Mikä on dynaaminen menetelmä?

Dynaaminen menetelmä on astrofysiikassa käytetty lähestymistapa, jolla pyritään määrittämään, mikä on asteroidin massa, sillä kuinka sen liikkuminen avaruudessa vaikuttaa toisen sen lähellä olevan asteroidin vetovoimaan. Prosessia kutsutaan myös häiriöteoriaksi, ja se on johtanut arvioiden määrittämiseen 24 näkyvän asteroidin massasta. Dynaamisen menetelmän käyttäminen asteroidimassan määrittämisessä on ollut menestynein käytettävissä oleva menetelmä lukuun ottamatta suoria avaruusalusten lentoja vuodesta 2011 lähtien, mutta se on altis ongelmille kahden merkittävän rajoituksen vuoksi. Koska asteroidit ovat yleensä erittäin pieniä kappaleita, niiden gravitaatiovaikutukset toisiinsa etäisyydeltä ovat usein niin pieniä, ettei niitä voida mitata nykytekniikalla. Toiseksi dynaaminen menetelmä toimii vain kahden avaruudessa sijaitsevan eristetyn kappaleen kanssa, jotka ovat lähellä toisiaan, koska n-kappaleen ongelma syntyy monimutkaisista taivaan mekaniikan vaikutuksista, jos muut asteroidit tai planeetat vaikuttavat samanaikaisesti kahden tutkittavan kappaleen liikkeeseen.

Asteroidimassojen määrittämiseksi dynaamisella menetelmällä on oltava olemassa kapea ryhmä tähtitieteen olosuhteita, jolloin virheiden määrä on enintään 10% kohteen todellisesta massasta. Näihin olosuhteisiin kuuluvat muun muassa mitattava asteroidi, joka kohtaa toistuvasti yksi toisensa jälkeen toisen asteroidin, jotta voidaan tehdä useita mittauksia, ja vertailu asteroidin aiempaan liikkeeseen monien vuosien aikana. Ensimmäisten 19 asteroidin massan määrittäminen dynaamisella menetelmällä vuodesta 2003 perustui objektien kiertoradan historiallisiin ennätyksiin vuosina 1900–2002, jotta varmistettaisiin paras mahdollinen laskentatarkkuus.

Vuodesta 2011 lähtien se on ottanut taivaan mekaniikan kentän tähtitieteessä 200 vuotta määrittämään 24 asteroidin massa aurinkokunnassa. Suurin osa näistä esineistä on asteroidistandardien mukaan melko suuria, kuten asteroidi Ceres, joka yksin muodostaa 30–40% koko asteroidivyöhykkeen massasta. Ceres on kuitenkin vain 1% Maan Kuun massasta, mikä teki jopa sen massan määrittämisestä vaikean tehtävän. Joillakin asteroideilla on omat luonnolliset satelliittinsa, kuten 1998 WW31 ja 2001 QT297, mikä tekee gravitaatiohäiriöiden laskemisesta mahdollista useammin. Asteroideja ovat vierailleet myös avaruusalukset, kuten 433 Eros ja 253 Mathilde, joissa Near Earth Asteroid Rendezvous-Shoemaker (NEAR Shoemaker) -luotain vieraili vuonna 2000, ja niiden painovoima-vaikutusta veneeseen käytettiin niiden massan määrittämiseen.

Muita suuria asteroideja, joiden massat on määritetty dynaamisella menetelmällä, ovat 2 Pallas ja 4 Vesta, joihin sisältyi myös Mars -planeetan aiheuttamia häiriöitä niiden kulkiessa sen painovoimakentän alueella vuonna 2001. Vestalla oli myös avaruusalusten havainto osana sen massalaskelmat. Asteroideille, kuten 45 Eugenialle, 87 Sylvialle ja 90 Antiopelle, on tehty dynaamiset menetelmälaskelmat massastaan ​​perustuen yksinomaan omiin kiertäviin satelliitteihinsa.