Орбитите на астероидите, приближаващи се до Земята, се влияят не само от гравитацията на Слънцето, планетите от Слънчевата система и Луната. Както откриха учени от Томския държавен университет, траекториите на тази група небесни тела се контролират и от Церера, Палада и Веста - трите най-големи астероида в Главния пояс. Специалистите стигнаха до това заключение, след като анализираха движението на 1408 астероида.
Какво контролира астероидите, които се движат близо до Земята?
На пръв поглед влиянието на най-големите обекти от Главния пояс изглежда очевидно. При стандартните изчисления на траектории обаче слабото им гравитационно привличане обикновено се пренебрегва, за да се оптимизират изчисленията. Томските астрономи са доказали, че в продължение на стотици години дори незначителното гравитационно привличане на „голямата тройка“ астероиди може напълно да пренапише траекторията на потенциално опасно тяло и да го насочи към Земята.
Прочетете също: Заплахата от астероиди може да е много по-сериозна, отколкото се смяташе досега
Изследването е проведено от астрономи от катедрата по физика, ръководени от Татяна Галушина, доктор на физико-математическите науки и професор в катедрата по астрономия и космическа геодезия, както и от служители от Научноизследователския институт по приложна математика и механика към университета. Техните открития са публикувани в международното научно списание Solar System Research.
Като част от проучването, учените съставили предварителен списък от 4091 астероида, чиито орбити преминават близо до тези на Юпитер. След анализ на тяхното бъдещо и минало движение, специалистите избрали 1408 небесни тела, които редовно се приближават както до Юпитер, така и до Земята, и се опитали да определят силите, влияещи върху траекториите на полета им.
За да обработят огромния набор от данни за 1408 обекта, учените са използвали собствени софтуерни пакети. Един от тях е разработен с помощта на IDA. Програмата позволява моделиране на движението на астероиди, като се отчита сложната структура на смущенията и се получават оценки на ключови параметри, включително ефекта на Ярковски. Освен това, учените са автоматизирали търсенето на физически характеристики на астероиди, като са написали специализирана програма AstroScan, използвайки базите данни на НАСА.
Прочетете също: Учени откриха древни астероиди, съдържащи вода
Численото моделиране показва, че гравитацията на Слънцето, планетите и Луната, както и на трите най-големи астероида от главния пояс – Веста, Церера и Палада, оказва значително влияние върху динамиката на астероидите. Но не става въпрос само за гравитацията: според авторите, важно е да се вземат предвид и релативистичните ефекти, свързани с теорията на Айнщайн. Масивните тела изкривяват пространство-времето, което от своя страна леко променя траекторията на астероида. Тези промени стават особено забележими близо до Слънцето, пишат учените.
„Разглеждахме Слънцето като елипсоид, а не просто като сфера или точка “, подчертава Татяна Галушина.
„ А за обекти с добре познати физически параметри трябва да се вземат предвид светлинното налягане и ефектът на Ярковски“, допълва тя.
Ефектът на Ярковски е астрофизично явление, при което слънчевата светлина може постепенно да променя траекториите на небесните тела. В случая с астероидите този ефект се проявява по следния начин: повърхностите им се нагряват през деня и се охлаждат през нощта, излъчвайки отново топлина, която от своя страна действа като микроскопичен реактивен двигател. В продължение на хиляди години този „естествен“ двигател може значително да ускори или забави небесно тяло.
За 71% от 1408-те обекта историята на наблюденията е била твърде кратка – по-малко от 300 дни. Поради тази причина все още не е възможно да се оцени влиянието на ефекта на Ярковски върху тяхното движение. Това не може да се каже за астероидите, които астрономите следят от дълго време. Получените стойности са в теоретичните граници, а за 16 от тях точността е особено висока.
Друг фактор, взет предвид от учените от Томск, са негравитационните сили, по-специално радиационното налягане, което буквално избутва астероида с потоци от слънчеви фотони. За приблизително половината от 113-те обекта, за които са налични необходимите данни за оценка на влиянието на радиационното налягане, този фактор е бил значителен.
Според авторите на изследването, техните открития ще бъдат полезни за планетарната защита. Колкото по-добре разбираме траекториите на потенциално опасни обекти, толкова по-точно можем да изчислим вероятността и времето на потенциалния им удар със Земята. Освен това, изследването е важно за бъдещи мисии за събиране на почва от астероиди или за промяна на траекториите на небесни тела.
„Целта на изследването е да се избере оптимален модел на сила за изучаване на динамиката на астероиди, близки до Земята и Юпитер. Сега работим върху следващия етап от определянето на състоянието. Една от целите му е да се получат оценки за вероятността от сблъсък на редица астероиди със Земята“, заключава Галушина.
Учени: Астероидите могат да обменят прах и скали милиони години след сблъсъка си
