Распределение метеороидов по динамическому и физическому критериям

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН __________________2011, том 54, №9_____________

АСТРОНОМИЯ

УДК 523. 532

Г.И.Кохирова

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТЕОРОИДОВ ПО ДИНАМИЧЕСКОМУ И ФИЗИЧЕСКОМУ КРИТЕРИЯМ

Институт астрофизики АН Республики Таджикистан

В результате фотографических наблюдений метеоров в Институте астрофизики АН РТ за период 1957-1983 гг. получены базисные снимки 570 метеоров, для которых основные параметры атмосферных траекторий, радианты, элементы орбит и кривые блеска приведены ранее. В данной статье приведено распределение орбит этих метеоров на кометные и астероидальные по критерию Тиссеранда, а также по высотам погасания метеоров определен РЕ критерий и получено распределение метеороидов по плотности.

Ключевые слова: метеороид - комета - астероид - болид - орбита - плотность.

Изучение динамических и физических параметров метеороидов представляет большой интерес для понимания физических свойств родительских тел метеороидов, то есть комет и астероидов, что является весьма важным как с научной точки зрения, так и потому, что астероиды и кометы представляют потенциальную опасность для биосферы и человечества, так как они могут пересекать земную орбиту. Такие изыскания позволяют выявить генетические связи между малыми телами Солнечной системы.

Для исследования использованы 570 метеоров, сфотографированных в Институте астрофизики АН РТ, для которых основные параметры атмосферных траекторий, радианты, элементы орбит и кривые блеска приведены в [1].

Динамические критерии позволяют разделить орбиты околоземных объектов на кометные и астероидальные и, таким образом, определить принадлежность объекта к той или другой группе. В настоящее время существует несколько критериев для разграничения типично кометных и типично астероидальных орбит. Одним из основных критериев является постоянная Тиссеранда ^ [2], или упрощенный интеграл Якоби, учитывающая изменение элементов орбит малых тел Солнечной системы под возмущающим действием притяжения Юпитера. Данный критерий происходит из ограниченной задачи трёх тел и имеет следующее выражение:

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

0.5

cos г,

где aj - большая полуось орбиты Юпитера (5.2 а.е.); a, e, i - большая полуось, эксцентриситет и наклон орбиты рассматриваемого тела. Оказалось [2], что для орбит подавляющего большинства околоземных астероидов Т >3.1, а для всех околоземных комет Т <3.1.

Для разделения орбит сфотографированных метеоров на кометные и астероидальные мы применили постоянную Тиссеранда.

Для определения природы происхождения метеороидов мы использовали эмпирический РЕ критерий, равный [3]:

РЕ = % рЕ - 0.42 % маэ +1.49% ^ -1.29 ^ соб ,

где рЕ - плотность атмосферы на высоте ^ конца видимой траектории болида, тш и - внеатмосферные фотометрическая масса и скорость метеороида, zR - зенитное расстояние радианта. РЕ критерий характеризует прочность или способность к разрушению метеороидов и разделяет болиды на четыре группы согласно классификации Цеплехи и МакКроски [3]: к группе I относятся тела, являющиеся по составу обыкновенными хондритами с плотностью 3.7 г см-3; метеороиды группы II имеют плотность 2.1 г см-3 и являются углистыми хондритами; метеороиды группы 111А со средней плотностью 0.6 г см-3 состоят из кометного материала; метеороиды группы 111В имеют плотность 0.2 г см-3 и являются рыхлым кометным веществом типа Драконид.

В зависимости от типов болидов значения РЕ критерия изменяются в следующих пределах: для 1-ого типа РЕ >-4.60; для 11-ого типа -5.25< РЕ<-4.60; для типа ШЛ -5.70< РЕ <-5.25, для типа 111В РЕ <-5.70 [4].

В результате оказалось, что согласно критерию Тиссеранда 86% метеороидов двигались по кометоподобным орбитам и 14% - по астероидальным (рис.1).

Распределение метеороидов по типам и, соответственно, по плотности, в результате применения РЕ критерия приведено на рис.2. Оказалось, что 72% метеороидов имели плотность в интервале

0.2-0.6 г см-3, то есть соответствующую кометному веществу. Остальные 28% имели плотность от 2.1 до 3.7 г см-3 и представляют астероидное вещество (рис. 3).

Сравнивая распределение исследуемых метеороидов по динамическому и физическому признакам, можно сделать вывод, что в обоих случаях, наблюдается общая тенденция - количество ко-метных метеороидов больше количества астероидальных. Это согласуется с общепринятым несомненным фактом, что основным источником происхождения метеороидов являются кометы. Небольшая разница результатов двух распределений объясняется тем, что среди типично кометных существуют метеороиды с аномально плотной структурой, соответствующей астероидному веществу. Таким образом, несмотря на типично кометные орбиты, по физическим свойствам такие тела были отнесены к астероидальной группе, повысив этим процент содержания данной группы.

m

о

4 s О CL О £ Ф

5 о

03

н

о

ф

У

600

400 -

200 -

і 0

14,3%

85,7%

Астероиды

Кометы

Рис.1. Распределение метеороидов на кометные и астероидальные согласно критерию Тиссеранда.

Рис.2. Распределение метеороидов по типам согласно РЕ критерию.

со 600 _

о

Ч

о

Астероиды Кометы

Рис.3. Распределение метеороидов на кометные и астероидальные согласно РЕ критерию.

Факт существования среди кометных метеороидов тел, состоящих из материала с гораздо большей плотностью, подтверждён в работе [5], где среди изученных 191 метеороидов Персеид, являющихся по происхождению кометными, было выявлено 11 с плотностью более 3 г см-3 .

Существование болидов различных типов среди кометных метеороидов Леонид было также обнаружено в [б, 7], где, согласно РЕ критерию, идентифицированы болиды, соответствующие I, II, IIIA и IIIB типам, на основе чего сделан вывод о неоднородном составе родительской кометы.

Результаты, полученные согласно критерию Тиссеранда, хорошо согласуются с выводами А.^Терентьевой [S]. По данным 554 болидов, сфотографированных Прерийной и Kанадской болид-ными сетями, применяя критерий Тиссеранда, автор заключила, что 60% болидов связано с кометами, а остальные 40% - с астероидами.

Заключение

В работе показано, что, согласно критерию Тиссеранда, из 570 метеоров, сфотографированных в Таджикистане, 86% двигались по кометоподобным орбитам и, следовательно, являются кометного происхождения и 14% - по астероидальным орбитам и, соответственно, имеют астероидную природу.

Эмпирический PE критерий показал, что по физическим характеристикам большинство метеороидов - 72% принадлежат кометным группам ША/IIIB, имеющим объёмную плотность ^=0.б-0.2 г см-3 и 28% связаны с астероидальными группами I/II с плотностью ^=3.7-2.1 г см-3. Несколько большее количество астероидальных метеороидов, полученное согласно РЕ критерию, обусловлено фактом существования метеороидов с более плотной субстанцией среди типично кометных тел.

Данная работа выполнена при поддержке Международного научно-технического центра по гранту Т-1б29.

Поступило 28.07.2011 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сводный каталог элементов орбит и кривых блеска метеоров, сфотографированных в Институте астрофизики Академии наук Республики Таджикистан (Душанбе). Отв. ред. П.Б.Бабаджанов, составители П.Б.Бабаджанов, Г.И^охирова, Н.А^оновалова. - Душанбе: Дониш, 2006, 204 с.

2. Kresak L. - Bull. Astr. Inst. Czech-Sl., 1954, 5, № 3, pp.45-49.

3. Ceplecha Z., McCrosky R.E. J. - J. Geophys. Res., 1976, v.81, № 35, рр.6257-б275.

4. Ceplecha Z. - Bull. Astron. Inst.Czechosl., 1988, v. 39, № 4, рр.221-23б.

5. Babadzhanov P.B., Kokhirova G.I. - Astron. & Astrophys., 2009, v. 495, Issue 1, pp. 353-35S.

6. Shrbeny L., Spurny P. - Astron. & Astrophys., 2009, vol. 50б, pp. 1445-1454.

7. ^хирова Г.И., Литвинов С.П., Хамроев УХ. - ДАН РТ, 2010, т. 53, № 9, ^674-67S.

S. Terentjeva A.K. - In: Asteroids, Comets, Meteors III, eds. C.I.Lagerkvist, H.Rickman, B.A.Lindblad, M.Lindgren, 19S9, Uppsala Universitet Reprocentralen, pp.579-5S4.

Г.ИДохирова

ТАЦСИМШАВИИ МЕТЕОРОИДХ,О МУВОФИЦИ КРИТЕРИЯМИ ДИНАМИКИ ВА ФИЗИКИ

Институти астрофизикаи Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон

Дар натичаи мушохидахои фотографии метеорхо дар Институти астрофизикаи АИ Ч,Т дар солхои 1957-1983 расмхои базисии 570 метеорхо гирифта шуда аст, ки барои онхо параметрхои асосии худуди фазогй, радиант, элементхои мадор ва хати качи дурахшони дар [1] оварда шуда аст. Дар ин макола таксимшавии мадори ин метеорхо бо кометавй ва астероидали бо критерияи Тиссеранд оварда шуда аст [2]. Инчунин баландии хомушшавии метеорхо бо PE критерий [3], ва таксимшавии метеороидхо бо зичй муайян карда шуда аст.

Калима^ои калиди: метеороид - комета - астероид - болид (шиуоб) - мадор - зичй.

G.I.Kokhirova

DISTRUBUTION OF METEOROIDS ACCORDING TO DYNAMICAL AND PHYSICAL CRITERION

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

As a result of photographic observations in the Institute of astrophysics of the Academy of sciences of Tajikistan during a period of 1957-1983 corresponding images of 570 meteors were obtained for which the main parameters of atmospheric trajectories, radiants, orbital elements and light curves are given in [1]. In this paper the distribution of meteor orbits on cometary and asteroidal types using the Tisserand invariant is given, the empirical PE criterion of end heights of meteors is determined and the distribution of meteoroids on densities is obtained.

Key words: meteoroid - comet - asteroid - fireball - orbit -density.

73б