8
ÂWIAT NAUKI LUTY 2004
ASTROFIZYKA
O obrotach planetoid
ZMIERZENIE EFEKTU JARKOWSKIEGO DAJE NAUKOWCOM NOWE MO˚LIWOÂCI BADAWCZE. STANIS¸AW BAJTLIK
pano
rama
P
o raz pierwszy
naukowcy zaobserwo-
wali w ruchu planetoidy niezwykle
subtelny efekt, który przewidzia∏ po-
nad 100 lat temu Rosjanin Iwan Osipowicz
Jarkowski. Zmierzyli, jaki wp∏yw na trajekto-
ri´ planetoidy 6489 Golevka ma zachodzàca
na jej powierzchni absorpcja i emisja pro-
mieniowania elektromagnetycznego. Dzi´ki
temu po raz pierwszy mo˝na dok∏adnie obli-
czyç masy ma∏ych obiektów bliskich Ziemi.
Dlaczego do tej pory by∏o to takie trudne?
Aby zmierzyç masy obiektów kosmicznych,
konieczna jest znajomoÊç wprowadzonej
przez Newtona sta∏ej grawitacji G. Na przy-
k∏ad z obserwacji przyÊpieszenia ziemskiego
naukowcy wyznaczajà mas´ Ziemi, a z po-
miaru okresu i rozmiarów orbity Ziemi wokó∏
S∏oƒca – mas´ S∏oƒca. Chocia˝ sta∏a grawita-
cji, obok pr´dkoÊci Êwiat∏a, jest najd∏u˝ej, bo
od przesz∏o 300 lat, wyznaczanà sta∏à funda-
mentalnà, zmierzona zosta∏a z dok∏adnoÊcià
do zaledwie czterech cyfr znaczàcych. Ozna-
cza to, ˝e podobnie s∏abo znamy masy Ziemi,
S∏oƒca i innych obiektów kosmicznych.
TrudnoÊç pomiaru sta∏ej grawitacji wy-
nika zarówno z problemów technicznych,
takich jak wyznaczenie z odpowiednià do-
k∏adnoÊcià rozmiarów i rozk∏adów
g´stoÊci w wadze skr´ceƒ Cavendi-
sha oraz mechanicznych w∏asnoÊci
zawieszenia wagi, jak te˝ z powodów
fundamentalnych. Oddzia∏ywanie gra-
witacyjne, choç rzàdzi ewolucjà ca-
∏ego WszechÊwiata, jest bardzo s∏a-
be. W odró˝nieniu od oddzia∏ywaƒ
jàdrowych, si∏a grawitacji ma nie-
skoƒczony zasi´g. Nie mo˝na jej te˝ w
˝aden sposób ekranowaç, jak w przy-
padku oddzia∏ywaƒ elektromagne-
tycznych. Dok∏adne opisanie i odizo-
lowanie uk∏adu doÊwiadczalnego jest wr´cz
niemo˝liwe. Coraz cz´stsze informacje o od-
st´pstwach wyników kolejnych pomiarów G
od wartoÊci przyjmowanej w tabelach roz-
budza∏y spekulacje o odst´pstwach od teo-
rii Newtona w skali badanej w tego rodzaju
eksperymentach, o WszechÊwiecie majàcym
wi´cej ni˝ trzy wymiary, o ciemnej energii i
materii, a nawet o istnieniu „piàtej si∏y”.
Odkrycie efektu Jarkowskiego dla planeto-
idy 6489 Golevka umo˝liwia naukowcom nie
tylko wyznaczenie mas, ale przede wszyst-
kim dowodzi, ˝e kluczowà rol´ w dynamice
ma∏ych cia∏ w Uk∏adzie S∏onecznym, poza
prawem cià˝enia, odgrywajà konwencjonal-
ne efekty, a nie „piàta si∏a” albo zmodyfiko-
wana grawitacja. Ma tak˝e ogromne znacze-
nie w badaniach i projektowaniu systemów
zabezpieczenia przed zderzeniami plane-
toid z Ziemià. O rewelacjach tych donosi
Science
z 5 grudnia 2003 roku.
Efekt Jarkowskiego to wp∏yw na ruch cia-
∏a termicznych fotonów emitowanych z je-
go powierzchni. Planetoidy obracajà si´ (ju˝
Ma∏y Ksià˝´ mówi∏, ˝e na planetoidach
wyst´pujà dni i noce). Podobnie jak na Zie-
mi S∏oƒce rozgrzewa t´ stron´ planetoidy,
SYMULACJA KOMPUTEROWA
planetoidy 6489 Golevka.
Odkryto jà w 1991 roku.
Ma Êrednic´ oko∏o 0.5 km
i nale˝y do obiektów bliskich
Ziemi. Jej nazwa pochodzi
od mi´dzynarodowego programu
radarowych obserwacji
prowadzonych przy u˝yciu
anten Goldstone w Kalifornii,
Evpatoria na Krymie i Kashima
w Japonii. By∏y to pierwsze
radarowe obserwacje, w których
sygna∏ wys∏any przez anten´
na jednym kontynencie po odbiciu
od planetoidy by∏ odbierany
na drugim. Precyzyjne pomiary
radarowe ponad wszelkà
wàtpliwoÊç ujawni∏y wyst´powanie
w ruchu planetoidy przyÊpieszenia
Jarkowskiego. Wykrycie tego
efektu umo˝liwi∏o okreÊlenie
fizycznych parametrów planetoidy,
takich jak Êrednia g´stoÊç
(zaledwie 2.7 g/cm
3
, co dowodzi
du˝ej porowatoÊci planetoidy),
struktura powierzchni
i jej termiczne w∏asnoÊci,
oraz precyzyjne wyznaczenie
jej trajektorii.
PLANETOIDA
6489 GOLEVKA
NASA/JPL
