albedo aralığındaki cisimler için Bond ve geometrik albedo arasındaki tipik farkın %20 veya daha az olduğu, her iki miktarın da muhtemelen daha büyük olabileceği görülmektedir. Hesaplanan sıcaklık (1-A)1/4 şeklinde değiştiğinden, 0,05-0,3'lük tipik asteroid A≈p değerleri için bağıntı oldukça düşük düzeydedir.

Yalnızca bu kaynaktan hesaplanan sıcaklıktaki tipik yanlışlığın yaklaşık %2 olduğu tespit edilmiştir. Bu da maksimum sıcaklıklar için yaklaşık ±5 K'lik bir tutarsızlık anlamına gelmektedir.

Çok sayıda asteroit için ilgili diğer bilgiler Planetary Data System Small Bodies Node'da bulunabilir. Birkaç düzine asteroitin kutup yönelimi ve eksen eğikliğini belirlemek için güncel bilgiler ise Mikko Kaasalainen tarafından sağlanan veriler baz alınarak kullanılabilir.