О родстве астероидов (2101) Адонис и 1995cs

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2017, том 60, №7-8_

АСТРОНОМИЯ

УДК 521.1+523.6

Член-корреспондент АН Республики Таджикистан Г.И.Кохирова, академик АН Республики Таджикистан П.Б.Бабаджанов, К.В.Холшевников*, У.Х.Хамроев, Д.В.Миланов*

О РОДСТВЕ АСТЕРОИДОВ (2101) АДОНИС И 1995CS

Институт астрофизики АН Республики Таджикистан, Санкт-Петербургский государственный университет, Институт прикладной астрономии Российской академии наук

На основе существующих и новых метрик измерено расстояние между орбитами родственных объектов известного астероидно-метеороидного комплекса а -Каприкорнид. Результаты хорошо согласуются между собой. Найдено время наибольшей схожести орбит, которое можно рассматривать как момент фрагментации общего тела.

Ключевые слова: метрика, астероид, комета, орбита, эволюция.

Комплексы околоземных родственных объектов

Динамические свойства служат основным средством в определении общего происхождения каких-либо околоземных объектов (ОЗО), так как по наблюдениям их орбиты определяются с достаточной точностью. На этой основе выявлено родство между кометами, астероидами, сближающимися с Землей (АСЗ), и метеороидными роями, и существование родственных связей между околоземными объектами (ОЗО) стало общепризнанным фактом. Группа ОЗО, состоящая из АСЗ и ме-теороидного роя с подтвержденным общим происхождением, называется астероидно-метеороидным комплексом. Для некоторых комплексов известной является также и родительская комета. Астероиды, принадлежащие комплексам ОЗО, в большинстве случаев являются угасшими кометными ядрами. Астероидно-метеороидные комплексы Таурид, Квадрантид, Писцид, %-Скорпиид и др. являются известными семействами, выявленными на основе исследования динамических свойств ОЗО (см., например, [1,

Таким образом, определение возможного родства объектов первоначально основано на использовании их современных орбит. Однако современные орбиты могут сильно различаться, даже если объекты связаны и были единым телом в прошлом. Вычисляя эволюцию орбит и отслеживая их элементы на более длительных промежутках времени, можно найти момент наибольшей схожести орбит, во время которого с очень высокой вероятностью произошла фрагментация родительского тела. Следовательно, задача сводится к измерению расстояний между орбитами объектов. Для сравнения орбит существует несколько общепризнанных и широко используемых критериев. Применим известные критерии и новые метрики [3] для измерения расстояний между орбитами объектов асте-роидно-метеороидного комплекса а-Каприкорнид (семейство Адониса).

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

Астероидно-метеороидный комплекс ст-Каприкорнид

Возможная связь астероида, сближающегося с Землей (АСЗ), (2101) Адонис с известными метеорными потоками на основе схожести их элементов орбит и, как следствие, кометное происхождение Адониса, были предположены в [4, 5]. Исходя из физических свойств, также было предположено, что АСЗ Адонис и ряд других астероидов, очень вероятно, имеют кометное происхождение. Зарегистрированное аномальное радиолокационное эхо Адониса было интерпретировано как указатель на то, что этот астероид может быть угасшей кометой [6].

Позже было установлено, что Адонис и еще четыре АСЗ кометной природы - 1995CS, 2008В016, 2011EC41, 2013CT36 вместе с метеороидным роем ст-Каприкорнид образуют астероидно-метеороидный комплекс ст-Каприкорнид [7, 8]. Отметим, что 1995CS классифицирован как потенциально-опасный астероид. Метеороидный рой ст-Каприкорниды порождает четыре метеорных потока, наблюдаемые на Земле: ночные ст-Каприкорниды и х-Сагиттариды, а также дневные х-Каприкорниды и Каприкорниды-Сагиттариды. Впервые эти метеорные потоки были выделены по результатам радиолокационных наблюдений метеоров [9-10]. В списке подтвержденных метеорных потоков МАС поток ст-Каприкорниды имеет номер 179 и обозначен как SCA. Болиды, зарегистрированные болид-ными сетями США, Канады и Таджикистана, также подтверждают активность потока [8]. Дневные %-Каприкорниды и Каприкорниды-Сагиттариды приведены в списке метеорных потоков МАС как №114 DXC и №115 DCS, соответственно.

и обозначен как SCA. Болиды, заре ана, также подтверждают активност фиды приведены в списке метеор]

венно. венно.

1) Адонис и 1995CS

и 1995CS [1

Эволюция орбит АСЗ

Элементы современных орбит АСЗ (2101) Адонис и 1995CS [ 11], а также метеорных потоков ст-Каприкорниды и %-Каприкорниды [9-10] приведены в табл.1, где q, е, а, £2 и ж - перигелийное расстояние, эксцентриситет, наклонение, аргумент перигелия, долгота восходящего узла и долгота перигелия, соответственно. Все значения угловых элементов даны для равноденствия 2000.0. Для астероидов в последнем столбце приведены значения их эквивалентных диаметров d. Как видно из табл.1, схожесть орбит 1995CS и %-Каприкорнид очевидна. Элементы орбиты q, е, I объекта 1995CS очень близки к соответствующим элементам орбиты Адониса, включая близость направлений их перигелиев л=0+а, отличающихся лишь на 5.2 град. Но долготы их восходящих узлов £2и аргументы перигелиев а отличаются в значительной степени, указывая на то, что объекты находятся в разных фазах их прецессионных циклов.

Сходство перигелийных расстояний, эксцентриситетов, наклонений и направлений перигелиев этих двух объектов дает основание предположить, что в прошлом они отделились от общего тела или меньший по размеру 1995CS отделился от большего Адониса [12].

995CS от

Таблица 1

Элементы современных орбит АСЗ

Объект q

Адонис 0.44 0.76 1.33 43.28 349.79 33.07 0.8

1995С8 0.44 0.77 2.60 252.21 135.68 27.89 0.05

а-Каприкорниды 0.43 0.76 2.10 290.30 107.60 37.90 -

X -Каприкорниды 0.36 0.79 6.80 242.50 1 145.10 27.60 -

Дробление астероидов и комет на крупные фрагменты происходит с небольшими скоростями разлета. Отсюда и незначительные различия в элементах орбит на начальном этапе. Поэтому при установлении связи объектов необходимо исследовать эволюцию орбит и найти момент их наиболь-

момент м

можно принять за м

омент ра

зделения

ьской кометы

шего сходства. Если такое сходство найдено, то этот фрагментов.

Для проверки имеющихся предположений и поиска момента распада родитель комплекса а-Каприкорнид мы вычислили эволюцию орбит Адониса и 1995CS и измерили расстояние между их орбитами на длительном временном интервале.

Для исследования эволюции орбит используются различные численные методы интегрирования дифференциальных уравнений возмущенного движения многих тел. В этой работе мы использовали метод Эверхарта [13] для вычисления дифференциальных планетных возмущений, при этом учтены гравитационные возмущения от всех больших планет Солнечной системы с учетом их взаимных возмущений. Уравнения проинтегрированы на временном промежутке от настоящего момента до 40 тысяч лет назад.

В результате вычисления оскулирующих элементов орбит выявлено, что у астероидов совпадает эволюционный тип - в течение одного цикла изменения аргумента перигелия оба объекта пересекают орбиту Земли четыре раза (рис.1). Продолжительность одного такого цикла для Адониса составляет почти 13 тысяч лет и для 1995CS - около 11 тысяч лет. Эволюция орбит является типичной для объектов, пересекающих орбиту Земли четыре раза, и характеризуется небольшими диапазонами

зыми в промежутке времени 2-3.5 тысяч лет до н.э.

изменений наклонений, эксцентриситетов и перигелийных расстояний. При этом изменения долгот перигелиев ж Адониса 1995CS и в течение длительного времени разность между их значениями ж стабильно сохраняется, не превышая величины 6 град. (рис.2). Кроме того, большие полуоси орбит

180 to. rpaj.

Рис.1. Изменения гелиоцентрических расстояний восходящих , 1995CS за один цикл изменений их аргументов перигелиев т. Сплошная ^¿=1 а.е., показывает положения пересечений орбит АСЗ с орбитой !

СЗ Адонис и

£ /V

Рис.2. Изм

«ЖИШИЖИ,И!,И!

• ии.

'-6000^^4-40СГ0 -2000 0 2000

зменения долгот перигелиев тторбит АСЗ Адонис и 1995СБ за период времени 12 тысяч лет назад.

„л* <47 ^

На следующем этапе необходимо сравнить орбиты на временном промежутке, в течение ко-олюция.

сстояние между орбитами Адониса и 1995CS

Для измерения близости орбит мы использовали пять инструментов: традиционные критерий Саутворта и Хокинса [14] и Бг критерий Друммонда [15], а также новые метрики р2, р3 и р4, рассмотренные авторами в [3]. Результаты вычисления расстояния между орбитами объектов на период времени 10 тысяч лет назад, где наблюдается наибольшая близость орбит, даны на рис.3. Как показывают приведенные графики, расстояния, определенные с помощью критериев Ош, Вг и метрики р2, практически одинаково зависят от времени. В то время как расстояния, вычисленные с исполь-

торого вычислена эво Расстояние м

зованием метрик р3 и р4, проявили также аналогичную зависимость от времени. Общая зависимость этих двух кластеров расстояний от времени оказалась идентичной, но разнесена на небольшой постоянный по значению сдвиг по оси ординат. Значения всех использованных функций расстояния не превышают величины 0.145 на всем интервале интегрирования орбит. Напомним, что для утверждения родственной связи между двумя объектами необходимо, чтобы величины критериев не превышали предельного значения 0.20 [14]. Весьма вероятно, что эти объекты длительное время имели очень схожие орбиты, и их разделение могло произойти в любой момент исследуемого интервала времени. Тем не менее, наименьшее значение всех пяти функций и, следовательно, наибольшее совпадение орбит имело место в 3464 г. до н.э., то есть почти 5.5 тысяч лет назад. Это время можно рассматривать как наиболее вероятный момент фрагментации общего тела. Элементы орбит объектов и значения функций расстояния на момент наибольшего совпадения орбит приведены в

\

0.150

4 =

=

3

0.130

0.110

ты орбит объектов и зна дены в табл. 2.

1

ё 0.090

з! =

3 0.070

а 3 >1 е

0.050

о.озо

Рис.З. Вариац]

2000

, Л?

акций расстояний между орбитами АСЗ Адонис и 1995С8 I период времени 12 тысяч лет назад.

Таблица 2

ис и 1995CS в 3464 г. до н.э.

АСЗ V а (а.е.) е q (а.е.) /(град.) \ п (град.) а (град.) п (град.) Dsн Dr Р2 Рз Р4

Адонис 1.889 0.767 0.438 4.00 70.58 300.64 11.22 0.09 0.10 0.09 0.06 0.05

1995С8 1.897 0.775 0.425 1.51 14.02 351.41 5.43

Как уже упоминалось, долготы восходящих узлов П и аргументы перигелиев а современных орбит Адониса и 1995CS отличаются в значительной степени, однако направления их перигелиев л=О+а отличаются всего лишь на 5.2 град. Вековые изменения п у Адониса и 1995CS идут параллельно, и разность между ними стабильно сохраняется вокруг величины 6 град. в течение длительно-

го времени. Для орбит с низким наклонением наибольший вклад в значения функций расстояния дают не отдельно разности между величинами £2 и со, а разность между величинами п двух сравниваемых орбит. Малые величины Ал для орбит двух объектов обуславливают малые значения функции расстояния между ними, при этом минимальные величины функции будут достигаться при равных значениях аргументов перигелиев. Как видно из табл.2, долготы восходящих узлов орбит объектов на момент 3464 г. до н.э. значительно отличаются, однако аргументы перигелиев разнятся уже всего лишь на 51 град., тогда как для современных орбит эта разность равняется 200 град. При этом величина Ап по-прежнему невелика и составляет 5.8 град. Два последних фактора и обусловили низкие значения критериев близости орбит.

З а к л ю ч е

юит или наименьшего расстояния между hi

Найденное время наибольшего совпадения орбит или наименьшего расстояния между ними можно рассматривать как наиболее вероятный момент дробления ядра кометы-прародительницы комплекса а-Каприкорнид. Скорее всего, распад кометы произошел 5.5 тысяч лет назад. Можно также предположить, что Адонис и 1995CS являются крупными угасшими фрагментами ядра той коме-

ого компле

ты.

Результаты сравнения орбит объектов рассмотренного комплекса позв яют сделать вывод, что метрики р р3 и р4 являются достаточно надежными средствами для определения расстояния между орбитами. Показано, что результаты, полученные с их помощью, не противоречат данным, полученным на основе применения таких апробированных средств, как DSH и Dr критерии. Для выявления возможного родства околоземных объектов в качестве меры сходства их орбит можно исполь-

жолоземных объектов в качестве меры сходс

зовать метрики р2, р3 и р4.

О V/ &У

Поступило 10.04.2017 г.

ТЕРАТ

1. Babadzhanov P.B., Williams I.P., Kokhirova G.I. Near-Earth objects in the Taurid complex. - MNRAS,

лО &&

ЛИТЕРАТУРА B., Williams I.P., Kokhirova G.I. Nee ,.1436-1442.

2008a, v. 386

2. Babadzhanov P.B., Kokhirova G.I., Williams I.P., Obrubov Yu.V. Investigation into the relationship of comet 96P/Machholz 1 and asteroid 2003 EH1. - Astron. and Astrophys, 2017, v. 598, p. A94.

3. Kholshevnikov K.V., Kokhirova G.I., Babadzhanov P.B., Khamroev U.Kh. Metrics in the space of orbits and their application to searching for celestial objects of common origin. - MNRAS, 2016, v. 462, pp. 2275-2283.

4. Plavec M. On the Relations between Minor Planets and Meteor Streams. - Bull. Astron. Inst. Czechosl., 1954, v. 5, pp. 38-42.

5. Drummond J.D. Theoretical meteor radiants of Apollo, Amor, and Aten asteroids. - Icarus, 1982, v. 49, pp. 143-153.

6. Ostro S.J., Campbell D.B., Chandler J.F. et al. Asteroid radar astrometry. - Astron. J., 1991, v. 102, pp. 1490-1502.

7. Babadzhanov P.B. Meteor showers associated with the near-Earth asteroid (2101) Adonis. - Astron. and Astrophys., 2003, v. 397, pp. 319-323.

8. Babadzhanov P.B., Kokhirova G.I., Khamroev U.Kh. The Sigma-Capricornids complex of near-Earth objects. - Adv. in Space Res., 2015, v. 55, pp. 1784-1791.

9. Sekanina Z. Statistical model of meteor streams. III. Stream search among 19303 radio meteors. - Icarus, 1973, v. 18, pp.253-284.

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

11. NEOJPL, 2016, http://neo.jpl.nasa.gov

12. Steel D.I. On the orbital similarity of Earth-crossing asteroids (2101) Adonis and 1995 CS. - Planet. and Space Sci., 1997, v.45, pp. 327-335.

13. Everhart E. Implicit Single-Sequence Methods for Integratir pp.35-55.

14. Southworth R., Hawkins G. Statistics of meteor streams. - Smithson. Contrib. Astrophys., 1963, v. 7, pp. 261-285.

15. Drummond J.D. A test of comet and meteor shower associations. - Icarus, 1981, v. 45, p

Г.И.Кохирова, П.Б.Бобочонов, К.В.Холшевников*, У.ХДамроев, Д.В.Миланов

ДАР БОРАИ ХЕШОВАНДИИ АСТЕРОИД^ОИ (2101) АДОНИС ВА 1995CS

streams : 01) Adoi

egrating Orbits. - Celest. Mech., 1974, v.

J2F О •о-

s. - Smithson. Contrib. Astrophys., 1963,

и Тоцик

Институти астрофизикаи Академияи илм^ои Цумхурии Тоцикистон, *Донишго^и давлатии Санкт-Пете **Институти астрономияи амалии Академияи илм^ои Россия

Дар асоси ченакдои мавчудбуда ва нав масофа миёни мадордои объектной волидайнй комплекси маъруфи астероидию-метеороидии с-Каприкорнидон чен карда шуд. Натичадо бай-ни дамдигар мувофикати хуб нишон медиханд. Вакти монандтарини мадордо муайян карда шуд, ки ин вактро дамчун ладзаи порашавии чирми умуми дисобидан мумкин аст.

G.I.Kok

Калимахои калиди: ченак, астероид, комета, мадор, тауаввул.

VA*

ova, P.B.Babadzhanov, K.V.Kholshevnikov , U.Kh.Khamroev, D.V.Milanov

ON A IMMON ORIGIN OF ASTEROIDS (2101) ADONIS AND 1995CS

Institute of Astrophysics of tbe Academy of Sciences of ТоЦШ^ -Petersburg S

nstitute of

St-Petersburg State University, Institute of applied astronomy of the Russian Academy of Sciences

distance between orbits of related objects belonging to the known asteroid-meteoroid complex c-Capricornids was measured using the existing and newly introduced metrics. The results show satisfactory agreement between each other. Time of the most orbital similarity was found which may be considered as a moment of fragmentation of the common single body. Key words: metric, asteroid, comet, orbit, evolution.