Семейство околоземных астероидов кометного происхождения

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН __________________________________2011, том 54, №6_______________________________

АСТРОНОМИЯ

УДК 523.532

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

СЕМЕЙСТВО ОКОЛОЗЕМНЫХ АСТЕРОИДОВ КОМЕТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Институт астрофизики АН Республики Таджикистан

Исследована эволюция орбит девяти околоземных астероидов и выявлено, что все они связаны теоретически с одним и тем же метеороидным роем, порождающим четыре метеорных потока. В результате поиска в опубликованных каталогах эти теоретически предсказанные потоки отождествлены с наблюдаемыми ночными х-Скорпиидами и ё-Скорпиидами, а также дневными Северными и Южными Либридами. Движение этих девяти объектов по близким между собой кометоподобным орбитам и наличие связанных с ними метеорных потоков свидетельствуют, что эти астероиды являются потухшими ядрами комет или осколками более крупной кометы и являются составной частью метеороидного роя, порождающего вышеуказанные потоки. Сделан вывод о том, что метеороидные рои могут содержать не только мелкие, но и крупные тела метровых и декаметровых размеров, представляющих потенциальную опасность для Земли и космических аппаратов.

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

К настоящему времени открыто более 8 тыс. околоземных астероидов (ОЗА) [1]. Значительная их часть является реальными астероидами, переброшенными под действием резонансов из основного пояса астероидов, находящегося между орбитами Марса и Юпитера, вглубь Солнечной системы. Они состоят из камня или железа. Другая часть является ядрами потухших комет, состоящих из конгломерата замерзших газов и твердых частиц, покрытых толстой пылевой мантией. На расстоянии по внешнему виду отличить их друг от друга очень трудно. Но обе группы в разной степени представляют потенциальную опасность для Земли из-за возможного столкновения с ней.

В работах [см., например, 2-4] было показано, что потухшими ядрами комет являются те ОЗА, которые движутся по кометоподобным орбитам, то есть критерий Тиссеранда для них Т|<3, и имеют родственные метеороидные рои, образованные в период активности этих угасших комет.

Семейство околоземных астероидов, двигающихся по близким

к о м е т о п о д о б н ы м о р б и т а м

По наблюдениям 2003-2008 гг. нами было обнаружено семейство из 9 ОЗА, двигающихся по близким кометоподобным орбитам. В табл. 1 приведены элементы орбит и основные параметры этих объектов: а - большая полуось, е - эксцентриситет, q - перигелийное расстояние, i - наклон, О - долгота восходящего узла, ю - аргумент перигелия, п - долгота перигелия, Н - абсолютная зв. величина,

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

d - диаметр объекта, Яа и ЯЛ - соответственно радиус-векторы восходящего и нисходящего узлов орбиты, Т - критерий Тиссеранда. Все угловые величины орбит даны в равноденствии 2000.0.

Таблица 1

Элементы орбиты и основные параметры семейства околоземных астероидов

ОЗА a а.е. e q а.е. іо 0.о юо по H d, км Ra а.е. Rd а.е. Tj

2003HP32 2.7 .78 .60 3.4 188.1 155.4 343.5 19.6 .70 3.6 0.6 2.8

2006WX29 2.3 .73 .63 2.6 239.2 96.4 335.6 27.8 .02 1.2 1.0 3.0

2007JD 2.8 .81 .53 12.3 228.8 93.2 322.0 23.1 .14 1.0 0.9 2.7

2007TB14* 2.5 .64 .90 6.0 200.8 124.4 325.2 24.3 .08 2.3 1.1 3.0

2007VH189 2.6 .72 .72 5.9 75.5 250.2 325.7 23.3 .13 1.6 1.0 3.0

2007WT3 2.4 .72 .66 5.2 227.2 102.7 329.9 24.2 .09 1.2 1.0 3.0

2007WY3 2.8 .77 .66 11.9 286.4 50.6 337.0 18.3 1.3 0.8 2.2 2.8

2008UM1* 2.5 .70 .76 5.1 208.9 114.5 323.4 31.7 .003 1.8 1.0 3.0

2008UU95* 2.5 .68 .81 1.2 297.8 23.9 321.7 23.5 .12 0.8 3.6 3.0

Приведенные в табл. 1 значения диаметров объектов d определены по известному соотношению между абсолютной звездной величиной H и диаметром астероида d [5]:

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

где p - альбедо. Джевиттом было показано [6], что альбедо ядер активных комет находится в пределах от 0.02 до 0.12. При вычислении диаметров объектов по формуле (1) принято среднее значение альбедо p=0.07. Как видно из табл. 1, диаметр самого крупного ОЗА составляет 1.3 км, а самого мелкого - 3 м.

Постоянная Тиссеранда Tj по отношению к Юпитеру, являющаяся критерием разделения орбит на кометные и астероидные, определяется по формуле:

а

0.5

cos/,

где аj - большая полуось орбиты Юпитера; а, е, i - большая полуось, эксцентриситет и наклон орбиты рассматриваемого тела. Известно, что для астероидов Т| >3.1, а для комет Т| <3.1 [7]. Величины Т| 9 ОЗА, приведенные в табл. 1, свидетельствуют о том, что движение этих объектов происходит по кометоподобным орбитам.

В пределах значений долгот перигелия орбит п=332±10о все эти 9 ОЗА, согласно критерию Ашера и др. [8], являются родственными, то есть для них, как правило, D<0.3. В табл. 2 приведены значения D критерия между этими объектами, служащего мерой сходства орбит и вычисленного по формуле [7]:

В2 ^ + _ ^2 +|28Ап _ 12 ) / 2]}2,

где индексы 1 и 2 относятся к двум сравниваемым орбитам.

Таблица 2

Взаимные значения D критерия 9 ОЗА

Объект 2 3 Рч К 3 0 0 2 о\ 2 6 0 0 2 е Г" о 0 2 * 4 Е 7 0 0 2 9 8 7 0 0 2 3 Н £ Г" 0 0 2 3 Г" 0 0 2 * § £ 8 0 0 2 * 5 9 £ £ 8 0 0 2

2003ОТ32 0 0.06 0.08 0.33 0.13 0.08 0.06 0.18 0.23

2006WX29 0.06 0 0.13 0.29 0.09 0.03 0.05 0.13 0.19

2007JD 0.08 0.13 0 0.41 0.21 0.16 0.14 0.26 0.31

2007TB14* 0.30 0.29 0.41 0 0.20 0.25 0.27 0.15 0.10

2007УШ89 0.13 0.09 0.21 0.20 0 0.06 0.08 0.05 0.10

2007WT3 0.08 0.03 0.16 0.25 0.06 0 0.05 0.10 0.16

2007WY3 0.06 0.05 0.14 0.27 0.08 0.05 0 0.12 0.17

2008UM1* 0.18 0.13 0.26 0.15 0.05 0.10 0.12 0 0.05

2008Ци95* 0.23 0.19 0.31 0.10 0.10 0.16 0.17 0.05 0

Вековые изменения орбит семейства околоземных астероидов

Из девяти астероидов три, номера которых отмечены звездочкой, двигаются в резонансе с Юпитером. Эволюция орбит для них вычислена по методу Эверхарта [9], а для остальных - по методу Альфана-Горячева [10] за один цикл изменений аргумента перигелия ю, который для этих объектов составляет от 4 тыс. до 10 тыс. лет. По результатам вычислений на рис. 1 и 2 приведены вековые изменения радиус-векторов восходящего Яа и нисходящего ЯЛ узлов орбиты в зависимости от аргумента перигелия ю всех 9 ОЗА. Эти зависимости показывают, что все объекты имеют значение Яа=1

а.е. при средних значениях аргумента перигелия ю, равных 280° и 85°, и значение ЯЛ=1 а.е. при средних значениях ю, равных 98° и 269°.

Из бесчисленного множества метеороидов роя только те могут пересечь орбиту Земли, элементы орбиты которых удовлетворяют условию:

а(1 _ е2) _ 1

± соб о «----------.

е

Из этого условия и следует, что для заданных а и е орбита Земли может быть пересечена метеороидами при четырех значениях ю и метеороидный рой может породить ночной (при допериге-лийном пересечении с Землей) и дневной (при послеперигелийном пересечении) метеорные потоки с северной и южной ветвями каждый.

Элементы орбиты исследуемых объектов при этих четырех значениях аргумента перигелия ю являются исходными данными для вычисления теоретических координат радиантов и скоростей возможных родственных потоков и поиска соответствующих им наблюдаемых потоков в опубликованных каталогах.

6

0 -I---------,----------,---------,---------,----------,---------,----------,---------,

О 50 100 150 200 250 300 350 400

(0°

Рис.1. Вековые изменения радиусов-векторов восходящих Ra узлов орбит 9 ОЗО и наблюдаемого метеорного потока х-Скорпииды в зависимости от аргумента перигелия.

(0°

Рис.2. Вековые изменения радиусов-векторов нисходящих Rd узлов орбит 9 ОЗО и наблюдаемого метеорного потока х-Скорпииды в зависимости от аргумента перигелия.

Координаты радиантов и скоростей метеорных потоков, связанных с семейством околоземных астероидов

Поиск показал, что все 9 ОЗА связаны с одним и тем же метеороидным роем, порождающим четыре метеорных потока. Результаты автоматизированного поиска метеорных потоков для двух объектов 2006WX29 и 2007WT3 из девяти, представлены в табл. 3 и 4. Здесь по столбцам даны обозначения теоретических (Т) потоков (А,В,С^), причем А и В соответствуют северной и южной ветвям ночного потока, а С и D - северной и южной ветвям дневного потока; элементы орбиты ^, е, ^ ^, ю, п); долгота Солнца LO в максимуме активности потока и соответствующая ей дата, геоцентрические координаты радианта (прямое восхождение а и склонение 5), Vg - геоцентрическая скорость в км с-1, тип потока ^ - ночной, D - дневной).

Поиск был проведен в опубликованных каталогах наблюдаемых метеорных и болидных потоков: Cook [11] (С), Sekanina [12] (S2), Sekanina [13] (S3), Терентьевой [14] (Т1) и др. В этом поиске было принято во внимание следующее: различие Да=Д5 положений теоретического и наблюдаемого радианта не превышало ± 10о, то есть Да= Д5< ± 10о, отличие величины теоретической геоцентрической скорости от наблюдаемой AVg<± 5 км с-1, и различие дат максимума активности Д t<± 15 суток при значении D S-H<0.2, где DS-H - критерий Саутворта и Хокинса [15], являющийся мерой сходства двух орбит, в данном случае - мерой сходства теоретически предсказанной и наблюденной орбит потока.

В табл. 3 и 4 приведены аналогичные предсказанным параметры наблюдаемых (О) потоков. Из таблиц видно, что северная ветвь А ночного метеорного потока отождествляется с действующим потоком %-Скорпииды [11-13], южная ветвь B - с потоком 5-Скорпииды [14]. В опубликованных каталогах нет потоков, соответствующих теоретическим C и D дневным потокам. Поэтому поиск проводился среди индивидуальных орбит радиометеоров с использованием данных Международного центра метеорных данных МАС (MODC). Для северной С и южной D ветвей дневного потока найдены, соответственно, 25 и 7 метеоров, которые по положению координат радиантов можно назвать дневными Северными и Южными Либридами, являющихся нововыявленными потоками. Величины DS-H -критерия, приведенные в этих таблицах, показывают хорошее соответствие параметров теоретически предсказанных и наблюдаемых потоков.

Следует отметить, что по результатам поиска можно сделать вывод, что поток 5-Скорпииды является южной ветвью %-Скорпиид.

Таблица 3

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

метеорных потоков, связанных с околоземным объектом 2006WX29

Метеорный поток q (а.е.) e i° Q° ю° L°o Дата а° 5° Vg DS-H Тип Ката- лог

T «А» 0.668 0.713 4.3 77.5 258.1 77.5 Июн08 251.0 -15.5 19.9 N

O х -Scords 0.715 0.770 6.0 74.6 257.1 74.0 Июн05 247.7 -13.1 21.0 0.09 N C

O х -Scords 0.639 0.671 6.8 66.5 265.5 65.9 Май 27 244.3 -10.8 19.9 0.08 N S2

O х -Scords 0.662 0.687 4.1 73.5 261.5 72.9 Июн04 248.1 -15.3 19.6 0.03 N S3

T «В» 0.630 0.730 2.5 252.7 82.9 72.7 Июн03 246.9 -25.5 21.0 N

O 5 - Scords 0.690 0.757 0.4 251.5 73.8 69.9 Май31 239.7 -21.1 20.2 0.15 N T1

O EN070696 0.670 0.800 3.6 257.4 76.8 77.4 Июн08 247.6 -27.3 21.7 0.08 N EN

T «С» 0.629 0.730 2.6 239.9 95.7 239.9 Нояб22 241.9 -17.1 21.2 D

O N.Librds (25 мет.) 0.656 ±.024 0.651 ±.032 8.3 ±1.2 238.8 ±2.4 99.9 ±3.7 238.8 Нояб21 242.9 ±1.3 -7.7 ±1.8 22.6 ±.5 0.14 D MODC

T «D» 0.666 0.714 4.2 54.1 281.5 234.1 Нояб16 236.0 -26.7 20.1 D

O S.Libds (6 мет.) 0.653 ±.025 0.767 ±.025 4.8 ±1.1 58.9 ±1.9 282.5 ±4.4 238.9 Нояб21 240.8 ±1.0 -28.1 ±1.0 23.5 ±.1 0.09 D MODC

Для подтверждения родства 9 ОЗА и метеороидного роя Скорпииды нами изучена эволюция орбитальных элементов метеорного потока %-Скорпииды. Изменения радиус-векторов восходящего Ra и нисходящего Rd узлов орбиты %-Скорпиид в зависимости от аргумента перигелия ю также приведены на рис.1 и 2 соответственно. Оказалось, что эти зависимости совершенно идентичны с соответствующими зависимостями всех 9 ОЗА.

Таблица 4

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

метеорных потоков, связанных с околоземным объектом 2007WT3

Метеорный поток q (а.е.) e iO QO fflO LOq Дата aO SO Vg DS-H Тип Ката- лог

T «А» 0.700 0.703 6.6 75.9 253.9 75.9 Июн06 248.2 -10.8 19.2 N

O х -Scords 0.715 0.770 6.0 74.6 257.1 74.0 Июн04 247.7 -13.1 21.0 0.07 N C

O х -Scords 0.639 0.671 6.8 66.5 265.5 65.9 Май26 244.3 -10.8 19.9 0.07 N S2

O х -Scords 0.662 0.687 4.1 73.5 261.5 72.9 Июн03 248.1 -15.3 19.6 0.09 N S3

T «В» 0.660 0.721 5.1 250.7 79.1 70.7 Май31 242.1 -28.9 20.4 N

O 5 - Scords 0.690 0.757 0.4 251.5 73.8 69.9 Май31 239.7 -21.1 20.2 0.11 N T1

O EN070696 0.670 0.800 3.6 257.4 76.8 77.4 Июн07 247.6 -27.3 21.7 0.10 N EN

T «С» 0.660 0.722 5.1 229.1 100.7 229.1 Нояб11 233.7 -11.0 20.6 D

O N.Librds (12 мет.) 0.696 ±.030 0.664 ±.028 6.2 ±1.0 227.4 ±2.7 104.1 ±5.5 227.4 Нояб09 234.2 ±1.7 -8.2 ±1.8 21.1 ±.7 0.07 D MODC

T «D» 0.700 0.704 6.5 44.5 285.3 224.5 Нояб06 226.2 -28.9 19.5 D

O S.Libds (7 мет.) 0.726 ±.059 0.609 ±.033 2.4 ±.7 36.3 ±3.9 287.6 ±8.7 216.3 Окт 29 222.0 ±1.4 -20.5 ±.7 19.6 ±1.1 0.14 D MODC

Принадлежность исследуемых девяти астероидов к метеороидному рою Скорпиид подтверждают и даты их открытия, которые приходятся на периоды активности этих 4-х метеорных потоков, образованных метеороидным роем Скорпииды (табл. 5).

Таблица 5

Даты открытия 9 ОЗА и периоды активности их родственных метеорных потоков

Объект Дата Открытия

2003HP32 26.04.2003

2006WX29 23.11.2006

2007JD 07.05.2007

2007TB14* 08.10.2007

2007VH189 14.11.2007

2007WT3 18.11.2007

2007WY3 18.11.2007

2008UM1* 22.10.2008

2008UU95* 30.10.2008

X -Scorpiids May 17 - June 17

S - Scorpiids May 15 - June 15

Northern Lybrids October 26 - November 26

Sothern Lybrids October 21 - November 21

Заключение

Движение по кометоподобным орбитам и наличие метеорных потоков, связанных с семейством из 9 исследованных астероидов, свидетельствуют о том, что эти объекты являются ядрами потухших комет или представляют собой осколки некогда более крупной кометы-родоначальницы.

Можно допустить, что этот рой содержит еще много таких объектов и, следовательно, данный рой состоит из метеороидов всевозможных от мм до км размеров.

Обнаружение крупных тел - метровых и декаметровых размеров в метеороидных роях Тау-риды, 1-Аквариды, Писциды, v-Виргиниды, Сагиттариды, Скорпииды свидетельствует о том, что такие тела являются составной частью метеорных потоков. Выявление таких объектов является очередной задачей.

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

Поступило 06.05.2011 г.

ЛИТЕРАТУРА

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

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

3. Babadzhanov P.B. - Astron. & Astrophys., 2003, 397, pp. 3І9-325.

4. Babadzhanov P.B. - Dust in the Solar System and other planetary system, Eds. S.F.Green, I.P.Williams, J.A.M. McDonnell, N.McBride, 2002, Proced. Of the IAU Coll. 181, Canterbury, UK, 4-10 April 2000, pp. 77-82.

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

6. Jewitt D.C. - Comets in the Post-Halley Era, ed. R.L. Newburn et al., І992, Dordrecht: Kluwer, pp. 1965.

7. Kresak L. - Bull. Astr. Inst. Czech-Sl., І954, v.5, No.3, pp.45-49.

S. Asher D.S Clube S.V.M. Steel D.I - MNRAS, І993, 264, pp. 93-105.

9. Everhart E. - Celestial Mechanics, І974, 10, p.35.

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

11. Cook, A.F. - Evolutionary and Physical Properties of Meteoroids, ed. C.L.Hemenway, P.M.Millman & A.F.Cook, І973, NASA SP-319, (Washington, DC), 183-191.

12. Sekanina, Z. - Icarus, І973, 18, pp.253-284.

13. Sekanina, Z. - Icarus, 1976, 27, pp.265.

14. Терентьева А.К. - Результаты исследований по межд. геофиз. Проектам. Исследование метеоров, 1966, No 1, М: Изд-во "Наука", c.62-132.

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

П.Б.Бобочонов, Г.И.^охирова

ОИЛАИ ОБЪЕКТНОЙ НАЗДИ ЗАМИНИИ, КИ ТАБИАТИ КОМЕТА МЕБОШАНД

Институти астрофизикаи Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон

Мувофики тадк,ик,оти тахаввули мадорнои комета монандй 9 астероиднои наздизаминй исбот карда шyдааст, ки намай онно назариявй бо намон як туъдаи метеороидии, ки 4 сели метеорй ба вучуд меорад, алокаманд мебошанд. Дар натичаи коФту кови дар зичнои чопкарда-шyда муайян карда шудааст, ки ин 4 селхои метеорй бо 4 селнои фаъолй мушонида шаванда мувофик мебошанд. Харакати ин 9 астероидно аз руи мадорнои комета монанд ва алокаи онно бо селнои метеории Скорпииднои шабона ва Либриднои рузона гувони мединад, ки ин астероидно ядронои кометанои хомушшуда мебошанд ва барои Замин ва аппаратной кайнонй хавфи бар хурдани потенсиалй доранд.

Калима^ои калиди: мадор - та^аввул - астероид - объекти назди заминии - сели метеороиды -сели метеори - комета.

P.B.Babadzhanov, G.I.Kokhirova THE FAMILY OF NEAR-EARTH ASTEROIDS OF COMETARY ORIGIN

Institute of Astrophysics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan The orbital evolution of the 9 near-Earth asteroids discovered in 2GG3-2GGS was investigated and it was found that all of them theoretically are associated with the same meteoroid stream which can produce four meteor showers. As a result of the search in published catalogues of observable showers these theoretically predicted showers were identified with the active night-time x- Scorpiids and S - Scorpiids, and daytime Northern and Southern Lybrids. Moving on nearly identical comet-like orbits of these 9 objects and existence of related active meteor showers indicate that these asteroids are in fact dormant comet nuclei or fragments of a larger cometary body, and should be considered as the constituent components of the Scorpiids meteoroid stream producing mentioned showers. Consequently, this meteoroid stream consists not only of small, but also large bodies of meter- and decameter-sizes, which represent a long-term danger for the Earth and space vehicles.

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