<< 1. Введение | Оглавление | 3. Поиск потенциально опасных >>

2. Астероиды, сближающиеся с Землей

Астероиды с перигельными расстояниями, меньшими или равными 1.3 а. е., принято называть астероидами, сближающимися с Землей (АСЗ). Исторически первым из астероидов с такой орбитой был открыт (433) Eros (1898).

Все АСЗ принято подразделять на несколько групп в зависимости от величины их перигельного или афельного расстояния и большой полуоси. Каждая такая группа именуется по имени астероида - ее характерного представителя.

Астероиды типа Амура ((1221) Amor). Перигельные
расстояния больше, чем афельное расстояние Земли (1.017 а. е.1.3 а. е.). Астероиды этого типа могут приближаться к Земле извне, но не заходят внутрь орбиты Земли.

Астероиды типа Аполлона ((1862) Apollo). Перигельные расстояния меньше чем афельное расстояние Земли, большие полуоси больше, чем у Земли ( a.e.,  а. е.). Астероиды этого типа могут проникать внутрь орбиты Земли.

Астероиды типа Атона ((2062) Aten). Большие полуоси меньше, чем у Земли, афельные расстояния больше перигельного расстояния Земли ( а. е., .983 а. е.). Орбиты астероидов этого типа лежат в основном внутри орбиты Земли и только в окрестности афелиев выходят за ее пределы.

Астероиды трех типов - Амура, Аполлона и Атона - иногда называют ААА-астероидами. Помимо этих трех типов АСЗ в Солнечной системе существует еще один тип астероидов, способных приближаться к орбите Земли. Речь идет об астероидах, орбиты которых целиком лежат в пределах земной орбиты. Их часто именуют X-астероидами. Подобные малые тела трудно обнаружить, поскольку они могут наблюдаться только в утреннее или вечернее время, на элонгациях от Солнца, не превышающих 90. Пока обнаружен только один достоверный представитель астероидов этого типа с  а. е., ,  а. е. (MPEC No. 8072, 2003 Feb. 13).

Среди астероидов всех перечисленных групп выделяют потенциально опасные астероиды. К ним относят все астероиды, орбиты которых в настоящую эпоху сближаются с орбитой Земли до расстояний, меньших или равных 0.05 а. е. и абсолютная звездная величина которых не превышает 22.0. Если принять среднее значение альбедо астероидов равным 0.13, то этому условию соответствуют тела, превышающие 150 м в поперечнике. Считается, что тела меньшей величины не представляют серьезной угрозы для Земли, поскольку они в большинстве случаев сильно разрушаются при прохождении через атмосферу и в состоянии причинить лишь локальный ущерб. Потенциально опасные астероиды составляют примерно пятую часть всех АСЗ.

В табл. 1 приводятся данные о количестве открытых АСЗ различных типов, количестве занумерованных объектов и числе потенциально опасных объектов по состоянию на 27 марта 2003 г.

Принадлежность астероида к типу Аполлона или Атона не означает, что орбита астероида обязательно пересекает орбиту Земли: в большинстве случаев пересечение имеет место только в проекции на плоскость эклиптики, в пространстве орбиты лишь скрещиваются. Реальное пересечение двух орбит имеет место тогда, когда орбита Земли проходит через один или оба узла орбиты тела на эклиптике. Если при этом Земля и тело оказываются на своих орбитах одновременно в непосредственной близости к узлу, то происходит столкновение.

Характерные времена жизни ААА-астероидов исчисляются от нескольких миллионов до десятков миллионов лет, что явно мало по сравнению со временем существования Солнечной системы. Поскольку популяция этих тел достаточно многочисленна в настоящее время, должен существовать постоянный источник (или источники), подпитывающий ее. Имеется много свидетельств в пользу того, чтобы считать пояс астероидов основным источником ААА-астероидов.

Особое влияние на поведение тел в главном поясе оказывают резонансные соотношения (соизмеримости) низких порядков (2/1, 3/1, 4/1, 5/2, 7/3) между средними движениями астероидов и Юпитера. В области между 2.1-3.3 а. е. им соответствуют люки - более или менее широкие интервалы среднего движения, где малые планеты совсем отсутствуют или плотность их распределения заметным образом понижена.

Как было показано Уисдомом (Wisdom, 1982, 1983) при исследовании резонанса 3/1 с Юпитером ( а. е.), астероиды, попадающие в зону хаоса, испытывают нерегулярные колебания эксцентриситета, амплитуда которых может достигать 0.4, на характерных временах от нескольких десятков до нескольких сот тысяч лет. В результате из-за уменьшения перигельного расстояния в периоды, когда эксцентриситет находится в окрестности максимальных значений, астероид приобретает возможность пересекать орбиту Марса. Под влиянием возмущений, испытываемых астероидом при сближениях с Марсом, он может перемещаться из одной зоны хаоса в другую. В итоге астероид приобретает возможность сближаться с Землей, Венерой и даже выпадать на Солнце, если его перигельное расстояние оказывается меньше радиуса последнего.

Значительные возмущения в движении малых планет связаны также с резонансными соотношениями между скоростями движения перигелиев и узлов их орбит и скоростями движения перигелиев и узлов орбит возмущающих планет. Это так называемые вековые резонансы. Вековые резонансы также причастны к перебросу вещества из пояса астероидов в область внутренних планет (Knezevic, Milani, 1994). В частности, у внутреннего края главного пояса малых планет в окрестности значений большой полуоси  а. е. доминирует вековой резонанс (совпадение средних скоростей движений перигелиев орбит астероида и Сатурна) (рис. 1).

Вблизи этого резонанса эксцентриситеты орбит астероидов систематически увеличиваются, вследствие чего астероиды приобретают возможность сближаться с внутренними планетами и выпадать на Солнце. Среднее время, потребное для превращения астероида на квазикруговой орбите в астероид, пересекающий орбиту Земли, составляет всего около 0.5 млн лет. В 80 % случаев развитие событий заканчивается выпадением астероида на Солнце, в 12 % случаев - выбросом астероида на гиперболическую орбиту в результате сближения с планетами, в особенности с Юпитером, и только примерно в 1 % случаев - столкновением с Землей.

Вековой резонанс является наиболее активным поставщиком астероидного материала в зону внутренних планет. Следующим по эффективности является резонанс 3/1 (2.52 а. е.), затем резонанс 5/2 (2.82 а. е.). Помимо перечисленных наиболее мощных резонансов в поясе астероидов присутствует множество других резонансов, оказывающих менее существенное, но тем не менее заметное влияние на движение тел.

Возникает вопрос: каким образом происходит пополнение вещества в резонансных зонах пояса (без пополнения они давно были бы близки к полному истощению). Наиболее правдоподобным ответом является эффект Ярковского. Суть его заключается в реактивном эффекте (эффекте отдачи), испытываемом нагретым телом в результате ассиметричного переизлучения тепловой энергии.

Как показывают расчеты, выполненные в различных предположениях относительно размеров тел, их теплопроводности и других параметров, эффект Ярковского может обеспечить изменение больших полуосей тел, движущихся в поясе астероидов, на величины порядка 0.1-0.01 а. е. за время существования этих тел до их полного разрушения в результате катастрофических столкновений (от нескольких миллионов до примерно 2 млрд лет в зависимости от размеров). Эффект Ярковского позволяет объяснить и равномерный характер притока вещества на Землю, и разнообразие минералогического состава вещества метеоритов, и распределение АСЗ по размерам.

---

<< 1. Введение | Оглавление | 3. Поиск потенциально опасных >>

Публикации с ключевыми словами: астероиды - кометы - астероидная опасность - столкновения - Туринская шкала Публикации со словами: астероиды - кометы - астероидная опасность - столкновения - Туринская шкала
См. также: Полное затмение и кометы Изменяющийся ионный хвост кометы Понса-Брукса Комета Понса-Брукса ночью Ионный хвост кометы Понса-Брукса Закручивающаяся кома кометы Понса-Брукса Комета 12P/Понса-Брукса северной весной Структура хвоста кометы 12P/Понса-Брукса Все публикации на ту же тему >>