Серия «Астероиды»

Первый троянский астероид Земли был открыт лишь в 2010 году, его обозначение 2010 TK₇. Его орбита умеренно вытянута и наклонена к плоскости орбиты Земли почти на 21 градус. Обнаружить этот тусклый объект с поперечником всего лишь около 380 метров удалось с помощью космического телескопа WISE. В 2020 году был открыт второй троянский астероид Земли – 2020 XL₅. Его орбита более вытянута, чем у первого, но наклонена на 14 градусов к плоскости эклиптики. Второй астероид крупнее первого, его размер около 1200 метров. Но обнаружить его оказалось ещё сложнее из-за бо́льшего расстояния до него от Земли.

2010 TK₇ и 2020 XL₅ делают полный оборот вокруг Солнца практически за то же самое время, что и Земля, то есть за один год. Оба астероида постоянно находятся в окрестностях орбиты нашей планеты. Земля движется вслед за этими астероидами, причём средняя дистанция до них практически не меняется. Так как вращение астероидов 2010 TK₇ и 2020 XL₅ вокруг Солнца синхронизировано с вращением Земли, то спустя год они оказываются в той же точке неба, что и годом ранее. По этой причине траектории их движения относительно Земли оказываются практически замкнутыми.

Обе траектории напоминают деформированное велосипедное колесо, только траектория 2020 XL₅ обладает бо́льшими размерами. Похожую траекторию относительно нашей планеты имеют и другие астероиды, находящиеся в орбитальном резонансе 1:1 с Землёй, например, Круитни. Однако Круитни не является троянским астероидом Земли, его можно считать квазиспутником нашей планеты. Объект считается троянским астероидом Земли, если он находится в окрестностях одной из точек Лагранжа системы Земля–Солнце: L₄ или L₅.

Точка Лагранжа L₄ движется по орбите Земли на 60 градусов впереди нашей планеты, точка L₅ – на 60 градусов позади неё. Особенность точки Лагранжа состоит в том, что в ней относительно стабильно может находиться третье тело с малой массой. Когда говорят, что астероид находится в точке Лагранжа, это не означает, что он зафиксирован в этой точке. Это означает, что небесное тело совершает колебания относительно этой точки. Траектории астероидов 2010 TK₇ и 2020 XL₅ относительно точки L₄ системы Земля–Солнце также являются практически замкнутыми.

В окрестностях точек Лагранжа Земли наверняка присутствуют и другие астероиды, которые пока не удалось обнаружить. Проблема в том, что точки L₄ и L₅ находятся от Земли на таком же расстоянии, что и Солнце: это около 150 млн км. С такого расстояния небольшие астероиды с размерами до одного километра обнаружить очень сложно. К тому же угол между Солнцем и любой из этих точек составляет 60 градусов. Наблюдать эту область пространства с поверхности Земли затруднительно, так как с наступлением темноты она оказывается низко над горизонтом. В точке L₅ троянские астероиды Земли пока не обнаружены, но в ней наблюдается большое скопление космической пыли. Точки Лагранжа системы Земля–Солнце, благодаря их особенностям, активно используются космическими аппаратами. Поэтому дальнейшие поиски троянских астероидов Земли представляют интерес для науки.

В этом видео вы можете наблюдать смоделированный пояс астероидов. Если в предыдущем видео показывались только 83 тысячи крупнейших астероидов, то в этом удалось изобразить все известные астероиды. Таким образом, каждая движущаяся точка на экране – это один из почти полутора миллионов астероидов. И каждая из этих точек движется по вычисленной траектории, соответствующей реальной орбите астероида.

Диаметр объекта составляет около 8 метров. Его орбита близка к круговой и очень слабо наклонена к плоскости орбиты Земли. Период обращения астероида вокруг Солнца был только на 5% короче земного года. По этой причине астероид при движении по своей орбите на протяжении последних нескольких лет постепенно догонял Землю.

К началу 2024 года астероид достиг окрестностей Земли и начал испытывать гравитационные возмущения из-за нахождения вблизи системы Земля–Луна. 8 августа 2024 года астероид 2024 PT₅ прошёл на расстоянии 567 тыс км от Земли, то есть в полтора раза дальше Луны. Его скорость относительно Земли составляла 1.4 км/с, что также всего лишь примерно в полтора раза превышает относительную скорость Луны. К концу октября он удалится на 4 млн км, а затем 8 января 2025 года он вновь сблизится с Землёй, пройдя в 1.8 млн км от нас.

Астероид 2024 PT₅ нельзя назвать нашей временной луной. Земля заметно изменит орбиту астероида, но силы её гравитации окажется недостаточной, чтобы замкнуть траекторию. 2024 PT₅ даже нельзя назвать квазиспутником, поскольку он и Земля не находятся в орбитальном резонансе 1:1. Период обращения астероида вокруг Солнца станет, наоборот, немного превышать земной год. И при дальнейшем движении по своей изменённой орбите он начнёт отставать от Земли. Земля догонит его с другой стороны примерно через 30 лет, и в 2056 году произойдёт очередная серия сближений, впрочем, не настолько тесных.

Моделирование и визуализация выполнены автором этой публикации с помощью программного обеспечения собственной разработки. При расчетах учитывалось взаимное влияние друг на друга Солнца, всех планет Солнечной системы, Луны и астероида. Также при расчете учитывались релятивистские эффекты. На протяжении части этого видео размеры небесных тел показаны сильно преувеличенными по сравнению с расстояниями между ними.

Орбита астероида довольно сильно вытянута и наклонена всего на 0.5 градуса к плоскости земной орбиты. В ближней к Солнцу точке (перигелии) она почти касается орбиты Венеры. В дальней точке (афелии) астероид подходит достаточно близко к орбите Юпитера. На протяжении 2018–2019 годов в этом месте своей орбиты как раз находился Юпитер. И в течение тех двух лет газовый гигант непрерывно действовал на астероид своей гравитацией, заметно искажая его орбиту. После этого астероид продолжил движение уже по изменённой орбите пока в сентябре 2024 года не столкнулся с нашей планетой. Таким образом, причиной столкновения является Юпитер, который изменил орбиту астероида 2024 RW₁ и направил его к Земле. К счастью, размеры этого маленького астероида не превышали двух метров. Такие астероиды обычно сгорают в атмосфере Земли и не причиняют ущерба. Но будь этот астероид раз в 10 крупнее, он мог бы вызвать разрушения, сопоставимые с теми, что произошли в Челябинске в феврале 2013 года.

Итак, астероид 2024 RW₁ был обнаружен 4 сентября 2024, всего лишь за несколько часов до столкновения с Землёй. Это только девятое столкновение астероида с нашей планетой, предсказанное заранее. Он был замечен в виде очень слабой звёздочки 21-й величины. Её яркость позволила сделать вывод о размере астероида. Анализ траектории этой звёздочки помог точно предсказать место падения астероида – остров Лусон, Филиппины. Прогнозы учёных сбылись: полёт болида наблюдало большое количество людей. Яркая вспышка попала на видео, которые были опубликованы в различных социальных сетях.

Моделирование и визуализация выполнены автором этой публикации с помощью программного обеспечения собственной разработки. При расчетах учитывалось взаимное влияние друг на друга Солнца, всех планет Солнечной системы, Луны и астероида. Также при расчете учитывались релятивистские эффекты. На протяжении части этого видео размеры небесных тел показаны сильно преувеличенными по сравнению с расстояниями между ними.

Около десяти лет назад (и даже ещё раньше) в созвездии Лиры находился один очень интересный объект – астероид Оумуамуа. Это первый обнаруженный межзвёздный астероид. Оумуамуа – очень небольшой и тусклый объект. Он несколько сотен метров в длину и несколько десятков метров толщиной. То есть он обладает очень вытянутой формой. “Оумуамуа” в переводе с гавайского означает “разведчик” или “посланник издалека”.

Созвездие Лиры, в котором находился этот астероид, располагается рядом с той областью звёздного неба, куда движется Солнечная система относительно ближайших звёзд. Скорость Оумуамуа относительно Солнца составляла около 26 км/с. Эта скорость сопоставима со скоростями ближайших звёзд относительно звёздного потока в окрестностях Солнца. Поэтому этот астероид и был квалифицирован как межзвёздный объект. Он никогда не был частью Солнечной системы. Скорость 26 км/с складывалась из скорости Солнца и скорости астероида, так как они летели навстречу друг другу. Скорость Солнца в направлении созвездия Лиры составляет около 20 км/с. Значит скорость астероида во встречном направлении составляла около 6 км/с. Речь идёт о скоростях относительно звёздного потока в окрестностях Солнца. Относительно центра Галактики скорость Солнца и звёздного потока в его окрестностях превышает 200 км/с.

Оумуамуа относительно Солнца движется по гиперболической траектории, которая является незамкнутой. Это значит, что пролетев однажды рядом с Солнцем, этот астероид уже никогда не вернётся к нему. Такой пролёт рядом с Солнцем произошёл 9 сентября 2017 года. Оумуамуа в перигелии (при наиболее тесном сближении с Солнцем) оказался ближе к Солнцу, чем Меркурий. А его скорость относительно Солнца в этот момент достигла 87 км/с. Спустя месяц 14 октября 2017 года астероид Оумуамуа пронёсся мимо Земли на расстоянии 24 млн км с относительной скоростью 60 км/с на фоне созвездия Ориона. Но из-за своих малых размеров он был замечен астрономами планеты Земля лишь 19 октября 2017 года.

Сведения о том, где Оумуамуа находился до сближения с Солнцем, получены из анализа его гиперболической траектории. После сближения с Солнцем и по мере удаления астероида его скорость относительно Солнца будет снижаться, пока снова не достигнет значения 26 км/с. Однако относительно звёздного потока в окрестностях Солнца скорость астероида увеличилась, так как Солнце изменило направление его движения на 114 градусов. Можно сказать, что Оумуамуа совершил гравитационный манёвр у Солнца. Он вырвался из звёздного потока в окрестностях Солнца и полетел в направлении созвездия Пегаса.

Наблюдаемая скорость Оумуамуа слегка отличается от расчётной. Поэтому ряд учёных выдвинули предположение, что этот межзвёздный объект может быть внеземным космическим кораблём, а не астероидом. На самом деле сближение с Солнцем могло спровоцировать испарение части вещества с поверхности Оумуамуа. Испарение вещества приводит к дополнительному небольшому ускорению объекта, что типично для комет. Оумуамуа изначально и приняли за комету, однако ни хвоста, ни комы у него обнаружено не было, поэтому его переквалифицировали в астероид.

Разрабатывается проект по отправке к этому астероиду космического аппарата. Это очень амбициозный проект, потому что достичь Оумуамуа нужно за минимальное время, чтобы успеть передать данные на Землю. Астероид имеет слишком высокую скорость для земных космических аппаратов. Поэтому достичь его можно будет лишь с помощью сложного гравитационного манёвра рядом с Солнцем с использованием эффекта Оберта. Или, например, с использованием разрабатываемых двигателей на основе светового паруса. Космическая миссия к астероиду Оумуамуа помогла бы объяснить причины его дополнительного ускорения.

Астероид 415029 (2011 UL₂₁) является одним из самых крупных астероидов среди потенциально опасных астрономических объектов. Видео показывает орбиту астероида и позволяет увидеть, где искать его на небе в период сближения с Землёй. Смотрите его с субтитрами на русском языке.

Исходя из яркости объекта, размер астероида можно оценить в 2.5 км. Если поверхность астероида тёмная, то он может оказаться ещё больше, вплоть до 4 км. В настоящее время расстояние между ближайшими точками орбиты астероида и орбиты Земли составляет около 2.5 млн км и является безопасным.

27 июня 2024 года в 20:16 по Всемирному времени астероид 415029 (2011 UL₂₁) пройдёт в 6.6 млн км от Земли. Эта дистанция примерно в 17 раз превышает расстояние от нашей планеты до Луны. На минимальном расстоянии от Земли астероид будет наблюдаться на границе созвездий Ворона и Гидры в довольно мощный телескоп. Наибольшей яркости (11.68 звёздной величины) он достигнет, пересекая созвездие Девы в ночь с 28 на 29 июня по Всемирному времени.

Для столь крупного астероида сближение с Землёй считается редким событием. Такого размера астероид на подобном расстоянии от Земли пролетает примерно один раз в десятилетие. Такая оценка приводится на сайте Лаборатории реактивного движения NASA.

Менее, чем через 42 часа после прохождения вблизи Земли астероида 415029 (2011 UL₂₁) произойдёт сближение нашей планеты с ещё одним астероидом: 2024 MK. В этом видео будет показано тесное сближение этого астероида с Землёй, также можно будет увидеть, где искать его на небе при наблюдении с Земли. Смотрите видео с субтитрами на русском языке.

Размеры 2024 MK оцениваются в интервале от 120 до 260 м. Его орбита касается орбиты Земли практически в точке перигелия. Это значит, что астероид проходит окрестности орбиты нашей планеты с максимальной скоростью относительно Солнца.

Астероид 2024 MK был открыт 16 июня 2024 года, то есть всего за две недели до тесного сближения с Землёй. Расчёты показали, что 29 июня 2024 года в 13:50 по Всемирному времени он пройдёт на расстоянии около 295 тысяч км от центра Земли. Это примерно три четверти расстояния до Луны. При этом скорость астероида относительно Земли составит 9.3 км/с. В этот момент его лучше всего будет видно с территории Австралии и островов Океании, где он будет наблюдаться практически в зените на границе созвездий Орла и Стрельца. Наибольшей яркости (8.73 звёздной величины) астероид 2024 MK достигнет чуть раньше: 29 июня в 10:42 по Всемирному времени, и его можно будет увидеть в созвездии Стрельца даже в бинокль. С наступлением ночи астероид можно будет разглядеть и в Северном полушарии Земли: в 20:00 по Всемирному времени он достигнет созвездия Пегаса. Его яркость ослабнет до 10.71 звёздной величины, но его всё ещё будет видно в любительские телескопы.

Столь тесное сближение с Землёй астероида подобного размера происходит также примерно один раз в десять лет. Получается, что в конце июня практически одновременно произойдут два события, каждое из которых (по оценке JPL NASA) случается лишь однажды в десятилетие!

Дамокл относится к кентаврам – группе астероидов, бо́льшую часть времени находящихся между орбитами Юпитера и Нептуна. При этом орбиты кентавров могут пересекать орбиты планет-гигантов. Дамокл в перигелии своей орбиты оказывается даже ближе к Солнцу, чем Марс. Он был открыт в 1991 году как раз во время своего последнего сближения с Солнцем. Следующее прохождение перигелия астероидом Дамокл в окрестностях орбиты Марса ожидается 17 августа 2031 года.

Также Дамокл является первым представителем группы дамоклоидов. Дамоклоиды – это астероиды, имеющие орбиты, схожие с орбитами короткопериодических комет из семейства Галлея. Считается, что дамоклоиды являются выродившимися кометами. То есть это ядра комет, с которых испарились все летучие вещества в процессе многочисленных сближений с Солнцем. Наверняка и астероид Дамокл когда-то был кометой. Возможно, именно он является источником метеорного потока, наблюдаемого в созвездии Дракона с поверхности Марса.

Дамоклоиды имеют нестабильные орбиты, поскольку на них оказывают значительное влияние планеты-гиганты. Есть вероятность, что орбита Дамокла может измениться настолько, что он начнёт сближаться с Землёй или даже столкнуться с ней. Именно по этой причине астероид и получил название в честь персонажа древнегреческой легенды о дамокловом мече, символе нависшей угрозы. Столкновение 10-километрового Дамокла с нашей планетой может привести к массовому вымиранию.

Следует иметь в виду, что траектория показана так, как если бы мы наблюдали за астероидом из центра нашей планеты. Для различных точек поверхности Земли она будет отклоняться от показанной на несколько градусов (при максимальном сближении). Истинная траектория будет выглядеть сложнее из-за движения наблюдателя при вращении Земли вокруг своей оси.

Менее пяти лет осталось до встречи Апофиса и Земли. В пятницу 13 апреля 2029 года 325-метровый астероид стремительно пролетит мимо нашей планеты. Его отлично будет видно невооружённым глазом, даже в городе. В 20:30 по Всемирному времени (23:30 МСК) он достигнет максимальной яркости: 3.14 звёздной величины. По яркости это сопоставимо с самой слабой звездой из семи ярких звёзд ковша Большой Медведицы (Мегрец). В 20:57 UTC (23:57 МСК) Апофис пройдёт совсем рядом с яркой звездой Регул (α Льва). Причём в некоторых районах Земли может наблюдаться очень кратковременное покрытие астероидом этой звезды.

В 21:45 по Всемирному времени Апофис пройдёт на минимальном расстоянии 38 тыс.км от центра Земли со скоростью 7.4 км/с на фоне созвездия Рака. По московскому времени это произойдёт уже 14 апреля в 00:45. То есть он пролетит в пяти земных радиусах от поверхности нашей планеты. Примерно на таком же расстоянии находятся орбиты геостационарных спутников. Затем астероид окажется в Близнецах, при этом его яркость ослабнет до 4-й звёздной величины. Примерно в 22:20 UTC (01:20 МСК) он достигнет созвездия Возничего. Пересекая это созвездие с яркой звездой Капелла, Апофис потускнеет настолько, что скроется от невооружённого глаза. 14 апреля в 14:54 по Всемирному времени астероид пройдёт в 96 тыс.км от центра Луны. Впрочем, наблюдать это сближение не получится даже в телескопы из-за яркого Солнца, которое будет находиться в небе неподалёку.

С 2004 года, когда Апофис был открыт, параметры его орбиты были значительно уточнены. И можно утверждать, что в ближайшее столетие он не представляет опасности для Земли. Будет ли угрожать Апофис нашей планете в дальнейшем, станет известно после тесного сближения в 2029 году. Также ценные сведения будут получены после выхода на орбиту вокруг него аппарата OSIRIS-REx, который ранее собрал грунт с астероида Бенну.

Моделирование и визуализация выполнены автором этой публикации с помощью программного обеспечения собственной разработки. При расчетах учитывалось взаимное влияние друг на друга Солнца, всех планет Солнечной системы, Луны и астероида. Также при расчёте учитывались релятивистские эффекты.