Denna animation visar omloppsbanan för 2020 SO som fångades av jordens gravitation den 8 november, 2020. Den kommer att fly i mars 2021. Dess rörelse har snabbats upp en miljon gånger snabbare än i realtid. Kredit:NASA/JPL-Caltech
Jorden har fångat ett litet föremål från sin bana runt solen och kommer att hålla det som en tillfällig satellit i några månader innan det flyr tillbaka till en solbana. Men föremålet är sannolikt inte en asteroid; Det är troligen Centaur-raketförstärkaren på övre scenen som hjälpte till att lyfta NASA:s olyckliga Surveyor 2-rymdskepp mot månen 1966.
Den här berättelsen om himmelsk catch-and-release börjar med upptäckten av ett okänt föremål av det NASA-finansierade Pan-STARRS1 undersökningsteleskopet på Maui i september. Astronomer vid Pan-STARRS märkte att detta föremål följde en lätt men tydligt krökt bana på himlen, vilket är ett tecken på dess närhet till jorden. Den skenbara krökningen orsakas av att observatören roterar runt jordens axel när vår planet snurrar. Antas vara en asteroid som kretsar runt solen, objektet fick en standardbeteckning av Minor Planet Center i Cambridge, Massachusetts:2020 SO. Men forskare vid Center for Near-Earth Object Studies (CNEOS) vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien såg objektets omloppsbana och misstänkte att det inte var en normal asteroid.
De flesta asteroidernas banor är mer långsträckta och lutade i förhållande till jordens omloppsbana. Men omloppsbanan 2020 SO runt solen var väldigt lik jordens:den var på ungefär samma avstånd, nästan cirkulär, och i ett omloppsplan som nästan exakt matchade vår planets - mycket ovanligt för en naturlig asteroid.
När astronomer vid Pan-STARRS och runt om i världen gjorde ytterligare observationer av 2020 SO, data började också avslöja i vilken grad solens strålning förändrade 2020 SO:s bana – en indikation på att det kanske inte är en asteroid trots allt.
Detta fotografi visar en modell av Surveyor-landaren. Kredit:NASA/JPL-Caltech
Trycket som utövas av solljus är litet men kontinuerligt, och det har en större effekt på ett ihåligt föremål än ett solidt. En förbrukad raket är i huvudsak ett tomt rör och är därför ett föremål med låg densitet med stor yta. Så det kommer att drivas runt av solstrålningstrycket mer än ett fast ämne, stenklump med hög densitet - ungefär som en tom läskburk kommer att tryckas av vinden mer än en liten sten.
"Solstrålningstryck är en icke-gravitationskraft som orsakas av ljusfotoner som emitteras av solen som träffar ett naturligt eller konstgjort föremål, sa Davide Farnocchia, en navigationsingenjör på JPL, som analyserade 2020 SO:s bana för CNEOS. "Den resulterande accelerationen på objektet beror på det så kallade förhållandet mellan area och massa, som är större för små och lätta, objekt med låg densitet."
Med analysen av mer än 170 detaljerade mätningar av 2020 SO:s position under de senaste tre månaderna, inklusive observationer gjorda av den NASA-finansierade Catalina Sky Survey i Arizona och ESA:s (Europeiska rymdorganisationens) optiska markstation på Teneriffa, Spanien, effekten av solstrålningstrycket blev uppenbar och bekräftade 2020 SO:s lågdensitetsnatur. Nästa steg var att ta reda på var den misstänkta raketboostern kunde ha kommit ifrån.
Detta fotografi från 1964 visar en Centaur-raket på översta steget innan den parades till en Atlas-booster. En liknande Centaur användes under lanseringen av Surveyor 2 två år senare. Kredit:NASA
Rymdålderns artefakt
Månlandaren Surveyor 2 sköts upp mot månen den 20 september, 1966, på en Atlas-Centaur-raket. Uppdraget var utformat för att rekognoscera månens yta inför Apollo-uppdragen som ledde till den första besättningen på månlandningen 1969. Kort efter lyftet, Surveyor 2 separerades från sin Centaur-booster i övre steg som avsett. Men kontrollen över rymdskeppet förlorades en dag senare när en av dess propeller inte kunde antändas, kastar den i en snurr. Rymdfarkosten kraschade in i månen strax sydost om Copernicus-kratern den 23 september, 1966. Den förbrukade Centaur-raketen på översteg, under tiden, seglade förbi månen och försvann in i en okänd bana om solen.
Misstänksamt att 2020 SO var en rest av ett gammalt månuppdrag, CNEOS-chefen Paul Chodas "vridde tillbaka klockan" och körde objektets bana bakåt för att avgöra var det hade varit tidigare. Chodas fann att 2020 SO hade kommit något nära jorden några gånger under decennierna, men 2020 SO:s tillvägagångssätt i slutet av 1966, enligt hans analys, skulle ha varit tillräckligt nära för att det kan ha sitt ursprung från jorden.
"En av de möjliga vägarna för 2020 SO förde objektet mycket nära jorden och månen i slutet av september 1966, ", sa Chodas. "Det var som ett eureka-ögonblick när en snabb kontroll av lanseringsdatum för månuppdrag visade en matchning med Surveyor 2-uppdraget."
Nu, år 2020, Kentauren verkar ha återvänt till jorden för ett kort besök. Den 8 nov. 2020 drev SÅ långsamt in i jordens sfär av gravitationsdominans, en region som kallas Hill-sfären som sträcker sig ungefär 930, 000 miles (1,5 miljoner kilometer) från vår planet. Det är där 2020 SO kommer att ligga kvar i ungefär fyra månader innan det flyr tillbaka till en ny bana runt solen i mars 2021.
Innan den går, 2020 kommer SO att göra två stora slingor runt vår planet, med sitt närmaste tillvägagångssätt den 1 december. Under denna period, astronomer kommer att ta en närmare titt och studera dess sammansättning med hjälp av spektroskopi för att bekräfta om 2020 SO verkligen är en artefakt från den tidiga rymdåldern.
