Эволюция орбиты и метеорные потоки околоземного объекта 2004ск39

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ____________________________________2010, том 53, №2_______________________________

АСТРОНОМИЯ

УДК 523. 532

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

ЭВОЛЮЦИЯ ОРБИТЫ И МЕТЕОРНЫЕ ПОТОКИ ОКОЛОЗЕМНОГО ОБЪЕКТА 2004СК39

Институт астрофизики АН Республики Таджикистан

Исследование эволюции орбиты околоземного объекта 2004СК39, движущегося по кометоподобной орбите, показывает, что данный объект является четырехкратным пересекателем орбиты Земли и, возможно, связанный с ним метеороидный рой может породить четыре метеорных потока, наблюдаемых в феврале и октябре. Поиск среди опубликованных в различных каталогах метеорных и болидных потоков показал, что все четыре теоретически предсказанных метеорных потока являются активными в настоящее время. Орбита и существование родственных метеорных потоков доказывают, что объект 2004СК39 является угасшим ядром кометы.

Ключевые слова: орбита - эволюция - астероид - околоземной объект - метеороидный рой - метеорный поток - комета.

Популяция околоземных объектов (ОЗО) представляет в настоящее время большой интерес, поскольку эти объекты являются потенциально опасными для Земли из-за возможного столкновения с ней. Их современные орбиты показывают, что они либо образовались в главном поясе астероидов, расположенном между орбитами Марса и Юпитера, либо могут быть потухшими кометами семейства Юпитера. Степень потенциальной опасности столкновения зависит от их состава. Объекты из первой группы являются реальными астероидами, состоящими из камня или металлов, тогда как объекты второй группы состоят из конгломерата льдов и твердых частиц, прочность и температура испарения которых различаются. Однако внешне объекты этих двух групп неотличимы друг от друга. Покрытые толстой пылевой мантией высохшие ядра комет выглядят как обычные темные астероиды.

Как показано в серии наших работ [см., например, 1-3], критерием их разделения является то, что высохшие кометные ядра движутся по кометоподобным орбитам и могут иметь родственные метеорные потоки.

Открытый в 2004 г. околоземной объект 2004СК39 движется вокруг Солнца по кометоподобной орбите (для него критерий Тиссеранда 7/=2.0) и является четырехкратным пересекателем орбиты Земли. Его движение по кометоподобной орбите и четырехкратность пересечения им орбиты Земли позволило предположить, что, возможно, он является высохшим кометным ядром и имеет родственные метеорные потоки.

Околоземной объект 2004СК39 обращается вокруг Солнца с периодом в 3.5 года и имеет следующие элементы орбиты [4]:

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

Эпоха 2004, декабрь 10 Равноденствие 2000.0

Средняя аномалия М=61.2° Аргумент перигелия ш=265.1°

Большая полуось а=2.298 а.е. Долгота восходящего узла £=359.5°

Эксцентриситет е=0.829 Наклон /=12.3°

Перигелийное расстояние q=0.397 а.е. Абсолютная звездная величина H=19.28m

Известно, что абсолютная звездная величина H и диаметр d астероида связаны следующим соотношением [5]

log d = 3.12 - 0.2H - 0.5log p,

где p - альбедо. Кандидатами в потухшие кометы являются темные астероидоподобные объекты типа C, P и D с низким альбедо в пределах от 0.02 до 0.08. При таких значениях альбедо эквивалентный диаметр объекта 2004СК39 оценивается в пределах от 1.3 до 0.65 км.

Исследование вековых изменений орбиты ОЗО 2004СК39

Для определения теоретических элементов орбит и геоцентрических координат радиантов и скоростей предполагаемых метеорных потоков, связанных с ОЗО 2004СК39, по методу Альфана-Горячева [6], интегрируя уравнение движения данного околоземного объекта по времени на ±8 тысяч лет, мы вычислили вековые изменения элементов орбиты объекта, которые охватывают один цикл изменений аргумента перигелия ш. Результаты вычислений приведены в табл. 1, где даны также величины радиусов-векторов восходящего Ra и нисходящего Rd узлов орбиты объекта для соответствующих годов. Величины da/dt являются оценкой точности вычислений вековых возмущений.

Таблица 1

Вековые изменения элементов орбиты околоземного объекта 2004СК39 (а=2.298 а.е., 7=0 соответст-

вует 2000 г.)

Т, год e q, а.е. i Q° ю° Rd, а.е. Ra, а.е. da/dt

0 0.828 0.40 12.7 335.4 289.4 0.80 0.31

-250 0.829 0.39 12.3 9.3 255.5 0.59 0.90 1.00E-06

-500 0.825 0.40 15.5 36.5 228.2 0.47 1.63 2.00E-06

-750 0.815 0.43 20.2 51.6 212.9 0.46 2.45 -7.00E-07

-1000 0.801 0.46 25.0 59.8 204.1 0.48 3.06 -3.00E-06

-1250 0.784 0.50 29.1 64.7 198.2 0.51 3.47 -4.00E-07

-1500 0.767 0.54 32.4 68.0 193.5 0.54 3.72 -2.00E-07

-1750 0.752 0.57 34.8 70.4 189.2 0.57 3.87 -5.00E-08

-2000 0.740 0.60 36.3 72.4 185.1 0.60 3.95 9.00E-08

-2250 0.734 0.61 36.9 74.1 181.0 0.61 3.98 9.00E-10

-2500 0.733 0.61 36.8 75.8 176.8 0.61 3.97 -9.00E-08

-2750 0.739 0.60 36.0 77.5 172.7 0.60 3.91 -1.00E-07

-3000 0.750 0.58 34.3 79.6 168.4 0.58 3.79 3.00E-08

-3250 0.764 0.54 31.8 82.3 163.9 0.55 3.60 2.00E-07

-3500 0.780 0.51 28.5 86.0 158.9 0.52 3.30 4.00E-07

-3750 0.795 0.47 24.5 91.5 152.4 0.50 2.86 2.00E-06

-4000 0.808 0.44 20.0 100.3 143.0 0.48 2.25 2.00E-07

-4250 0.817 0.42 15.5 115.5 127.5 0.51 1.52 -5.00E-06

-4500 0.821 0.41 12.6 141.2 101.6 0.64 0.90 3.00E-07

-4750 0.819 0.42 12.9 173.1 69.6 1.06 0.59 -1.00E-06

-5000 0.812 0.43 16.2 196.4 46.0 1.80 0.50 1.00E-06

-5250 0.800 0.46 20.5 209.5 32.4 2.55 0.49 -2.00E-07

Т, год е q, а.е. І а° ю° Яа, а.е. Яа, а.е. йа/йґ

-5500 0.785 0.49 24.5 216.9 24.0 3.12 0.51 -1.00Е-06

-5750 0.769 0.53 27.8 221.5 17.9 3.50 0.54 -4.00Е-07

-6000 0.754 0.57 30.3 224.7 12.9 3.74 0.57 -2.00Е-07

-6250 0.743 0.59 31.9 227.1 8.3 3.89 0.59 -8.00Е-09

-6500 0.737 0.60 32.6 229.1 3.9 3.97 0.61 5.00Е-08

-6750 0.736 0.61 32.4 231.0 359.5 3.99 0.61 7.00Е-09

-7000 0.742 0.59 31.5 232.9 355.1 3.96 0.59 -7.00Е-09

-7250 0.753 0.57 29.7 235.2 350.6 3.87 0.57 4.00Е-08

-7500 0.767 0.54 27.0 238.1 345.8 3.69 0.54 2.00Е-07

-7750 0.782 0.50 23.4 242.3 340.1 3.37 0.51 7.00Е-07

-8000 0.796 0.47 19.1 249.1 332.3 2.85 0.49 4.00Е-07

-8250 0.808 0.44 14.5 261.2 319.4 2.06 0.49 8.00Е-07

-8500 0.815 0.43 10.6 285.2 294.9 1.17 0.58 -4.00Е-06

На рис. 1 и 2 соответственно приведены вековые изменения радиусов-векторов восходящего и нисходящего узлов орбиты объекта 2004СК39 в зависимости от времени и аргумента перигелия ш. Эти зависимости показывают, что ОЗО 2004СК39 пересекает орбиту Земли при четырех значениях ш (66.7°, 107.5°, 250.3°, 289.4°). Так как метеороиды, выброшенные из ядра кометы с разными скоростями, со временем расположатся около всей эволюционной трассы родительского тела, то можно ожидать, что метеороидный рой, связанный с этим объектом, мог породить четыре метеорных потока, или точнее, ночной поток с северной и южной ветвями при доперигелийном пересечении с Землей и дневной поток с северной и южной ветвями при послеперигелийном пересечении. Метеороидный рой может содержать метеороиды всевозможных значений (от 0° до 360°) аргумента перигелия орбиты. Но из мириардов метеороидов роя орбиту Земли могут пересечь только те, узлы орбит которых будут находиться на расстоянии г~ 1 а.е. от Солнца, то есть выполняется условие

± СОБЮ

а(1 - в2) -1

Из этого условия и следует, что для заданных а и е орбита Земли может быть пересечена при четырех значениях ш и метеороидный рой может породить четыре метеорных потока.

Элементы орбиты объекта для данных четырех значений аргумента перигелия ш являются исходными теоретическими элементами орбит возможных родственных потоков и служат для вычисления теоретических координат радиантов и скоростей таких потоков.

Я. а.е.

Рис.1. Вековые изменения радиусов-векторов восходящего Яа (1) и нисходящего Яа (2) узлов орбиты ОЗО 2004СК39 и радиусов-векторов восходящего Яа (3) и нисходящего Яа (4) узлов орбиты наблюдаемого болидного потока v-Виргиниды в зависимости от времени.

в

Я. а.е.

2.0

3.0

4.0

1.0

Рис.2. Вековые изменения радиусов-векторов восходящего Яа (1) и нисходящего Яа (2) узлов орбиты ОЗО 2004СК39 и радиусов-векторов восходящего Яа (3) и нисходящего Яа (4) узлов орбиты наблюдаемого болидного потока v-Виргиниды в зависимости от аргумента перигелия.

0.0

0

60

120

180 240

300 360

Аргумент перигелия со

Координаты радиантов и скоростей метеорных потоков,

связанных с ОЗО 2004СК39

Результаты определения теоретических геоцентрических координат радиантов и скоростей метеорных потоков, связанных с ОЗО 2004СК39, представлены в табл. 2. Здесь по столбцам даны обозначения теоретических (Т) потоков (А,В,С,Б), причем А и В соответствуют северной и южной ветвям ночного потока, а С и Б - северной и южной ветвям дневного потока; элементы орбиты (д, е,

1, О, ш, п); долгота Солнца Ь0 в максимуме активности потока и соответствующая ей дата, геоцентрические координаты радианта (прямое восхождение а и склонение 3), Уя - геоцентрическая скорость в км с-1, тип потока N - ночной, О - дневной).

Нами был проведен автоматизированный поиск теоретически предсказанных элементов орбит, радиантов и скоростей метеорных потоков в опубликованных каталогах наблюдаемых метеорных и болидных потоков: Лебединца и др. [7] (Ь), Терентьевой [8] (Т) и др., а также со значительным количеством индивидуальных орбит по данным Международного центра метеорных данных МАС (МОБС). В этом поиске было принято во внимание следующее: различие Аа=А5 положений теоретического и наблюдаемого радианта не превышало ± 10°, то есть Аа= А5< ± 10°, отличие величины теоретической геоцентрической скорости от наблюдаемой АУг<± 5 км с-1, и различие дат максимума активности А 15 суток при значении О &.я<0.2, где В5_н - критерий Саутворта и Хокинса [9], являющийся мерой сходства двух орбит, в данном случае - мерой сходства теоретически предсказанной и наблюденной орбит потока.

В табл. 2 приведены геоцентрические радианты и скорости, элементы орбиты, долготы Солнца и соответствующие им даты максимума активности наблюдаемых (О) потоков соответствующие предсказанным. Из таблицы видно, что северная А и южная В ветви ночного метеорного потока из 4х предсказанных, связанных с ОЗО 2004СК39, отождествлены с северной и южной ветвями действующего ночного болидного потока v-Виргиниды [8]. Что касается северной С и южной Б ветвей дневного потока, то, по данным Международного центра метеорных данных МАС (МОБС), для них найдены, соответственно, 17 и 24 метеора, регистрированных в дневное время радиолокационным способом. По положению радиантов эти ветви являются, соответственно, дневными северными и

южными Виргинидами. Величины 05_н -критерия, приведенные в этой таблице, показывают хорошее соответствие параметров теоретически предсказанных и наблюдаемых потоков.

Выявление метеорных потоков, связанных с объектом 2004СК39, свидетельствует о том, что этот объект является потухшей кометой.

Таблица 2

Теоретические (Т) и наблюдаемые (О) геоцентрические радианты и скорости, элементы орбит мете-

орных потоков, связанных с околоземным объектом 2004СК39

Метеорный поток Ч (ае) е і° а° т° Ь°о Дата а° 8° V, Оз-и Тип Каталог

Т «А» 0.395 0.828 12.7 335.4 289.4 335.4 Фев25 171.4 15.9 28.8 N

О N. v-Virds 0.394 0.822 5.6 335.9 289.6 335.9 Фев25 168.6 10.7 27.6 0.12 N Т

О Асс. 67 0.410 0.830 10.9 332.7 287.3 332.7 Фев21 167.4 16.0 28.6 0.08 N Ь

T «В» 0.412 0.821 13.3 157.2 107.5 337.2 Фев26 163.3 -6.1 28.4 N

О S.v-Virds 0.384 0.850 0.3 160.8 109.4 340.8 Мар01 171.3 3.7 28.5 0.24 N Т

О 680225 0.360 0.820 15.5 156.7 113.5 336.7 Фев25 165.6 -7.8 28.9 0.10 N PN

т «С» 0.364 0.842 12.9 198.0 66.7 198.0 Окт11 189.9 7.2 29.8 Б

О N. Virds (17 мет.) 0.313 ±.026 0.801 ±.020 10.8 ±1.9 201.8 ±1.7 55.9 ±3.4 201.8 Окт16 187.4 ±1.4 5.5 ±1.6 30.2 ±.9 0.12 Б МОБС

Т «Б» 0.394 0.829 12.9 14.5 250.3 194.5 0кт08 179.2 -11.9 28.2 Б

О Б. Virds (24 мет.) 0.426 ±.028 0.798 ±.015 8.2 ±1.3 12.6 ±2.1 243.9 ±7.4 192.6 0кт06 179.6 ±1.2 -8.0 ±1.2 28.4 ±.6 0.15 Б МОБС

Для проверки степени достоверности полученных результатов по установлению родства ОЗО 2004СК39 и болидного потока у-Виргиниды мы изучили вековые изменения элементов орбиты этого потока в прошлое. На рис. 1 и 2 приведено изменение радиусов-векторов восходящего Яа и нисходящего узлов орбиты у-Виргинид в зависимости от времени и аргумента перигелия. Оказалось, что эти зависимости совершенно идентичны аналогичным зависимостям для самого объекта 2004СК39. Также мы определили модифицированный Ашером и др. [10] ^-критерий сходства орбит объекта и болидного потока:

И2 = ( 1 ^ 2 )2 + (е - е2)2 + {2зт[(/1 - /2)/2]}2,

где а - большая полуось, е - эксцентриситет, / -наклон и индексы 1 и 2 относятся к сравниваемым орбитам.

Результаты показывают (рис.3), что величина этого ^-критерия заключена в пределах 0.1 -

0.35 на протяжении 8000 лет, что также свидетельствует о несомненном родстве между ОЗО 2004СК39 и болидным потоком у-Виргиниды и можно заключить, что ОЗО 2004СК39 имеет кометную природу, то есть он является километровой глыбой конгломерата замерзших газов, льдов и твердых частиц, встреча которой с Землей может привести к вспышке сверхяркого болида в земной атмосфере.

D критерий 0.40 —

0.10 -I--------------т--------------1--------------1--------------

-8000 -6000 -4000 -2000 0

Время Т, годы

Рис. 3. Зависимость D- критерия Ашера и др. [10 ] от времени для ОЗО 2004СК39 и болидного потока V-

Виргиниды.

Данная работа выполнена при поддержке Международного научно-технического центра по гранту Т-1629.

Поступило 15.01.2010 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Babadzhanov P.B. - Astron.& Astrophys, 2001, 373, pp. 329- 335.

2. Babadzhanov P.B. - Astron. & Astrophys., 2003, 397, pp. 319-325.

3. Babadzhanov P.B. - In: Dust in the Solar System and other planetary system, Eds. S.F.Green,

I.P.Williams et al., 2002, Proced. Of the IAU Coll. 181, Canterbury, UK, 4-10 April 2000, pp. 77-82.

4. http: //newton.dm .unipi.it/neodys/neodys.cat

5. Bowell E., Lumme K. - In Asteroids, ed. T.Gehrels, 1982, (Univ. Ariz. Press, Tucson), pp. 132-169.

6. Горячев Н.Н. - Метод Альфана для вычисления вековых возмущений планет и его применение,

1937, Томск, Красное Знамя, 115 с.

7. Лебединец В.Н., Корпусов В.В., Соснова А.К. - Труды Ин-та эксперим. метеорологии, 1973, 1(34), с. 88-171.

8. Terentjeva A.K.- in Asteroids, Comets, Meteors III, eds. C.I.Lagerkvist, H. Rickman et al., 1989, (Uppsala Universitet Reprocentralen), pp. 579-584.

9. Southworth R.B., Hawkins G.S. - Smith. Contrib. Astrophys., 1963, 7, pp. 261-285.

10. Asher D.S, Clube S.V.M., Steel D.I, 1993 - MNRAS, 264, p. 93.

П.Б.Бобочонов, Г.И.Кохирова

ТА^АВВУЛИ МАДОР ВА СЕЛ^ОИ МЕТЕОРИИ ОБЪЕКТИ НАЗДИ ЗАМИНИИ 2004 СК39

Институти астрофизикаи Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон

Тадкдки тахдввули мадори объекти назди заминии 2004СК39 нитон медихдд, ки ин объект 4 карата буррандаи мадори Замин мебошад. Бинобар ин, агар 2004СК39 кометаи хомушшу-

да бошад, онгох сели метеороидии назариявии вай 4 сели метеорй ба вучуд оварда метавонист, ки онхоро аз Замин дар моххои феврал ва октябр мушохида кардан мумкин аст. Кофту кови селхои метеории пешгуи карда шуда дар зичхои селхои метеории мушохида карда шаванда ни-шон медихад, ки хамаи ин селхо дар замони хозира фаъол мебошанд. Хусусияти мадор ва мавчудияти селхои метеории, ки бо объекти 2004СК39 алокаманданд, нишон медихад, ки ин объект ядрои кометаи хомушшуда мебошад.

Калима^ои калиди: мадор - тауаввул - астероид - объекти назди заминии - сели метеороиды -сели метеоры - комета.

P.B.Babadzhanov, G.I.Kokhirova THE EVOLUTION OF ORBIT AND METEOR SHOWERS OF THE NEAR-EARTH OBJECT 2004CK39

Institute of Astrophysics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan The investigation of the orbital evolution of the near-Earth object 2004CK39, moving on comet-like orbit, shows that it is quadruple crosser of the Earth orbit, and probably associated with this object meteoroid stream can produce four meteor showers, which are observable in February and October. We carried out a search of observable meteor showers in publishing catalogues and found that all theoretically predicted showers are active at present time. The orbit and existence of meteor showers associated with the 2004CK39 prove that this object is a dead cometary nucleus.

Key words: orbit - evolution - near-Earth object - meteoroid stream - meteor shower - comet.