Dealing with hazardous Asteroids

Eric W. Elst, Royal Observatory at Uccle (Brussels) and Holbach Foundation (Antwerp)

Observatory of Tartu (Estonia)8 February 2008

Short history of asteroid-discovery

Ceres, the first and largest asteroid of the main belt, was discovered visually at the 5 feet vertical circle by G. Piazzi (1746-1826), during the first night of 1801 at the Observatory of Palermo (Sicily).

J. Palisa (1848-1925), with the 15cm astrograph at the Pola Observatory (Yougoslavia) and afterwards with the 62cm astrograph at the Vienna Observatory (Austria) found visually, during the period of 1874-1923, 122 asteroids, promoting himself with these discoveries to the most succesfull visual discoverer of asteroids. M. Wolf (1863-1932) at the Heidelberg Observatory, by introducing the photographical method at the Bruce-twin 40cm astrograph for hunting asteroids, was honored with 248 discoveries. One of his discoveries, in 1920, was the earth approaching asteroid (887) Alinda. Before that remarkable event he had already discovered, in 1906, the first Trojan (588) Achilles.

K. Reinmuth (1892-1979) at the same observatory, would even discover 395 asteroids, holding for a long time the record of asteroid discovery. He was removed from the first place by the team of the Van Houten’s at Leiden and T. Gehrels at Palomar, with their Palomar-Leiden surveys during 1960-1977, with 4164 discoveries, and individually by E. W. Elst, during 1986-2002, with 3642 discoveries (current situation, photographical discoveries).

Quadrant (Greenwich) as used by Piazzi at Palermo

62cm Astrograph used by Palissa at Vienna

85cm Schmidt-telescope at Uccle (Brussels)

Distribution of the Minor Planets: Number of minor planets / Semimajor axis (step=0.5 mag.)

Phenomenon of families (Hungaria-, Hilda-, Trojan-,… asteroids)

Distribution of the Minor Planet: Number of minor planets / Absolute Magnitude_km).

Distribution of the Jupiter Trojans / Absolute Magnitude

Two groups of Trojans: L4 and L5 Trojans: Libration points of Lagrange

List of brighter Trojans

Designation (and name) Prov. Des. Ln q Q H

(588) Achilles 1906 TG L4 4.433 5.957 8.67 (617) Patroclus 1906 VY L5 4.503 5.949 8.19 (624) Hektor 1907 XM L4 5.107 5.350 7.49 (659) Nestor 1908 CS L4 4.585 5.795 8.99 (884) Priamus 1917 CQ L5 4.533 5.788 8.81 (911) Agamemnon 1919 FD L4 4.908 5.602 7.89 (1143) Odysseus 1930 BH L4 4.784 5.734 7.93 (1172) Aneas 1930 UA L5 4.655 5.729 8.33(1173) Anchises 1930 UB L5 4.590 6.053 8.89(1208) Troilus 1931 YA L5 4.763 5.715 8.99 (1404) Ajax 1936 QW L4 4.699 5.906 9.0 (1437) Diomedes 1937 PB L4 4.938 5.385 8.30(1583) Antilochus 1950 SA L4 4.840 5.376 8.60 (1647) Menelaus 1957 MK L4 5.116 5.348 10.0

(1749) Telamon 1949 SB L4 4.612 5.731 9.2 (1867) Deiphobus 1971 EA L5 4.907 5.358 8.6(1868) Thersites 2008 P-L L4 4.726 5.889 9.3 (1869) Philoctetes 4596 P-L L4 4.915 5.627 11.0(1870) Glaukos 1971 FE L5 5.086 5.422 10.5 (1871) Astyanax 1971 FF L5 5.107 5.465 11.0(1872) Helenos 1971 FG L5 5.050 5.538 11.2(1873) Agenor 1971 FH L5 4.764 5.733 10.5(2146) Stentor 1976 UQ L4 4.670 5.732 10.8(2148) Epeios 1976 UW L4 4.905 5.503 11.1 (2207) Antenor 1977 QH1 L5 5.041 5.214 8.89

Rank Discoveries Co Between Name(s)

1 89941 1997-2007 LINEAR 2 14057 1995-2007 NEAT 3 13953 1985-2007 Spacewatch 4 10616 1998-2007 LONEOS 5 4164 1960-1977 C. J. van Houten, I. van Houten-Groeneveld, T. Gehrels 6 3996 1998-2007 CSS 7 3551 91 1986-2002 E. W. Elst 8 2417 2 1991-2002 T. Kobayashi 9 1288 325 1975-1989 S. J. Bus 10 1231 1999-2007 W. K. Y. Yeung 11 1109 124 1996-2001 K. Korlevic 12 1065 1992-1993 UESAC 13 812 2004-2007 Mt. Lemmon Survey 14 786 1996-1999 ODAS 15 703 1987-2000 S. Ueda, H. Kaneda 16 679 6 1989-1993 H. E. Holt 17 612 112 1965-1994 H. Debehogne 18 608 1994-2000 Beijing Schmidt CCD Asteroid Program 19 581 1997-2007 J. Broughton 20 571 1987-1997 K. Endate, K. Watanabe

Comet McNaught/Buffon

Picture of the comet at the Observatory of Paranal (Chile) by E. Jehin

McNaught (b.1956), Buffon (1708-1788)

Buffon : Comet Theory (1778)McNaught: 2006 P1 (2006)

Conclusion: Buffon had a better tailor

Les Époques de la Terre (1778)

Je demande s’il y a dans l’Univers quelques corps, excepté les comètes, qui aient pu communiquer ce mouvement d’impulsion? Je demande s’il n’est pas probable qu’il tombe de temps à autres des comètes dans le Soleil, puisque celle de 1680 en a, pour ainsi dire, rasé la surface, & si par conséquent une telle comète, en sillonnant cette surface du Soleil, ne communiqueroit pas son mouvement d’impul-sion à certaine quantité de matière qu’elle sépareroit du corps du Soleil, en la projetant au-dehors? Je demande si, dans ce torrent de matière projetée, il ne se formeroit pas des globes par l’attraction mutuelle des parties, & si ces globes ne se trouveroient pas à des distances différentes, suivant la différente densité des matières, & si les plus légères ne seroient pas poussées plus loin que les plus denses par la même impulsion?

Si Dieu l’eût permis Je demande si la situation de

tous ces globes presque dans le même plan, n’indique pas assez d’une largeur considérable, & qu’il n’avoit pour cause qu’une seule impulsion, puisque toutes les parties de la matière dont il est composé, ne se sont éloignées que très-peu de la direction commune? Je demande comment, & où la matière de la Terre & des Planètes auroit pu se liquéfier, si elle n’eût pas residé dans les corps même du Soleil; & si l’on peut trouver une cause de cette chaleur & de cet embrasement du Soleil, autre que celle de sa charge, & du frottement intérieur produit par l’action de tous ces vastes corps qui circulent autour de lui? Enfin je demande qu’on examine tous les rapports, que l’on suive toutes les vues, que l’on compare toutes les analogies avec moi sur lesquelles j’ai fondé mes raisonnements, & qu’on se contente de conclure avec moi que, si Dieu l’eût permis, il se pourroit, par les seules Loix de la Nature, que la Terre & les Planètes eussent été formées de cette même maniére (Buffon, Époques de la Nature, 1778, p. 79-80).

La Résurrection by Grünewald

Pictures of Comet McNaught by the SOHO-satellite.

Comet McNaught captured by Soho

Position of the Lagrange-pointsEarth-system: L1: Soho

Main Belt Comets (Elst-Pizarro)

Main belt comets: position in the e/a diagram

Main belt asteroids, Trojans and Near Earth objects

Asteroids in the inner Solar System

Blue line: Orbit of JupiterBlue clusters (2): TrojansGreen objects: Main belt Red objects: NEO’s, _ perihelia within 1.3 AU

Minor Planets: Inclination / Semimajor axis

Empty spaces: Hungaria- and Phocaea-asteroids, removed or never formed?

The orbit of a famous Latvian composer

Asteroid (Peteris) Vasks between the stars

DISASTER FROM THE SKY

Investigations at Tunguska

Tunguska: June 30 1908: 07:15 a.m.

Cover of theTunguska-suite Part of the original score(1995)

Barringer Crater, 50.000 year ago

Mayré at Barringer, the crater itself is nearly a mile wide and 570 feet deep.

Extinction of the Dino’s, 60 million year ago

Extinction of species (Flora), 225 million year ago

225 million year ago: slow down of ferns Gymnospermia versus angiospermia

Chicxulub crater (Yucatán)

The Chicxulub crater has been related with the event of 60 million year ago

More theories for the extinction of the Dino’s

• Volcanism• Mammal Competition• Continental Drift

How to discover asteroids?

• Adding frames (3-5)

• Subtracting frames (2)

• Single frame (large exposure times)

Several methods

Two asteroids discovered by the method of subtracting frames

Discovery by adding frames

Discovery of asteroids (continuation)

Discovery by increasing the exposure time

Two examples of recent discovered NEA’s

Orbital elements:2007 EH Earth MOID = 0.0012 AUEpoch 2007 Apr. 10.0 TT = JDT 2454200.5 MPCM 356.02169 (2000.0) P Qn 0.31134713 Peri. 246.02245 -0.51785616 +0.85546227a 2.1559539 Node 352.78673 -0.77578646 -0.47112035e 0.6558075 Incl. 1.39147 -0.36052791 -0.21501142P 3.17 H 27.7 G 0.15 U 6 Diameter= 0.011 km (110m)

Orbital elements:2007 EK Earth MOID = 0.0013 AUEpoch 2007 Apr. 10.0 TT = JDT 2454200.5 MPCM 332.63578 (2000.0) P Qn 0.82342607 Peri. 83.24666 -0.31133970 +0.95028951a 1.1273350 Node 168.61071 -0.88002123 -0.28665419e 0.2737626 Incl. 1.21153 -0.35865057 -0.12156979P 1.20 H 29.6 G 0.15 U 6 Diameter= 0.005 km (50m)

Log D(km)= 3.6 - 0.2 x H

Distribution of NEA’s: How many objects may we expect?

Chappe d’Auteroche and the Observation of the Venus Transit (4 June 1761)

Two new Estonian Asteroids (MPC, 22 Jan. 2008)

Asteroid Tallinn (35347) Asteroid Tartu (35618)

The La Silla observatory, wherethe asteroids Tallinn and Tartuhave been discovered, respectivelyin May 1997 and April 1998.

Citations for the new Estonian Asteroids

(35347) Tallinn = 1997 JN12 Discovered 1997 May 3 by Eric W. Elstat the European Southern Observatory. Known in the twelfth century as Kolyvan, and later as Reval, the Finnic-speaking community became the northernmost member of the Hanseatic League in 1285, enjoying a strategic position for trade between Europe and Russia. Renamed Tallinn in 1918, it is now the largest city and capital of modern Estonia.

(35618) Tartu = 1998 HC149Discovered 1998 Apr. 25 by Eric W. Elst at the European Southern Observatory. In 1224 the Tarbatu settlement was captured by German crusaders, who named it Dorpat. The community developed into a center of commerce and in 1280 joined the Hanseatic League. An observatory was established there in 1811. Reverting to the name Tartu in 1917, the community is now the second largest city in Estonia.

Chappe d’Auteroche (1722-1769), Riga (5-7 February 1761) and Tobolsk (6 June 1761)

Nous arrivâmes à Riga dix heures du soir; & descendîmes à une Auberge nommée Krieck: on avoit déjà soupé; la compagnie étoit très nombreuse: elle étoit assise autour de la table, dont on avoit tout enlevé, excepté les bouteilles & les verres. Tous les convives avoient une pipe de près de trois pieds de long; ils fumoient & buvoient tour à tour; les unes étoient appuyés sur la table, les autres étoient étendus nonchalamment dans leur fauteuil, la veste déboutonnée; on n’entendoit que le bruit qu’occasionnoit le choc des verres, des bouteilles, & le mouvement des levres de ceux qui fumoient. Il s’élevoit de toutes parts des tourbillons de fumée, qui affectoient aussi désagréablement la vue que l’odorat. La fumée étoit si considérable, qu’on distinguoit à peine les personnes à l’autre bout de l’appartement. Des Servantes fort jolies, très bien faites, & proprement habillées, paroissoient de temps en temps, & faisoient connoître qu’elles ne se piquoient pas d’être vestales (Chappe d’Auteroche, Voyage en Sibérie, 1769, p 33-34 ).

Chappe d’Auteroche, Arrival at Dorpat (Tartu) on 10 February 1761, via Wolmar (Valmiera).

Nos traîneaux furent finis le 7: nous partîmes le même jour de Riga à six heures du soir. a peine fûmes-nous éloignés de la Ville d'un demi mille, que nous ne trouvâmes plus de neige; nous étions alors dans une vaste plaine, qu'il nous étoit impossible de traverser avec des traîneaux. La nuit étoit encore très obscure, & nous étions éloignés de tout secours. Nous tentâmes de remettre les voitures sur les roues; mais quoique nous eûssions des flambeaux, l'obscurité de la nuit & la pesanteur de nos bagages nous opposerent des obstacles insurmontables. Nous fîmes proposer, aux Postillons, par un Interprete, que j'avois pris à Varsovie, d'aller chercher du secours au plus prochain Village: il s'éleva aussi-tôt une dispute des plus vives entre les Russes & l'interprète. N'entendant point la Langue, il ne nous étoit pas possible de découvrir le sujet de la querelle; & et mon Interprete étant ivre, nous ne pouvions ni lui faire entendre raison, ni l'obliger à se taire. Nous étions toujours au bivouac par le froid le plus rigoureux, sans beaucoup d'espérance de sortir si-tôt de cette situation: nous comprîmes enfin, après bien des peines, que les Postillons ne vouloient pas aller chercher du secours, sous prétexte que la nuit étoit trop obscure. Je m'approchai d'eux, & leur montrai un rouble (Monnoie de Russie qui vaut cinq livres): ils partirent aussi-tôt, sans en pouvoir garder un auprès de nous; ils revinrent très promptement avec des Paysans.

Chappe d’Auteroche (Continuation 1)

On décida qu'il sufferoit de détacher les traîneaux, qui tenoient lieu des roues de devant, & qu'on les attacheroit derriere les voitures. Nous nous remîmes en route vers onze heur du soir; mais à peine eûmes-nous fait quelques pas, que les cordes des autres traîneaux se casserent: les Paysans , qui ne nous avoient pas quittés, nous firent entendre qu'il seroit indispensable d'ôter les autres traîneaux, & qu'ils nous rendroient ce service, si nous leur voulions donner encore un rouble: nous leur en avions déja donné deux, & un aux Postillons; ce qui faisoit vingt livres argent de France. Quoique peu contents de nous voir vexés de la sorte, nous leur accordâmes tout ce qu'ils demanderent, par le désir où nous étions de sortir promptement de cet endroit. Nous voyageâmes tranquillement le reste de la nuit & une partie de la journée du 8. La neige augmentoit cependant de plus en plus: on ne voyoit même que des traîneaux sur la route; mais ce qui nous étoit arrivé nous avoit décidés à n'en faire usage que le plus tard que nous pourrions. Nous éprouvâmes le 8 un ouragon des plus violents: des tourbillons de neige s'élevoient de toutes parts; on distinguoit à peine, à quelques toises de distance, les objets les plus apparents; le vent lançoit la neige avec tant de violence, que les chevaux s'arrêtoient à chaque instant, sans qu'il fût possible de les faire avancer. Pour surcroît de malheur, un de Postillons culbuta dans un trou les chevaux & la voiture des équipages:

Chappe d’Auteroche (Continuation 2)

Nous crûmes que tout étoit perdu; nous descendîmes promptement de voiture, & après deux heures de travail nous nous remîmes en route, & arrivâmes enfin à Lenzenhof. Le vent s'appaisa bientôt; nous fîmes la poste pour Wolmar sans aucun accident; ce qui étoit très rare. Le Pays étoit couvert de neige, & et la route très large: elle devint très étroite à la sortie de Wolmar; le chemin étoit tracé sur un tas de neige que les vents avoient amassé entre des pallissades: il n'étoit solide que dans les endroits battus; les Postillons nous conduisoient avec les plus grandes précautions dans cette route dangereuse. Nous touchions au moment d'être délivrés de nos craintes, lorsque la voiture où nous étions disparut tout-à-coup: on voyoit à peine la tête des chevaux, & nous étions calfeutrés dans notre voiture; il ne restoit qu'une petite ouverture vers le haut de l'impériale, par où nous sortîmes sans attendre qu'on nous apportât de secours. Nous tentâmes envain tous les moyens possibles pour dégager notre voiture, en attelant tous les chevaux de la premiere: nous fûmes obligés d'envoyer chercher des pelles au prochain Village, & nous parvîmes enfin à déterrer la voiture & les chevaux, après avoir passé une partie de la journée à cette opération. Nous fimes mettre au premier Village nos voitures sur les traîneaux, & arrivâmes le 10 à deux heures après midi à Derpt (Dorpat). Chappe d’Auteroche, Voyage en Sibérie, 1769, p 33-39 ).