Объект 2015tb145: астероид или угасшая комета?

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2016, том 59, №1-2_

АСТРОНОМИЯ

УДК 523. 532

Академик АН Республики Таджикистан П.Б.Бабаджанов, Г.И.Кохирова, У.Х.Хамроев

ОБЪЕКТ 2015ТВ145: АСТЕРОИД ИЛИ УГАСШАЯ КОМЕТА?

Институт астрофизики АН Республики Таджикистан

Астероид, сближающийся с Землей (АСЗ), 2015TB145 открыт 10 октября 2015 г., а уже 31 октября он сблизился с Землей на минимальном расстоянии. По полученным радиолокационным снимкам астероида сделано предположение, что в действительности он является угасшим комет-ным ядром. Для проверки предположения авторами исследована дифференциальная эволюция орбиты АСЗ 2015TB145 на интервале времени 100000 лет под действием планетных возмущений. Показано, что астероид за один цикл изменения аргумента перигелия его орбиты, примерно 40 тыс. лет, пересекает орбиту Земли восемь раз. Следовательно, если объект имеет кометную природу, то он может иметь родственный метеороидный рой, порождающий восемь метеорных потоков, наблюдаемых на Земле. Вычислены параметры теоретических потоков, связанных с 2015TB145, и во всех опубликованных каталогах проведен поиск наблюдаемых потоков идентичных теоретически предсказанным. Оказалось, что семь из восьми предсказанных метеорных потоков отождествлены с наблюдаемыми активными потоками. Сделан вывод, что околоземный объект 2015TB145 является действительно угасшим ядром родительской кометы выявленного роя.

Ключевые слова: астероид, угасшая комета, орбита, эволюция, метеороидный рой, метеорный поток.

Астероид, получивший обозначение 2015TB145, был открыт 10 октября 2015 г. в рамках автоматической программы наблюдений околоземных объектов «Pan-STARRS», выполняемой на Гавайях в США. Абсолютная звёздная величина 2015TB145 составляет Н=20.0 звёздных величин, а эквивалентный диаметр оценён как d=600 м. По первым оптическим снимкам вычислена орбита нового объекта и стало ясно, что он может сближаться с Землёй. Из-за своего размера и близости к Земле он классифицируется как потенциально опасный для Земли. К таким объектам относятся космические тела больше 100 м и которые приближаются к Земле на расстояние 7.5 млн км.

Астероид перемещается в межпланетном пространстве со скоростью 35 км/с и 31 октября 2015 г. пролетел на расстоянии 0.003 а.е. или 450 тыс. км от Земли, для Таджикистана это произошло в 22.00 местного времени. Это расстояние в 1.2 раза больше расстояния между Землёй и Луной. Астероид можно было наблюдать при хороших погодных условиях даже при помощи бинокля или любительского телескопа благодаря его перемещению по небу относительно неподвижных звёзд.

Последний раз крупный астероид близко подлетал к нашей планете в 1969 г.[1]. Следующее подобное событие ожидается в октябре 2085 г., когда астероид пролетит на расстоянии 0.16 а.е. (более 24 млн.км) от Земли, и в ноябре 2088 г. он сблизится с Землёй на дистанции 8.5 млн. км [1], что

Адрес для корреспонденции: Кохирова Гулчехра Исроиловна. 734042, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул.Бухоро, 22, Институт астрофизики АН РТ. E-mail: kokhirova2004@mail.ru

составляет почти 0.06 расстояния Земли от Солнца. По расчётам специалистов, в течение ближайших 100 лет астероид не представляет реальной опасности для Земли.

В период сближения астероида с Землёй 30-31 октября 2015 г. получены первые радиолокационные изображения астероида (рис.1) по радиоданным наблюдений объекта в обсерватории Аре-сибо в Пуэрто Рико (США), где расположен самый крупный на Земле радиотелескоп. Выполнены и оптические наблюдения астероида, включая инфракрасный диапазон излучения. Найдено, что размер объекта действительно составляет 600 м, что он имеет почти сферическую фигуру и совершает полный оборот вокруг своей оси за 5 часов. Темные участки в центре астероида могут быть следами ударного кратера. Установлено, что астероид отражает только 6% солнечного света, то есть является достаточно темным объектом. На основе этого факта и кометоподобной орбиты астероида ученые высказали предположение, что на самом деле этот объект является ядром угасшей кометы. Угасшие ядра комет представляют собой кометы, которые со временем покрываются плотной тугоплавкой корой. Эта кора предотвращает дальнейшую сублимацию льдов из-за солнечного нагрева и комета прекращает выброс газа, то есть в ней останавливаются активные процессы. Следовательно, если 2015TB145 является угасшей кометой, то это огромная глыба из замороженных газов с пылью. Напротив, настоящие астероиды состоят из камня или железа. В отсутствии возможности взять пробы вещества для анализа нами разработана методика определения или выявления угасших комет среди околоземных астероидов по метеорному признаку. Здесь приводятся результаты исследований объекта 2015TB145 с целью уточнения его природы.

Рис.1. Астероид 2015 TB145 (Фото: NAIC-Arecibo / NSF).

Элементы современной орбиты АСЗ 2015TB145, принадлежащего группе Аполлона, приведены в табл. 1 [1], где а - большая полуось, е - эксцентриситет, - перигелийное и афелийное расстояния, / - наклон, ш - аргумент перигелия, О - долгота перигелия, Яа, Я - гелиоцентрические расстояния восходящего и нисходящего узлов орбиты, Т - критерий Тиссерана, позволяющий разделять орбиты объектов на кометный и астероидальный типы. Согласно значению Т, астероид двигается по кометоподобной орбите.

Таблица 1

Элементы современной орбиты астероида 2015ТВ145

Объект а

2015ТВ145 2.10 0.86 0.29 3.91 39.69 121.73 37.73 0.004 -0.63 2.96

В серии статей [см. например, 2-4] рассмотрены обстоятельства образования метеороидных роев и показано, что метеорные потоки могут образовать только те метеороиды роя, узел орбиты которых будет находиться на расстоянии ~ 1 а.е. от Земли. Поскольку гелиоцентрические расстояния восходящего и нисходящего узлов Яа, Я^ современной орбиты объекта не равны 1 а.е. (табл.1), то для них невозможно выявить родственные метеорные потоки простым сравнением их элементов орбит. Орбита родительского тела во время её пересечения орбиты Земли может быть определена по её эволюции под действием гравитационных возмущений больших планет.

Мы вычислили вековые изменения элементов орбиты астероида по методу интегрирования Альфана-Горячева [5] с учётом гравитационных возмущений шести планет (Меркурий-Сатурн). В результате вычисления оскулирующих элементов орбиты выявлено, что у этого объекта один цикл изменения аргумента перигелия составляет почти 45 тыс. лет, при этом наклон, эксцентриситет и перигелийное расстояние имеют большие диапазоны изменений. За этот период объект восемь раз пересекает орбиту Земли. На рис. 2 и 3 приведены долгопериодические изменения Яа,и Я^ объекта в зависимости от времени в прошлое и будущее, соответственно, здесь расстояние 1 а.е. соответствует моментам пересечения с орбитой Земли. Зависимость Яа,и Ял от аргумента перигелия за один цикл его изменения приведены на рис.4. На рис.2-4 расстояние 1 а.е. соответствует моментам пересечения с орбитой Земли.

О -I-1-1-1-1-1-1-1-1-1-

-50000 -45000 -40000 -35000 -30000 -25000 -20000 -15000 -10000 -5000 0

Т

Рис. 2. Долгопериодические изменения радиусов векторов восходящего Яа и нисходящего Я^ узлов орбиты астероида 2015ТВ145 на интервале 50 тысяч лет в прошлое.

Рис. 3. Долгопериодические изменения радиусов векторов восходящего Ка и нисходящего Кл узлов орбиты астероида 2015ТВ145 на интервале 50 тысяч лет в будущее.

Рис. 4. Изменения радиусов векторов восходящего Ка и нисходящего К узлов орбиты астероида 2015ТВ145

в зависимости от аргумента перигелия ю.

Таким образом, выяснилось, что объект является восьмикратным пересекателем орбиты Земли и поэтому, если он является угасшей кометой, он может иметь родственный метеороидный рой, порождающий восемь метеорных потоков. Такой рой объект мог сформировать в период своей ко-метной активности.

Используя элементы орбиты объекта в моменты пересечения с орбитой Земли, нами вычислены параметры восьми метеорных потоков, теоретически связанных с ним. Затем по всем имеющимся данным наблюдений проведен поиск наблюдаемых потоков, близких по параметрам теоретически предсказанным. Результаты представлены в табл.2, где, кроме обычных элементов орбит, также даны

б, д - прямое восхождение и склонение геоцентрических радиантов, У8 - геоцентрические скорости в км/с, Ь0 - долготы Солнца и соответствующие даты активности метеорных потоков, связанных с 2015TB145; ночные и дневные потоки обозначены как «Н» и «Д», соответственно. В качестве меры близости орбит объекта и потока мы использовали самый важный и наиболее часто используемый Д5я критерий Саутворта и Хокинза [6], для вычисления которого используются пять элементов сравниваемых орбит. Считается, что объекты могут быть родственными, если значение Д5я критерия для их орбит не превосходит значения 0.30. Значения Д5я критерия, вычисленные для теоретической и наблюдаемой орбиты, также приведены в табл.2. В этой таблице параметры теоретических потоков обозначены жирным шрифтом, и все угловые элементы даны в равноденствии 2000.0. И, наконец, в последнем столбце указан каталог, в котором найден поток, ассоциация и индивидуальные метеоры.

Таблица 2

Метеорные потоки, связанные с АСЗ 2015TB145

Метеорный поток q (а.е.) e i° ю° L°© Дата б° д° vg Dsh Тип Каталог

Теоретический 1 0.29 0.864 35.6 216.3 302.9 216.3 0кт30 50.2 41.2 34.1 Н

L 45 0.17 0.89 23.0 210.6 319.3 210.6 Окт23 49.9 30.9 33.8 0.30 Н L

9 метеоров 0.26 ±0.02 0.833 ±0.028 35.7 ±1.4 214.0 ±2.1 308.8 ±1.9 214.0 ±2.1 Окт27 51.8 ±2.0 40.6 ±1.7 35.0 ±1.6 0.16 ±0.01 Н MODC

Теоретический 2 0.29 0.864 38.5 36.7 122.5 216.7 Окт31 62.9 -2.5 34.8 Н

L 43 0.33 0.93 26.3 30.1 114.7 210.1 Окт22 48.4 -0.1 34.7 0.30 Н L

Индивидуальные метеоры не найдены

Теоретический 3 0.92 0.565 60.9 18.2 141.0 18.2 Апр8 299.6 46.3 34.5 Н

Апр.Цигниды 0.90 0.768 66.4 19.2 139.8 19.2 Апр9 303.8 44.8 39.0 0.22 Н S3

15 метеоров 0.92 ±0.01 0.601 ±0.019 64.5 ±1.0 16.5 ±1.2 143.8 ±1.8 16.5 ±1.2 Апр6 297.1 ±1.1 44.5 ±0.6 38.0 ±0.5 0.17 ±0.01 Н MODC

Теоретический 4 0.93 0.562 61.0 196.1 323.1 16.1 Апр6 18.0 -70.5 34.6 Н

Потоки и индивидуальные метеоры не наблюдались

Теоретический 5 0.93 0.559 60.1 303.8 215.4 303.8 Янв24 220.7 56.1 34.9 Д

9 метеоров 0.93 ±0.01 0.595 ±0.033 56.7 ±1.5 304.6 ±1.8 212.1 ±2.8 304.6 ±1.8 Янв25 222.9 ±2.0 59.5 ±1.4 35.0 ±0.7 0.18 ±0.01 Д MODC

Теоретический 6 0.91 0.569 61.8 119.0 40.2 299.0 Янв19 138.9 -53.2 35.8 Д

3 метеора 0.88 ±0.02 0.573 ±0.095 61.7 ±3.5 118.8 ±3.7 43.7 ±5.0 298.8 ±3.7 Янв19 138.1 ±3.5 -50.5 ±3.3 37.3 ±1.8 0.19 ±0.01 Д MODC

Теоретический 7 0.29 0.862 39.4 101.3 58.0 101.3 Июль4 73.8 45.9 34.9 Д

7 метеоров 0.30 ±0.01 0.894 ±0.027 38.6 ±1.3 98.1 ±1.1 60.4 ±3.3 98.1 ±1.1 Июль1 71.6 ±2.3 45.8 ±0.6 36.9 ±1.1 0.16 ±0.01 Д MODC

Теоретический 8 0.29 0.863 35.0 282.1 237.1 102.1 Июль5 81.0 1.9 34.0 Д

L 56 0.25 0.99 30.3 298.4 229.3 118.4 Июль20 97.5 10.9 41.1 0.26 Д L

5 метеоров 0.27 ±0.03 0.911 ±0.038 34.2 ±2.9 277.2 ±2.5 237.1 ±2.8 97.2 ±2.5 Июнь30 77.1 ±2.0 3.9 ±1.9 37.7 ±1.7 0.18 ±0.01 Д MODC

Поиск предсказанных потоков осуществлялся во всех опубликованных каталогах наблюдаемых метеорных потоков, индивидуальных болидов, а также среди значительного количества индивидуальных метеорных орбит по данным центра метеорных орбит Международного астрономического союза (МАС). Последний источник обозначается как MODC. В поиске было принято, чтобы предсказанный радиант отличался от наблюдаемого не более чем на ±10о по прямому восхождению и склонению, различие в геоцентрической скорости было AVg<±5 км/с, а период активности в пределах ±15 суток. На схожесть орбит предсказанных и наблюдаемых потоков указывают величины DSH, приведенные в табл.2.

Из табл.2 видно, что семь из восьми предсказанных потоков отождествлены с наблюдаемыми потоками. Теоретический третий поток отождествлен с наблюдаемым потоком Апрельские Цигниды, впервые выделенный Секаниной (S3) [7] по радиолокационным наблюдениям метеоров. Данный поток в каталоге подтверждённых метеорных потоков МАС назван Зета Цигниды, имеет номер 000040 и обозначение ZCY. Активность потока ZCY доказана также современными видеонаблюдениями метеорной активности многочисленными европейскими сетями. Теоретические первый, второй и восьмой потоки отождествлены с тремя ассоциациями, выделенными Лебединцом и др. (L) [8] также по радиолокационным наблюдениям метеоров. Активность шести теоретических потоков дополнительно подтверждена данными наблюдений индивидуальных метеоров MODC. На этой основе можно говорить о выделении новых (ранее не известных) наблюдаемых метеорных потоков или ассоциаций, название которых связано с положением их радиантов на небесной сфере. Согласно координатам радиантов, первый поток, включающий ассоциацию 45 (L) и еще 9 метеоров (MODC), можно назвать 1026 Персеиды, второй поток, отождествлённый с ассоциацией 43 (L), можно назвать 94 Цетиды, пятый поток, состоящий из 9 метеоров - й Дракониды, шестой с тремя метеорами - 3703 Велиды, седьмой с 7 метеорами-59 Персеиды и, наконец, восьмой поток, состоящий из ассоциации 56 (L) и 5 метеоров (MODC) - 1610 Ориониды.

Лишь четвёртый предсказанный поток не отождествлен ни с одним известным потоком, и для него не найдено ни одного индивидуального болида или метеора. Скорее всего, это связано с тем, что склонение радианта потока имеет предельно низкую величину -70 град. и регистрировать такие метеоры практически невозможно, то есть здесь просто пока отсутствуют наблюдательные данные.

Заключение

Таким образом, объект 2015TB145 является восьмикратным пересекателем орбиты Земли, и семь метеорных потоков, из восьми теоретически связанных с ним, отождествлены с наблюдаемыми метеорными потоками. Данный факт вместе с кометоподобной орбитой объекта и низким значением альбедо его поверхности являются весьма сильными аргументами в пользу кометной природы 2015TB145. По-видимому, он действительно представляет собой ядро угасшей кометы или крупный потухший фрагмент какой-либо кометы и, следовательно, состоит из глыбы льдов и пыли. Имеет смысл продолжить поиск аналогичных угасших фрагментов, образовавшихся в результате дробления прародительской кометы, среди околоземных астероидов.

Поступило 02.12.2015 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. http://neo.jpl.nasa.gov, 2015.

2. Бабаджанов П.Б., Вильямс И.П., Кохирова Г.И. Астероидно-метеороидный комплекс Писцид. -ДАН РТ, 2007, т. 50, № 2, с. 14-23.

3. Babadzhanov P.B., Williams I.P., Kokhirova G.I. The meteor showers associated with 2003EH1.-Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2008, v. 386, issue 4, pp. pp.2271-2277.

4. Бабаджанов П.Б., Кохирова Г.И. Эволюция орбиты и метеорные потоки околоземного объекта 2004СК39. - ДАН РТ, 2010, т.53, № 2, с.110-116.

5. Горячев Н.Н. Метод Альфана для вычисления вековых возмущений планет и его применение. -Томск: Красное Знамя, 1937, 115 с.

6. Southworth R.B., Hawkins G.S. Statistics of meteor streams. - Smith. Contrib. Astrophys., 1963, v. 7, p. 261-285.

7. Sekanina Z. Statistical model of meteor streams. IV - A study of radio streams from the synoptic year. -Icarus, 1976, 27, pp. 265-321.

8. Лебединец В.Н., Корпусов В.В., Соснова А.К. Потоки радиометеоров. - Труды Ин-та эксперим. метеорологии, 1973, № 1(34), с. 88-171.

П.Б.Бобочонов, Г.И.Кохирова, УДДамроев

ОБЪЕКТИ 2015TB145: АСТЕРОИД ВА Ё КОМЕТАИ ХОМУШШУДА?

Институти астрофизикаи Академияи илм^ои Цумхурии Тоцикистон Астероиди 2015TB145, ки ба Замин наздик шаванда мебошад, 10 октябри с. 2015 кашф шудааст ва аллакай рузи 31 октябри с. 2015 г. ба Замин дар масофаи кутодтарин наздик шуд. Дар асоси аксдои радиолокатсионии он олимон тахмин карданд, ки ин объект дар дакикат яд-рои кометаи хомушшуда мебошад. Барои санчиши фарз тадаввули мадори астероиди назди заминии 2015TB145 баназаргирии таъсири чозибадои сайёрадо ба муддати 100 дазор сол тадкик карда шуд. Натичадо нишон медиданд, ки астероид дар муддати як доираи тайигирёбии аргумента перигелий, ки тахминан ба 40 хазор сол баробар аст, мадори Заминро хашт маротиба бурида мегузарад. Бинобар ин, агар объект табиати кометавй дорад онгод он бо тудаи метеороидй, ки дашт сели метеории аз Замин мушодидашавандаро ба вучуд меорад, метавонад алокаи хешигй дошта бошад. Хусусиятдои назариявии селдо, ки бо 2015TB145 алокаманданд, дисоб карда шуданд ва дар тамоми каталогдои нашр шуда селдои метеории мушодида карда шаванда, ки ба селдои метеории пешгуи наздик мебошанд, кофту ков гардиданд. Дар натича маълум шуд, ки хафт то аз дашт селдои пешгуи шуда дар замони дозира фаъол мебошанд. Ху-лоса бароварда шуд, ки объекти наздизаминии 2015TB145 дакикатан ядрои кометаи хомушшуда мебошад ва ин комета чирми тудаи метеороидии ошкор шударо ташкил мекунад. Х,амин тавр, 2015TB145 объекти азими аз газу чангдои яхшуда мебошад.

Калимах,ои калиди: астероид, кометаи хомушшуда, мадор, тауаввул, тудаи метеороидй, сели метеорй.

P.B.Babadzhanov, G.I.Kokhirova, U.Kh.Khamroev THE OBJECT 2015TB145: ASTEROID OR INACTIVE COMET?

Institute of Astrophysics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

The Earth-crossing asteroid 2015TB145 was discovered on 10 October 2015 and on 31 October 2015 approached the Earth at the minimal distance. On the base of obtained radio images of asteroid it was suggested that it really is a dead comet. For verification of the proposition the differential orbital evolution of the asteroid 2015TB145 was investigated under the perturbing action of major planets for the time interval of 100 thousand years. It was shown, that the object intersects the Earth's orbit eight times during one cycle of

variations of the argument of perihelion which is equal to about 40 thousand years. Consequently, if the object is of a cometary nature, it can be associated with a meteoroid stream producing eight meteor showers observable at the Earth. The features of theoretically predicted meteor showers associated with the 2015TB145 were calculated and the search for observable showers identical to predicted was conducted at the all published catalogues. It turned out, that seven from eight predicted showers were identified with the active observable meteor showers. It was concluded, that the near-Earth object 2015TB145 is really extinct nucleus of parent comet of revealed stream.

Key words: asteroid, extinct, comet, orbit, evolution,meteoroid stream, meteor shower.