2002 AA ₂₉

2002 AA ₂₉ - очень маленький астероид , сближающийся с Землей, который был обнаружен 9 января 2002 года системой автоматического наблюдения за небом LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroid Research) .

Диаметр астероида составляет всего от 50 до 110 метров. Она вращается вокруг Солнца в почти круговой орбите , которая очень похожа на на земной орбите. По большей части, он проходит в пределах земной орбиты и пересекает ее в наиболее удаленной от Солнца точке - афелии . Из-за этой орбиты он классифицируется как тип Атона после одноименного астероида Атон .

Другой особенностью является то, что его средний период вокруг Солнца точно соответствует звездному году . Это означает, что он взаимодействует с Землей , поскольку такая орбита устойчива только при определенных условиях. Пока известно лишь несколько таких астероидов, которые взаимодействуют с Землей в орбитальном резонансе 1: 1 . Первым был (3753) Cruithne, открытый в 1986 году . Астероиды, которые находятся в резонансе 1: 1 с планетой , также называются координатными объектами, потому что они следуют по орбите планеты. 2002 AA ₂₉ , однако, не является одним из троянцев , которые являются наиболее известными координатными астероидами и расположены в лагранжевых точках L ₄ и L ₅ соответствующей планеты. Скорее, он движется по так называемой подковообразной орбите вокруг земной орбиты.

Орбита

Данные об орбите

Ученые из Лаборатории реактивного движения (JPL), Университета Атабаски ( Канада ), Королевского университета в Кингстоне (Онтарио, Канада) , Йоркского университета в Торонто и обсерватории Туорла в Университете Турку в Финляндии представили необычную орбиту 2002 года, подтвержденную AA ₂₉ при последующих обследованиях на телескопе Канада-Франция-Гавайи на Гавайях :

Орбиты 2002 AA ₂₉ и Земли вокруг Солнца в перпендикулярном виде к эклиптике; Изображение: JPL

• Его орбита в основном находится в пределах орбиты Земли, в отличие от орбит большинства астероидов в так называемом поясе астероидов между Марсом и Юпитером или даже дальше за пределами орбиты Нептуна в так называемом поясе Койпера .

Из-за орбитальных возмущений больших газовых планет , в основном из-за Юпитера, и из-за эффекта Ярковского (изменение орбиты из-за асимметричного излучения и излучения инфракрасного излучения ) астероиды отклоняются во внутреннюю часть Солнечной системы , где на их орбиты могут в дальнейшем влиять летают близко к внутренним планетам. Согласно этому механизму, AA _29, вероятно, также попала в сферу влияния Земли из внешних источников Солнечной системы в 2002 году . Однако также предполагается, что астероид образовался около орбиты Земли и всегда находился на околоземной орбите. Одна из возможностей в этом случае заключается в том, что это может быть фрагмент, отколовшийся от столкновения астероида среднего размера с Землей или Луной .

• Его средний период обращения по орбите составляет один сидерический год . После того, как астероид переместился во внутреннюю часть Солнечной системы или сформировался на орбите, близкой к земной, астероид должен был оказаться на орбите, соответствующей Земле. На этой орбите он неоднократно отвлекался от Земли таким образом, что его собственный период вращения был таким же, как у Земли вокруг Солнца. На своей текущей орбите Земля всегда будет синхронизировать ее со своей собственной орбитой.

2002 AA ₂₉ орбиты и Земля вокруг Солнца, вид сбоку; Изображение: JPL

• Орбита астероида почти круглая и при 0,012 имеет еще меньший эксцентриситет, чем орбита Земли при 0,0167. Остальные околоземные астероиды в среднем имеют гораздо больший эксцентриситет, равный 0,29. Все другие астероиды, известные до 2002 года в резонансе 1: 1 с Землей, также имеют очень сильно эллиптические орбиты - например, эксцентриситет (3753) Круитна составляет 0,515. Орбита 2002 AA ₂₉ была уникальной на момент его открытия, поэтому астероиды часто называют первыми настоящими координатными спутниками Земли, поскольку орбиты других астероидов, обнаруженных ранее, не очень похожи на орбиты. орбита Земли. Очень низкий эксцентриситет орбиты 2002 AA ₂₉ также указывает на то, что он всегда должен был находиться на околоземной орбите или что эффект Ярковского заставил его сравнительно сильно закручиваться во внутреннюю часть Солнечной системы в течение миллиардов лет, поскольку астероиды отклонялись планеты в Обычно имеют орбиты с большим эксцентриситетом.
• Наклон орбиты относительно эклиптики (плоскости орбиты Земли) от AA ₂₉ 2002 года умеренный и составляет 10,7 ° . Таким образом, его орбита немного наклонена по отношению к орбите Земли, иначе обе орбиты лежали бы непосредственно друг над другом.

Форма дорожки

Орбита «Подкова» от 2002 AA ₂₉ вдоль земной орбиты в течение 95 лет, если смотреть из системы отсчета, которая движется вместе с орбитальным движением Земли; Изображение: JPL

Если вы рассмотрите орбиту 2002 AA _29, которая почти совпадает с орбитой Земли, из системы отсчета, которая движется с движением Земли вокруг Солнца , она описывает дугу почти 360 ° вдоль земной орбиты в течение 95 °. лет, которую он отбрасывает еще через 95 лет. Форма арки напоминает подкову , отсюда и название подковообразной орбиты для ее орбиты, как видно из системы отсчета, которая движется вместе с Землей. Двигаясь по земной орбите, он закручивается по спирали вокруг нее, в результате чего спиральный оборот занимает год.

Это спиральное движение в системе отсчета, которое движется вместе с Землей, связано с ее эксцентриситетом и наклонением орбиты, которые немного отклоняются от орбиты Земли, в результате чего разница в наклонении орбиты отвечает за вертикаль, а эксцентриситет - за горизонтальную часть. проектируемого спирального движения. Если он приближается к Земле спереди, то есть в направлении вращения Земли, то его сила притяжения переносит его на несколько более быструю орбиту, немного ближе к Солнцу. Теперь он спешит впереди Земли по своей орбите, пока, спустя 95 лет, он почти не коснулся ее и не приближается к ней сзади. Теперь он снова попадает под влияние гравитации и уходит на более медленную орбиту, немного дальше от Солнца. В результате он больше не может идти в ногу со скоростью Земли, пока она снова не достигнет его через 95 лет. Земля и 2002 AA ₂₉ следуют друг за другом поочередно, но никогда не подходят слишком близко.

8 января 2003 года астероид приблизился к Земле спереди на расстояние 5,9 миллиона километров, что будет его самым близким приближением за почти столетие. С тех пор он спешит впереди нее, пока не догнал ее сзади. Однако из-за тонкого взаимодействия с Землей не нужно опасаться, что этот астероид может столкнуться с Землей, как и другие крейсеры на околоземной орбите. Расчеты показывают, что в следующие тысячелетия он никогда не приблизится к Земле ближе, чем на 4,5 миллиона километров, что примерно в двенадцать раз больше расстояния Земля-Луна.

Для сравнения, более крупный спутник с координатами (419624) 2010 SO ₁₆ приближается лишь в 50 раз к лунному расстоянию. Ему нужно 175 лет, чтобы преодолеть расстояние между подковообразными точками.

Квазиспутниковая орбита от 2002 AA ₂₉ в 2589, если смотреть перпендикулярно эклиптике. Слева показаны орбиты 2002 AA ₂₉ и Земли из системы отсчета в состоянии покоя, правая часть, в увеличенном масштабе, показывает ту же орбиту 2002 AA ₂₉ из системы отсчета, которая движется с орбитальным движением. земли; Изображение: JPL

Из-за наклона орбиты 10,7 ° к эклиптике AA ₂₉ не всегда выталкивается с Земли на свою подковообразную орбиту, но иногда может проскользнуть сквозь нее. Затем он на какое-то время оказывается в ловушке возле Земли, что произойдет в следующий раз примерно через 600 лет, примерно в 2600 году. Тогда он будет в пределах небольшого промежутка на земной орбите, которого он не достиг на своей предыдущей подковообразной орбите, и не далее 0,2 астрономических единиц (30 миллионов километров) от Земли. При этом он будет медленно вращаться вокруг Земли - почти как вторая луна ; однако для завершения одного цикла требуется год. Спустя 45 лет он, наконец, переключается обратно на подковообразную орбиту, затем снова около 3750 года и снова около 6400 в течение 45 лет вблизи Земли. В этих фазах, когда он находится за пределами своей подковообразной орбиты, он совершает колебания взад и вперед один раз в течение 15 лет в узкой области вдоль земной орбиты, в которой он застрял. Поскольку они не связаны прочно с Землей, как Луна, а находятся в основном под действием силы тяжести Солнца, эти тела называются квазиспутниками . Это примерно аналогично тому, как две машины едут рядом друг с другом с одинаковой скоростью и обгоняют друг друга, но не связаны друг с другом прочно.

Расчеты орбиты показывают, что в 2002 году AA ₂₉ уже _{находился} на этой квазоспутниковой орбите в течение 45 лет примерно с 520 года нашей эры, однако из-за своего крошечного размера он был слишком слабым и поэтому не был виден. Таким образом, он почти циклически меняется между двумя формами орбиты, но всегда остается на квазиспутниковой орбите в течение 45 лет. Вне периода времени примерно от 520 до 6500 нашей эры расчетные орбиты становятся хаотическими , то есть не поддающимися вычислению , поэтому невозможно дать точную информацию о периодах за пределами этого периода. 2002 AA ₂₉ было первым известным небесным телом, которое переключилось между подковообразной орбитой и квазиспутниковой орбитой.

природа

Яркость и размер

О самом AA ₂₉ 2002 года известно немного . Имея размер от 50 до 110 метров, он очень мал, поэтому он кажется маленькой точкой на Земле, даже с большими телескопами, и его можно наблюдать только с помощью высокочувствительных камер CCD . Во время наиболее близкого приближения 8 января 2003 г. в видимой области она имела только видимую величину около 20,4 порядка.

О составе 2002 AA ₂₉ пока ничего конкретного не известно. Однако из-за близости к Солнцу он не может состоять из легколетучих веществ, таких как водяной лед , так как они будут таять , испаряться или возвышаться , что, например, хорошо видно на хвостах комет . Предположительно, как и большинство астероидов, он будет иметь темную углеродистую или немного более светлую, богатую силикатами поверхность; в первом случае альбедо будет около 0,05, во втором - немного выше, от 0,15 до 0,25. Из-за этой неопределенности значения его диаметра имеют относительно большой диапазон.

Дополнительная неопределенность возникает из-за того факта, что во время измерений радиолокационного эха с помощью радиотелескопа Аресибо можно было уловить только неожиданно слабое радиолокационное эхо , т.е. 2002 AA ₂₉ либо даже меньше, чем ожидалось, либо радиоволны отражаются слабо. В первом случае у него должно быть необычно высокое альбедо. Это было бы еще одним признаком предположения о том, что он или, по крайней мере, материал, из которого он сделан, в отличие от большинства астероидов, уже сформировался на околоземной орбите или даже представляет собой фрагмент, который был создан в результате столкновения со средой. размером с астероид с Землей или был сброшен с Луны.

Время вращения

С помощью измерений радиолокационного эха на радиотелескопе Аресибо удалось определить период вращения 2002 AA ₂₉ . С помощью этого метода радиолокационной астрономии , радиоволны с фиксированной длиной волны посылаются от радиотелескопа на астероид. Они отражаются на нем, в результате чего из-за эффекта Доплера часть поверхности, которая движется к наблюдателю из-за вращения, укорачивает длину волны отраженных радиоволн, в то время как другая часть, которая отворачивается от наблюдателя, удлиняет длину волны. . В результате длина отраженных радиоволн «размазывается». По ширине мазка по длине волны и диаметру астероида можно сделать вывод о продолжительности вращения. Для 2002 AA _{29 у} вас есть 33 минуты в качестве верхнего предела времени его вращения, так что астероид, вероятно, вращается еще быстрее. Это быстрое вращение вместе с малым диаметром и, следовательно, малой массой позволяет сделать некоторые интересные выводы:

• Астероид вращается так быстро, что центробежная сила на его поверхности превышает его силу тяжести. Следовательно, он находится под напряжением и, следовательно, не может состоять из кучи неплотно соединенных обломков или нескольких фрагментов, вращающихся вокруг друг друга, что, как предполагается, связано с некоторыми другими астероидами или, например , также было доказано в случае астероида (69230) Гермес . Вместо этого тело должно состоять из одного относительно твердого валуна или слегка спекшейся части. Однако его прочность на растяжение, вероятно, намного меньше, чем у земной породы, и астероид, вероятно, также довольно пористый.
• 2002 AA ₂₉ никогда не мог собраться из отдельных более мелких деталей, так как раньше они разошлись бы друг от друга из-за быстрого вращения. Значит, это должен быть оторванный фрагмент, который образовался при столкновении двух небесных тел.

мировоззрение

Из-за того, что орбита очень похожа на Землю, космические зонды относительно легко достигают астероида . Таким образом, 2002 AA ₂₉ будет подходящим объектом для более детального изучения структуры и состава астероидов и временного развития их орбит вокруг Солнца. Тем временем уже были обнаружены другие подобные спутники Земли, расположенные на подковах или на орбите в качестве квазиспутника, например, квазиспутник 2003 YN ₁₀₇ . Кроме того, вокруг лагранжевых точек L ₄ и L _{5 системы} Земля-Солнце подозреваются небольшие троянские спутники Земли диаметром 100 метров. Erdtrojaner 2010 TK ₇ был обнаружен и подтвержден в 2010/2011 годах, в настоящее время он привязан к L ₄ ; Однако его диаметр составляет около 300 метров, что значительно превышает размер, предполагаемый для наземного трояна.

Смотри тоже

• 2010 TK7
• Кордылевские облака
• Список астероидов
• Название астероидов и комет

литература

• М. Коннорс и др.: Открытие астероида и квазиспутника на орбите земной подковы. в: Метеоритика и планетология . Аллен Пресс, Лоуренс Кан 37.2002, 10, 1435-1441. bibcode : 2002M & PS ... 37.1435C (английский)
• Тильманн Альтхаус: второй спутник голубой планеты. в: Звезды и космос . Spektrum der Wiss., Heidelberg 42, 2003, 2, стр. 22-24. ISSN  0039-1263

веб ссылки

Предметы

• Подробная статья команды исследователей астероида (на английском языке)

Базы данных

• Данные об орбите от 2002 AA ₂₉ из базы данных MPEC (англ.)
• Физические данные из 2002 AA ₂₉ из базы данных EARN (английский)
• Астероид орбитального элемента база данных из обсерватории Лоуэллы ( на английском языке)

Индивидуальные доказательства

1. ↑ ^{а б} М. Коннорс и др.: Астероиды-подковы и квази-спутники на земных орбитах. В: 35-я Конференция по изучению Луны и планет, 15. - 19. Март 2004 г. Лига-Сити, Техас, 2004 г., 3-е, тезисы № 1565 (английский, PDF; 933 kB).
2. ↑ Астероид 2010 SO16 следует за Землей по ее орбите вокруг Солнца . earthsky.org. 6 апреля 2011 г. Проверено 10 апреля 2011 г.
3. ^ Р. Брассер и др.: Переходные коорбитальные астероиды. В: Икар . Эльзевир, Сан-Диего 171.2004, 9, p102-109. ISSN  0019-1035 (на английском языке, онлайн на сервере Icarus: doi : 10.1016 / j.icarus.2004.04.019 ).
4. ^ ^{A b} Стивен Дж. Остро и др.: Радарное обнаружение астероида 2002 AA29. В: Икар . Эльзевир, Сан-Диего, 166.2003, 12, стр. 271-275. ISSN  0019-1035 (на английском языке, онлайн на сервере Icarus: doi : 10.1016 / j.icarus.2003.09.001 ).