(216) Kleopatra

Asteroid
(216) Kleopatra
Radarastronomisches Modell von Kleopatra
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Eigenschaften des Orbits Animation
Epoche: 13. September 2023 (JD 2.460.200,5)
Orbittyp Mittlerer Hauptgürtel
Asteroidenfamilie
Große Halbachse 2,793 AE
Exzentrizität 0,251
Perihel – Aphel 2,092 AE – 3,494 AE
Perihel – Aphel  AE –  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
Siderische Umlaufzeit {{{Umlaufdauer}}}
Mittlere Orbital­geschwin­digkeit {{{Umlaufgeschwindigkeit}}} km/s
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 · 1018Vorlage:Infobox Asteroid/Wartung/Masse 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 {{{Spektralklasse}}}
Spektralklasse
(nach Tholen) 		M
Spektralklasse
(nach SMASSII) 		Xe
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.

(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.

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

Radarastronomische Aufnahmen aus verschiedenen Blickwinkeln

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.

Bestimmungen des Durchmessers für Kleopatra
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

Siehe auch

Commons: (216) Kleopatra – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ a b (216) Kleopatra in der Small-Body Database des Jet Propulsion Laboratory (englisch).
  2. ↑ Steven J. Ostro et al.: Radar Observations of Asteroid 216 Kleopatra. Mai 2000, bibcode:2000Sci...288..836O.
  3. ↑ E. F. Tedesco et al.: IRAS Minor Planet Survey V6.0. Oktober 2004, bibcode:2004PDSS...12.....T.
  4. ↑ Vasilij G. Shevchenko et al.: Asteroid albedos deduced from stellar occultations. September 2006, bibcode:2006Icar..184..211S.
  5. ↑ Fumihiko Usui et al.: Asteroid Catalog Using Akari: AKARI/IRC Mid-Infrared Asteroid Survey. Oktober 2011, bibcode:2011PASJ...63.1117U.
  6. ↑ Amy Mainzer et al.: NEOWISE Studies of Spectrophotometrically Classified Asteroids: Preliminary Results. November 2011, bibcode:2011ApJ...741...90M.
  7. ↑ 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.
  8. ↑ 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.
  9. ↑ Yang Yu: Orbital Dynamics in the Gravitational Field of Small Bodies (2016). Abgerufen am 11. September 2017.
  10. ↑ Jet Propulsion Laboratory: Asteroid 216 Kleopatra (Memento vom 11. April 2009 im Internet Archive)
  11. ↑ Franck Marchis: Triple Asteroid System (216) Kleopatra (Februar 2011). Abgerufen am 11. September 2017.
  12. ↑ Space.com: Two Companions Found Near Dog-bone Asteroid
  13. ↑ MPC 73983. (PDF; 2,2 MB) minorplanetcenter.org
  14. ↑ Daniel W. E. Green: IAUC Nr. 8980: S/2008 (216) 1 and S/2008 (216) 2 Entdeckungsveröffentlichung (September 2008). Abgerufen am 11. September 2017.
  15. ↑ Bin Yang et al.: Elektra: Ein neuer Dreifachasteroid (2016). Abgerufen am 10. September 2017.

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