(624) Hektor

(624) Hektor ist ein Asteroid aus der Gruppe der dem Jupiter vorauseilenden Trojaner, der am 10. Februar 1907 vom deutschen Astronomen August Kopff an der Großherzoglichen Bergsternwarte in Heidelberg bei einer Helligkeit von 13,0 mag entdeckt wurde. (624) Hektor ist der größte aller Trojaner und wird von einem Satelliten umkreist.

Der Asteroid ist benannt nach dem trojanischen Helden Hektor, einem Sohn des Priamos und Ehemann der Andromache, der von Achilleus getötet wurde. Die Benennung erfolgte 1907 durch den Entdecker auf Anregung des österreichischen Astronomen Johann Palisa. Die ursprüngliche Schreibweise war „Hector“.^[1]

(624) Hektor war nach (588) Achilles und (617) Patroclus der dritte einer damals neu entdeckten Gruppe von Asteroiden, die sich in einer ähnlichen Entfernung wie der Planet Jupiter um die Sonne bewegen. Für Asteroiden, die sich in einer 1:1-Bahnresonanz mit Jupiter befinden, gibt es im Dreikörperproblem Sonne–Jupiter–Asteroid mit den Lagrange-Punkten L4 und L5 zwei mögliche dynamisch stabile Aufenthaltsorte. (624) Hektor gehört zu der Gruppe, die sich in der Nähe des Librationspunkts L4 in 60° Winkelabstand vor Jupiter her bewegt. Nach der Benennung dieser drei Asteroiden wurden Asteroiden in einer 1:1-Bahnresonanz mit Jupiter als „Trojaner“ bezeichnet. Da zunächst noch nicht auf eine solche Unterscheidung geachtet wurde, befindet sich (624) Hektor unter den Asteroiden, die später das „Lager der Griechen“ um den Librationspunkt L4 bildeten.

Photometrische Messungen des Asteroiden fanden erstmals statt vom 28. April bis 1. Juni 1957 am Radcliffe Observatory in Südafrika, am 4. Februar 1965 am Kitt-Peak-Nationalobservatorium und am 7. März 1967 an der Catalina Station, beide in Arizona, sowie vom 29. April bis 1. Mai 1968 am Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in Chile. Die Auswertung der aufgezeichneten Lichtkurven deutete laut einer Untersuchung von 1969 darauf hin, dass die Gestalt von (624) Hektor stark gestreckt ist und seine Rotationsachse nahe zur Ebene der Ekliptik liegt. Die Form entspräche vermutlich einem Zylinder mit abgerundeten Enden und einem Längen/Durchmesserverhältnis von 2,7:1, wobei eine gleichmäßige Verteilung von Albedo und Färbung über die gesamte Oberfläche angenommen wurde. Die Rotationsrichtung wurde als prograd mit einer Periode von 6,92253 h bestimmt.^[2]

Mit Daten radiometrischer Beobachtungen im mittleren Infrarot am Mauna-Kea-Observatorium auf Hawaiʻi vom 18. bis 21. September 1972 wurden für (624) Hektor erstmals Werte für den mittleren Durchmesser und die Albedo von 220 ± 40 km und 0,03 abgeleitet. Zu dieser Zeit war mit (324) Bamberga nur ein Asteroid mit einer ähnlich geringen Albedo bekannt.^[3] Eine Neuberechnung unter Verwendung zusätzlicher Daten ergab für den Durchmesser und die Albedo geänderte Werte von 179 km und 0,04.^[4]

Neue Beobachtungen im Visuellen und mittleren Infrarot erfolgten vom 11. bis 14. Februar 1978 am Mauna-Kea-Observatorium. Zu dieser Zeit zeigte nahezu die gegenüberliegende Polseite des Asteroiden zur Erde als 5 ½ Jahre zuvor. Es wurden nun Werte für den mittleren Durchmesser und die Albedo von 216 km und 0,02 abgeleitet. Mit dem Rotationsmodell aus der Untersuchung von 1969 hätte dies einem Zylinder mit einer Gesamtlänge von etwa 325 km und einem Durchmesser von etwa 122 km entsprochen. Es wurden auch Überlegungen über alternative Formen von (624) Hektor angestellt. Eine Gestalt in der Art von zwei sich berührenden oder in sehr engem Abstand umkreisenden sphärischen Objekten, wie in einer Untersuchung von 1971 postuliert,^[5] wurde aufgrund der Lichtkurven ausgeschlossen. Dagegen erschien aber auch eine hantelförmige Gestalt möglich, die durch einen Zusammenstoß von zwei Asteroiden mit sehr geringer Geschwindigkeit entstanden sein könnte, bei dem es nicht zu einer kompletten Zerstörung, sondern einer teilweisen Verschmelzung kam. Ein solcher Körper könnte dann Abmessungen von etwa (300 × 150) km besitzen und auch Albedovariationen auf der Oberfläche aufweisen.^[6] Dagegen erklärte eine Untersuchung von 1980 die Lichtkurve von (624) Hektor mit zwei sich eng umkreisenden, gleich großen Ellipsoiden.^[7]

In den 1980er und 1990er Jahren gab es darüber hinaus zahlreiche weitere Untersuchungen, die aus den archivierten Lichtkurven ab 1957 Berechnungen mit unterschiedlichen Methoden zur Bestimmung meist von zwei alternativen Lösungen für die Position der Rotationsachse (immer nahe zur Ebene der Ekliptik, meistens mit retrograder Rotation), der Rotationsperiode und der Achsenverhältnisse von dreiachsig-ellipsoidischen Gestaltmodellen durchführten.^{[8][9][10][11][12][13][14][15][16]} Dabei gab es gelegentlich auch neue photometrische Beobachtungen, die zu weiteren Lichtkurven ausgewertet wurden, wie am 3. und 5. Oktober 1985 sowie am 14. und 18. April 1991 am La-Silla-Observatorium in Chile (abgeleitete Rotationsperiode 6,92051 h)^[17][18] oder am 15. und 16. März 1990 am Roque-de-los-Muchachos-Observatorium auf La Palma (abgeleitete Periode 6,921 h).^[19]

Spektroskopische Untersuchungen am 7. September 1984 mit der Infrared Telescope Facility (IRTF) und am 28. Oktober 1998 mit dem United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT), beide am Mauna-Kea-Observatorium, lieferten Spektren im nahen Infrarot, aus denen für die Oberflächenschicht von (624) Hektor auf ein Vorkommen von Pyroxen mit einem maximalen Gehalt von 3 % an Wassereis und bis zu 40 % an Serpentin geschlossen wurde. Unter der Oberfläche könnten beliebige Anteile an Wassereis und anderen flüchtigen Substanzen vorliegen.^[20] Eine Aufnahme vom 13. Juni 1993 mit dem Hubble-Weltraumteleskop (HST) führte zur Ableitung einer Größe von (370 × 195) km für den Asteroiden, es konnte aber kein Begleiter gefunden werden.^[21][22]

Beobachtungen am 7. November 2000 mit dem Teleskop II des Keck-Observatoriums auf Hawaiʻi im sichtbaren und im mittleren Infrarotbereich ergaben eine Albedo von 0,04–0,06 und einen Durchmesser von 203–239 km, abhängig von den angenommenen thermischen Modellparametern.^[23] Eine Untersuchung von 2002 stellte noch einmal die wahrscheinlich locker gebundene binäre Struktur von (624) Hektor heraus, ohne allerdings aus den photometrischen Daten allein ein Gestaltmodell ableiten zu können.^[24] Spektroskopische Beobachtungen am 2. März 2004 im nahen und mittleren Infrarot mit dem Spitzer-Weltraumteleskop wurden zu einem mittleren Durchmesser und einer Albedo von 220 km bzw. 0,04 ausgewertet, außerdem wies das Spektrum auf das Vorhandensein von feinkörnigen Silicaten hin.^[25]

Bei Beobachtungen in nahen Infrarot mit dem Laser Guide Star (LGS)-System am 10-m-Teleskop II des Keck-Observatoriums und seinem Adaptive Optics (AO)-System konnte am 16. Juli 2006 ein Satellit von (624) Hektor entdeckt werden. Die Form des optisch aufgelösten Asteroiden konnte durch eine Ellipse mit Achsen von (350 × 210) km angenähert werden, aber mehrere Einzelbilder deuten darüber hinaus darauf hin, dass er auch eine zweilappige Form haben könnte. Basierend auf dem Helligkeitsverhältnis zwischen dem Primärkörper und dem mit der provisorischen Bezeichnung S/2006 (624) 1 versehenen Satelliten wurde dessen Durchmesser auf etwa 15 km geschätzt.^[26] Der Satellit erhielt später den Namen Skamandrios (siehe unten).

Eine Untersuchung von 2007 erstellte Gestaltmodelle aus sich berührenden Ellipsoiden u. a. für (624) Hektor. Aus diesen Modellen wurde dann dasjenige ausgewählt, bei dem die archivierten Lichtkurven aus den Beobachtungen von 1957 bis 1968 am besten zu den simulierten Rotationsdaten passten. Daraus ließen sich auch die Achsenverhältnisse der beiden Ellipsoide, ein Massenverhältnis von etwa 3:2 und eine Dichte von etwa 2,48 g/cm³ ableiten.^[27]

Photometrische Messungen des Satelliten erfolgten wieder am 17. und 18. Oktober 2008 am Santana Observatory in Kalifornien, aus denen sich eine Rotationsperiode von 6,923 h bestimmen ließ.^[28] Weitere Beobachtungen wurden vom 29. Dezember 2008 bis 28. Januar 2009 während elf Nächten am Hamanowa Astronomical Observatory in Japan durchgeführt, aus diesen wurde eine Rotationsperiode von 6,9210 h abgeleitet.^[29]

Eine Auswertung von Beobachtungen durch das Projekt NEOWISE im nahen Infrarot speziell für Trojaner ergab 2012 Werte für den mittleren Durchmesser und die Albedo im sichtbaren Bereich von 147,4 km bzw. 0,11.^[30] Abschätzungen von Masse und Dichte für den Asteroiden (624) Hektor aufgrund von gravitativen Beeinflussungen auf Testkörper führten in einer Untersuchung von 2012 zu einer Masse von etwa 9,95·10¹⁸ kg und mit einem angenommenen Durchmesser von etwa 227 km zu einer Dichte von 1,63 g/cm³ bei einer Porosität von 41 %. Die Werte besitzen eine Unsicherheit im Bereich von ±20 %.^[31] Eine Untersuchung von 2014 ermittelte aus den archivierten Lichtkurven aus dem Zeitraum 1957–2008 sowie Daten des United States Naval Observatory (USNO) in Arizona und der Catalina Sky Survey erstmals dreidimensionale Gestaltmodelle von (624) Hektor für eine Rotationsachse mit retrograder Rotation und einer Periode von 6,92051 h. Eine thermophysikalische Modellierung unter Verwendung der NEOWISE-Daten erbrachte darüber hinaus Werte für den mittleren Durchmesser und die Albedo von 186 km bzw. 0,06.^[32]

Im Zeitraum von Juli 2006 bis November 2011 waren mit dem Keck-Teleskop noch zwölf weitere Beobachtungen des Satelliten von (624) Hektor gelungen. Aus den archivierten Lichtkurven von 1957 bis 1991 und eigenen Messungen aus dem Zeitraum 2006 bis 2011 sowie Daten von USNO und der Catalina Sky Survey konnte in einer weiteren Untersuchung von 2014 mit der Methode der konvexen Inversion ebenfalls ein dreidimensionales Gestaltmodell der Primärkomponente erstellt werden. Aus dem Vergleich mit den Keck-Aufnahmen ließ sich dabei auch eine der alternativen Rotationsachsen ausschließen, die Periode der retrograden Rotation wurde zu 6,92051 h berechnet. Zusätzlich zu dem konvexen Modell wurde auch ein zweilappiges hantelförmiges Modell und das Modell eines engen Binärsystems erstellt. Die beste Übereinstimmung mit den Daten ergab das System aus zwei überlappenden Körpern mit äquivalenten Durchmessern von etwa 220 und 183 km, entsprechend einem mittleren Gesamtdurchmesser von 250 ± 26 km, einer Masse von 7,9·10¹⁸ kg und einer Dichte von 1,0 g/cm³. Das enge Binärsystem wurde dagegen verworfen, da es nur schlecht zu den Daten der Fine Guidance Sensors des Hubble-Weltraumteleskops (HST)^[33] passte. Die Dichte entspricht etwa der des Doppelsystems (617) Patroclus, allerdings sollte bei (624) Hektor das Innere stärker kompaktiert sein zu einem Kern mit einer Porosität <15 %, der von einer 70–80 km dicken und poröseren eisigen Schale umgeben ist, so dass die Gesamtporosität bei etwa 50 % liegt. Unter der Annahme einer vergleichbaren Albedo beider Objekte wurde der Durchmesser des Satelliten nun auf 12 ± 3 km abgeschätzt, er umkreist die Primärkomponente in 2,965 Tagen auf einer elliptischen Umlaufbahn mit einer Großen Halbachse von 624 ± 10 km und einer Exzentrizität von 0,31. Die Umlaufbahn ist etwa 50° gegen die Äquatorebene der Primärkomponente geneigt und auch über längere Zeiträume stabil.^[34]

Neue photometrische Beobachtungen erfolgten wieder während mehrerer Kampagnen am Center for Solar System Studies (CS3) in Kalifornien, so am 16. und 17. April 2014, wo zunächst aus der aufgezeichneten Lichtkurve eine Rotationsperiode von 6,928 h abgeleitet wurde,^[35] sowie während fünf Nächten vom 16. bis 28. Juli 2019, wo die Daten eine Periode von 6,922 h ergaben. In der Kombination mit den Beobachtungsdaten von 2014 konnte daraus anschließend auch ein vorläufiges Gestaltmodell für eine Rotationsachse mit retrograder Rotation und einer Periode von 6,92051 h berechnet werden.^[36]

Mit dem Weltraumteleskop Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) konnten während dessen Durchmusterung des Südhimmels 2018 bis 2019 auch Objekte des Sonnensystems beobachtet werden. Dabei wurden auch die Lichtkurven von fast 10.000 Asteroiden aufgezeichnet. Für (624) Hektor wurde aus Messungen etwa vom 25. Juli bis 22. August 2018 eine Rotationsperiode von 6,92285 h erhalten.^[37] Zwischen 2012 und 2018 wurden mit der All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN) auch photometrische Daten von 20.000 Asteroiden aufgezeichnet. Auf mehr als 5000 davon konnte erfolgreich die Methode der konvexen Inversion angewendet werden, darunter auch (624) Hektor, für den in einer Untersuchung von 2021 ein verbessertes dreidimensionales Gestaltmodell für zwei alternative Rotationsachsen mit retrograder Rotation und einer Periode von 6,92047 h berechnet wurde.^[38]

Eine weitere Beobachtungskampagne vom 6. bis 8. September 2021 am CS3 führte zu einer abgeleiteten Rotationsperiode von 6,923 h.^[39] Eine Zusammenarbeit mehrerer Observatorien in Spanien vom 28. Dezember 2022 bis 11. Januar 2023 führte zur Bestimmung einer Rotationsperiode von 6,920 h.^[40]

Eine astrometrische Auswertung der Begegnung von (624) Hektor mit dem etwa 6 km großen Asteroiden (437759) 2014 GG₄₇ am 19. Februar 2013 bis auf etwa 780.000 km bei einer Relativgeschwindigkeit von 7,5 km/s führte in einer Untersuchung von 2023 zur Abschätzung einer Masse für (624) Hektor von etwa 12,6·10¹⁸ kg mit einer Unsicherheit von ±50 % in Übereinstimmung mit früheren Ergebnissen.^[41] Im Jahr 2023 wurde aus photometrischen Messungen von Gaia DR3 erneut ein dreidimensionales Gestaltmodell des Asteroiden für eine Rotationsachse mit retrograder Rotation und einer Periode von 6,92049 h berechnet,^[42] ebenso wie im gleichen Jahr aus photometrischen Daten des USNO, der Catalina Sky Survey, von Gaia DR3, des Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS), von ASAS-SN und TESS sowie 87 archivierten Lichtkurven aus dem Zeitraum 1957 bis 2019 ein weiteres Gestaltmodell für eine Rotationsachse mit retrograder Rotation und einer Periode von 6,92051 h.^[43]

(624) Hektor ist das größte Mitglied einer Asteroidenfamilie innerhalb der L4-Trojaner mit ähnlichen Bahneigenschaften, wie eine Große Halbachse von 5,23–5,35 AE, eine Exzentrizität von 0,03–0,09 und eine Bahnneigung von 17,8°–19,4°. Taxonomisch handelt es sich um Asteroiden der Spektralklassen D und L, die mittlere Albedo liegt bei 0,07. Der Hektor-Familie wurden im Jahr 2019 etwa 100 bekannte Mitglieder zugerechnet,^[44] ihr Alter wurde auf 1–4 Mrd. Jahre oder, weniger wahrscheinlich, 0,1–2,5 Mrd. Jahre geschätzt.^[45]

Ein natürlicher Satellit von (624) Hektor wurde am 16. Juli 2006 am Keck-Observatorium auf Hawaiʻi entdeckt (siehe oben). Er erhielt zunächst die provisorische Bezeichnung S/2006 (624) 1. Weitere Beobachtungen zeigten, dass der Begleiter einen Durchmesser von etwa 12 km besitzt, er umkreist seinen Zentralkörper einmal in 2,965 Tagen auf einer elliptischen Umlaufbahn mit einer Großen Halbachse von etwa 624 km. Im März 2017 wurde dem Mond nach dem Beinamen von Hektors Sohn Astyanax der offizielle Name (624) I Skamandrios verliehen.^[46]

• Liste der Asteroiden
• Liste der Monde von Asteroiden

• (624) Hektor beim IAU Minor Planet Center (englisch)
• (624) Hektor in der Small-Body Database des Jet Propulsion Laboratory (englisch).
• (624) Hektor in der Datenbank der „Asteroids – Dynamic Site“ (AstDyS-2, englisch).
• (624) Hektor in der Database of Asteroid Models from Inversion Techniques (DAMIT, englisch).

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