Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей
Определены приливные ускорения со стороны планет земной группы и Юпитера и вычислены орбитальные резонансы для оценки устойчивости движения в системах двойных астероидов. Вычислен радиус сферы Хилла, окружающей главный компонент, в приближении планетоидной задачи трех небесных тел — Солнце, главный...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наука та інновації |
|---|---|
| Datum: | 2017 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2017
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117648 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей / Н.В. Иваненко, А.А. Базей // Наука та інновації. — 2017. — Т. 13, № 1. — С. 34-37. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-117648 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Иваненко, Н.В. Базей, А.А. 2017-05-25T18:03:34Z 2017-05-25T18:03:34Z 2017 Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей / Н.В. Иваненко, А.А. Базей // Наука та інновації. — 2017. — Т. 13, № 1. — С. 34-37. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin13.01.034 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117648 Определены приливные ускорения со стороны планет земной группы и Юпитера и вычислены орбитальные резонансы для оценки устойчивости движения в системах двойных астероидов. Вычислен радиус сферы Хилла, окружающей главный компонент, в приближении планетоидной задачи трех небесных тел — Солнце, главный компонент, спутник. Найдены скорости убегания с поверхности спутников астероидов, сделан вывод о возможности потери вещества. Визначені приливні прискорення з боку планет земної групи і Юпітера та обчислені орбітальні резонанси для оцінки стійкості руху в системах подвійних астероїдів. Обчислено радіус сфери Хілла, що оточує головний компонент, у наближенні планетоїдної задачі трьох небесних тіл — Сонце, головний компонент, супутник. Знайдені другі космічні швидкості з поверхні супутників астероїдів, зроблено висновок про можливість втрати речовини. Tidal acceleration exerted by the terrestrial planets and Jupiter’s are determined, orbital resonances to evaluate the motion stability in binary asteroid systems are calculated. Radius of the Hill sphere surrounding the main component in approximation of the planetary three-body problem — the Sun-main component-satellite is calculated. Escape velocities from the surface of the asteroid satellites are found and the conclusion on the possibility of substance loss is made. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Наука та інновації Наукові основи інноваційної діяльності Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей Деякі динамічні характеристики подвійних астероїдів, що зближуються з Землею Some Dynamic Characteristics of Binary Near-Earth Asteroids Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей |
| spellingShingle |
Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей Иваненко, Н.В. Базей, А.А. Наукові основи інноваційної діяльності |
| title_short |
Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей |
| title_full |
Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей |
| title_fullStr |
Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей |
| title_full_unstemmed |
Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей |
| title_sort |
некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с землей |
| author |
Иваненко, Н.В. Базей, А.А. |
| author_facet |
Иваненко, Н.В. Базей, А.А. |
| topic |
Наукові основи інноваційної діяльності |
| topic_facet |
Наукові основи інноваційної діяльності |
| publishDate |
2017 |
| language |
Russian |
| container_title |
Наука та інновації |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Деякі динамічні характеристики подвійних астероїдів, що зближуються з Землею Some Dynamic Characteristics of Binary Near-Earth Asteroids |
| description |
Определены приливные ускорения со стороны планет земной группы и Юпитера и вычислены орбитальные
резонансы для оценки устойчивости движения в системах двойных астероидов. Вычислен радиус сферы Хилла, окружающей главный компонент, в приближении планетоидной задачи трех небесных тел — Солнце, главный
компонент, спутник. Найдены скорости убегания с поверхности спутников астероидов, сделан вывод о возможности потери вещества.
Визначені приливні прискорення з боку планет земної
групи і Юпітера та обчислені орбітальні резонанси для
оцінки стійкості руху в системах подвійних астероїдів. Обчислено радіус сфери Хілла, що оточує головний компонент, у наближенні планетоїдної задачі трьох небесних
тіл — Сонце, головний компонент, супутник. Знайдені другі космічні швидкості з поверхні супутників астероїдів,
зроблено висновок про можливість втрати речовини.
Tidal acceleration exerted by the terrestrial planets and
Jupiter’s are determined, orbital resonances to evaluate the
motion stability in binary asteroid systems are calculated.
Radius of the Hill sphere surrounding the main component
in approximation of the planetary three-body problem — the
Sun-main component-satellite is calculated. Escape velocities
from the surface of the asteroid satellites are found and the
conclusion on the possibility of substance loss is made.
|
| issn |
1815-2066 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117648 |
| citation_txt |
Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей / Н.В. Иваненко, А.А. Базей // Наука та інновації. — 2017. — Т. 13, № 1. — С. 34-37. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT ivanenkonv nekotoryedinamičeskieharakteristikidvoinyhasteroidovsbližaûŝihsâszemlei AT bazeiaa nekotoryedinamičeskieharakteristikidvoinyhasteroidovsbližaûŝihsâszemlei AT ivanenkonv deâkídinamíčníharakteristikipodvíinihasteroídívŝozbližuûtʹsâzzemleû AT bazeiaa deâkídinamíčníharakteristikipodvíinihasteroídívŝozbližuûtʹsâzzemleû AT ivanenkonv somedynamiccharacteristicsofbinarynearearthasteroids AT bazeiaa somedynamiccharacteristicsofbinarynearearthasteroids |
| first_indexed |
2025-11-27T05:42:14Z |
| last_indexed |
2025-11-27T05:42:14Z |
| _version_ |
1850799633963417600 |
| fulltext |
34
ISSN 1815-2066. Nauka innov. 2017, 13(1): 34—37 doi: https://doi.org/10.15407/scin13.01.034
Определены приливные ускорения со стороны планет земной группы и Юпитера и вычислены орбитальные
резонансы для оценки устойчивости движения в системах двойных астероидов. Вычислен радиус сферы Хил-
ла, окружающей главный компонент, в приближении планетоидной задачи трех небесных тел — Солнце, главный
компонент, спутник. Найдены скорости убегания с поверхности спутников астероидов, сделан вывод о возмож-
ности потери вещества.
К л ю ч е в ы е с л о в а: резонанс, двойные АСЗ, сфера Хилла.
© Н.В. ИВАНЕНКО, А.А. БАЗЕЙ, 2017
Н.В. Иваненко, А.А. Базей
Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова, ул. Дворянская, 2, Одесса, 65082, Украина,
тел.: +38 (048) 723-35-15
НЕКОТОРЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ДВОЙНЫХ АСТЕРОИДОВ, СБЛИЖАЮЩИХСЯ С ЗЕМЛЕЙ
В настоящее время активно проводятся на-
блюдения [1] и изучение эволюции астероид-
ных систем как части объектов Солнечной сис-
темы, так и динамики отдельных астероидных
систем [2, 3].
Среди нескольких тысяч потенциально опас-
ных астероидов, сближающихся с Землей, к
настоящему времени открыто 59 двойных и
среди них два тройных астероида [4].
Процессы образования и эволюции двойных
и кратных астероидов начались еще во време-
на формирования Солнечной системы. Поэто-
му открытие и исследование как можно боль-
шего их числа может иметь важное значение
для понимания космогонических процессов,
происходящих в Солнечной системе. При сбли-
жении с планетами астероиды могут сущест-
венно изменять свои орбиты. При этом возмож-
ны изменения и в параметрах движения внут-
ри самой астероидной системы или даже ее ра-
спад. Поэтому исследование двойных астерои-
дов имеет большое значение для предот вра ще-
ния возможного столкновения Земли с такими
объектами.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
На астероидную систему могут воздейство-
вать три основных фактора, которые ведут к
дестабилизации орбит спутника. Первый — это
гравитационные возмущения со стороны боль-
ших планет, второй связан со столкновениями
внутри астероидной системы, а третий — с
приливной эволюцией [5].
Устойчивость двойного астероида определя-
ется гравитационными возмущениями со сто-
роны Солнца и планет. Большое влияние ока-
зывает приливное взаимодействие самих ком-
понентов двойной системы. Особенно сильно
это взаимодействие сказывается на небесных
телах с невысокой степенью жесткости типа
«rub ble pile» [6]. Астероиды, сближаясь с пла-
нетами, подвергаются их приливному воздейст-
вию [7]. В процессе эволюции это может при-
вести к ситуации, когда периоды обращения
астероида и планеты становятся кратными: за
1, 2, 3 или 4 обращения астероида планета со-
вершает целое число оборотов вокруг Солнца,
иными словами — возможно появление соиз-
меримостей в движениях астероида и плане-
ты. Характерным примером этого является дви-
жение Плутона и Нептуна: за три обращения
35ISSN 1815-2066. Nauka innov. 2017, 13 (1)
Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей
Нептуна вокруг Солнца Плутон делает почти
точно два оборота. Согласно современным ис-
следованиям динамики Солнечной системы
можно сделать вывод о том, что ее структуру в
значительной мере определяют различные ре-
зонансные явления [8].
Целью нашей работы является оценка неко-
торых динамических характеристик систем
двойных астероидов, сближающихся в настоя-
щее время с Землей со стороны больших пла-
нет. Мы определили наибольшие приливные
ускорения в системах двойных АСЗ, радиусы
сфер Хилла для главных компонентов астеро-
идных систем, возможность движения вблизи
орбитальных резонансов с планетами земной
группы и Юпитером.
ОСНОВНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ
Удобной моделью для оценки устойчивости
орбиты спутника астероида является ограни-
ченная задача трех тел (Солнце — астероид —
спутник) [8]. Нами было определено, насколь-
ко сильно главный компонент и спутник связа-
ны взаимным притяжением: выполнен по иск
орбитальных резонансов с планетами земной
группы и Юпитером, вычислены наибольшие
приливные ускорения в астероидных системах
со стороны Венеры, Земли и Марса и оценена
устойчивость движения по Хиллу для всех из-
вестных 59 двойных и кратных АСЗ.
Для вычисления наибольших приливных
ускорений использовалась классическая фор-
мула [8]:
3
min
4
r
a
GMa S
ПЛАНЕТЫПРИЛИВ= , (1)
где G — гравитационная постоянная, rmin — на-
именьшее расстояние между орбитами астеро-
идной системы и большой планеты. Это рассто-
яние вычислялось для каждой пары планета —
двойной астероид методом последовательного
перебора расстояний между точками орбит. В
вычислениях использованы массы больших пла-
нет МПЛАНЕТЫ и большие полуоси орбит спутни-
ков астероидов as, заимствованные из [4].
В результате вычислений по формуле (1) бы-
ло найдено, что наибольшие приливные ускоре-
ния со стороны Венеры не превышают 10–12 м/с2,
Земли — 10–12, Марса — 10–12, Юпитера — 10–14.
Величина приливного ускорения определяется,
в первую очередь, минимальным расстоянием
между астероидной системой и приливообра-
зующей планетой. Поэтому приливы, создавае-
мые притяжением Юпитера, на два порядка
меньше приливов от планет земной группы.
Если периоды обращения двух или более не-
бесных тел относятся как целые небольшие на-
туральные числа, то такие тела движутся в ор-
битальном резонансе. В результате эти тела пе-
риодически сближаются, находясь в определён-
ных точках своих орбит. Возникающие вслед-
ствие этого регулярные изменения гравитаци-
онных ускорений могут либо стабилизировать
их орбиты, либо привести к распаду системы.
Для определения отношений периодов вра-
щений необходимо использовать как можно бо-
лее точные их значения. Нами были выбраны
астероидные системы, для которых значения
периодов известны с абсолютной погрешнос-
тью не более 0,0001 суток [4]. По этому крите-
рию отобраны двойные астероиды, сближаю-
щиеся с Землей (АСЗ), и для них выполнен
поиск орбитальных резонансов с планетами зем-
ной группы и Юпитером.
Вычисления орбитальных резонансов выпол-
нялись по классической методике [8]:
T1 × N1 – T2 × N2 ≈ 0, (2)
где T1 и T2 — сидерические периоды двух объек-
тов, N1 и N2 — небольшие натуральные числа.
Нами были найдены три астероидные сис-
темы, которые движутся вблизи орбитальных
резонансов с большими планетами (см. табли-
цу). Погрешность составляет от 0,04 (0,013 %)
до 1,87 (0,138 %) суток.
Поскольку гелиоцентрические орбиты всех
двойных АСЗ имеют значительный эксцент-
риситет, то при вычислениях использовалась
модель планетоидной задачи трех тел [8]. Для
оценки устойчивости движения спутника от-
36 ISSN 1815-2066. Nauka innov. 2017, 13 (1)
Н.В. Иваненко, А.А. Базей
носительно главного компонента применялся
критерий Хилла. Для этого были вычислены
радиусы сфер Хилла для каждой астероидной
системы вблизи перигелиев их орбит.
Результаты вычислений показали, что спут-
ники во всех 59-и астероидных системах на-
ходятся глубоко в сферах Хилла: например,
спутник в системе (5143) Heracles движется
по орбите с большой полуосью 4 км относи-
тельно главного компонента, в то время как
радиус сферы Хилла равен 348 км.
Далее рассматривалось движение спутников
в двойных системах, для которых известен пе-
риод осевого вращения: (5381) Sekhmet, (66391)
1999 KW4, (175706) 1996 FG3, (285263) 1998
QE2, (311066) 2004 DC, (363027) 1998 ST27,
(399307) 1991 RJ2, (399774) 2005 NB7. Сравне-
ние центробежного и гравитационного уско-
рений на поверхности этих спутников в пред-
положении сферической формы показало, что
на всей поверхности спутника астероида, ис-
ключая полюса, центробежное ускорение су-
щественно превышает гравитационное: напри-
мер, для астероида (5381) Sekhmet на экваторе
центробежное ускорение превышает гравита-
ционное в 100 раз.
ВЫВОДЫ
Были рассчитаны приливные ускорения в
системах двойных АСЗ при текущем располо-
жении их орбит со стороны планет земной груп-
пы и Юпитера. Они оказались пренебрежимо
малыми. Таким образом, эти планеты не могут
оказать существенного влияния на движение в
астероидной системе и привести к ее распаду.
В результате вычислений были получены ра-
диусы сфер Хилла для главных компонентов
астероидных систем. Все двойные АСЗ оказа-
лись устойчивы по Хиллу.
С использованием известных радиусов и пе-
риодов осевого вращения спутников астероидов
были оценены величины центробежных уско-
рений на их поверхности. Для большей части
поверхности центробежное ускорение на один—
два порядка превышает гравитационное. Вещес-
тво на поверхности спутников астероидов очень
слабо связано с ней силами тяжести, что может
приводить к потере поверхностных слоев.
Следующим этапом исследований станет по-
строение численной модели движения пылевых
частиц, покидающих поверхность спутника ас-
тероида, в околоастероидном пространстве. Воз-
можно, это позволит лучше понять образование
пылевых колец вокруг астероидов [9].
ЛИТЕРАТУРА
1. Troianskyi V., Bazyey O., Kashuba V., Zhukov V., Kor-
zhavin S. Method for calculating orbits of near-Earth
asteroids observed with telescope OMT-800. Odessa Ast-
ronomical Publications. 2014. 27(2): 154—155.
2. Margot J.L., Brown M.E. A Low-Density M-type Aste roid
in the Main Belt. Science. 2003. 300(5627): 1939—1942.
3. Troianskyi V., Bazyey O., Kashuba V., Zhukov V. Deter-
mination of the small Solar system bodies orbital elements
from astrometric observations with OMT-800 telescope.
In Proc. GAIA-FUN-SSO No. 3. November 24-26, 2014,
Paris Observatory.
4. Johnston’s Archive on line. URL: http://johnstonsarchive.net/.
5. Van Flandern T., Tedesco E., Binzel R. Asteroids. Ed. T.
Geh rels: Tuscon Univ. of Arizona, 1979.
6. Walsh K.J., Richardson D.C., Michel P. Spin-up of rubble-
pile asteroids: Disruption, satellite formation, and equi-
librium shapes. Icarus. 2012. 220(2): 514—529.
7. Chavineau B., Mignard F., Farinella P. The lifetime of
binary asteroids vs gravitation encounters and collisi ons.
Icarus. 1991. 94(2): 299—310.
8. Murray K., Dermott C. Solar System dynamics. Cam-
bridge, 2010.
9. Braga-Ribas F., Sicardy B., Ortiz J.L., Snodgrass C., Ro-
ques F., Vieira-Martins R., Camargo J.I.B., Assafin M.,
Duffard R., Jehin E., Pollock J., Leiva R., Emilio M.,
Machado D.I., Colazo C., Lellouch E., Skottfelt J., Gil lon M.,
Орбитальные резонансы
кратных астероидов с планетами
Название
астероида
Период
вращения,
сутки
Планета
Значение
резонанса
Погрешность,
сутки
(5646)
1990 TR
1145,17 Марс 3:5 –0,47
(5381)
Sekhmet
336,85 Венера 4:6 –1,87
(363599)
2004 FG11
730,72 Земля 1:2 0,04
37ISSN 1815-2066. Nauka innov. 2017, 13 (1)
Некоторые динамические характеристики двойных астероидов, сближающихся с Землей
Ligier N., Maquet L., Benedetti-Rossi G., Ramos Gomes A.,
Kervella P., Monteiro H., Sfair R. A ring sys tem detected
around the Centaur (10199) Chariklo. Na ture. 2014. 508.
P. 72—75.
REFERENCES
1. Troianskyi V., Bazyey O., Kashuba V., Zhukov V., Kor-
zhavin S. Method for calculating orbits of near-Earth
asteroids observed with telescope OMT-800. Odessa
Astronomical Publications. 2014. 27(2): 154—155.
2. Margot J.L., Brown M.E. A Low-Density M-type Asteroid in
the Main Belt. Science. 2003. 300(5627): 1939—1942.
3. Troianskyi V., Bazyey O., Kashuba V., Zhukov V. Deter-
mination of the small Solar system bodies orbital elements
from astrometric observations with OMT-800 telescope. In
Proc. GAIA-FUN-SSO No. 3. November 24-26, 2014,
Paris Observatory.
4. Johnston’s Archive on line. URL: http://johnstonsarchive.net/.
5. Van Flandern T., Tedesco E., Binzel R. Asteroids. Ed. T. Geh-
rels: Tuscon Univ. of Arizona, 1979.
6. Walsh K.J., Richardson D.C., Michel P. Spin-up of rubble-
pile asteroids: Disruption, satellite formation, and equi-
librium shapes. Icarus. 2012. 220(2): 514—529.
7. Chavineau B., Mignard F., Farinella P. The lifetime of bi-
nary asteroids vs gravitation encounters and collisions.
Icarus. 1991. 94(2): 299—310.
8. Murray K., Dermott C. Solar System dynamics. Cam-
bridge, 2010.
9. Braga-Ribas F., Sicardy B., Ortiz J.L., Snodgrass C., Ro-
ques F., Vieira-Martins R., Camargo J.I.B., Assafin M.,
Duffard R., Jehin E., Pollock J., Leiva R., Emilio M., Ma-
chado D.I., Colazo C., Lellouch E., Skottfelt J., Gillon M.,
Ligier N., Maquet L., Benedetti-Rossi G., Ramos Gomes A.,
Kervella P., Monteiro H., Sfair R. A ring system detected
around the Centaur (10199) Chariklo. Nature. 2014. 508.
P. 72—75.
N.V. Ivanenko, О. A. Bazyey
Odessa I.I. Mechnikov National University,
2, Dvoryanskaya St., Odessa, 65082, Ukraine,
tel.: +38 (048) 723-35-15
SOME DYNAMIC CHARACTERISTICS
OF BINARY NEAR-EARTH ASTEROIDS
Tidal acceleration exerted by the terrestrial planets and
Jupiter’s are determined, orbital resonances to evaluate the
motion stability in binary asteroid systems are calculated.
Radius of the Hill sphere surrounding the main component
in approximation of the planetary three-body problem — the
Sun-main component-satellite is calculated. Escape velocities
from the surface of the asteroid satellites are found and the
conclusion on the possibility of substance loss is made.
Keywords: resonance, binary NEA, Hill sphere.
Н.В. Іваненко, О.А. Базєй
Одеський національний університет
ім. І.І. Мечникова,
вул. Дворянська, 2, Одеса, 65082, Україна,
тел.: +38 (048) 723-35-15
ДЕЯКІ ДИНАМІЧНІ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДВІЙНИХ АСТЕРОЇДІВ,
ЩО ЗБЛИЖУЮТЬСЯ З ЗЕМЛЕЮ
Визначені приливні прискорення з боку планет земної
групи і Юпітера та обчислені орбітальні резонанси для
оцінки стійкості руху в системах подвійних астероїдів. Об-
числено радіус сфери Хілла, що оточує головний компо-
нент, у наближенні планетоїдної задачі трьох небесних
тіл — Сонце, головний компонент, супутник. Знайдені дру-
гі космічні швидкості з поверхні супутників астероїдів,
зроблено висновок про можливість втрати речовини.
Ключові слова: резонанс, подвійні АСЗ, сфера Хілла.
Стаття надійшла 21.11.16
|