О связи спорадических метеоров с астероидами, сближающимися с Землей

По современным взглядам, астероиды размером менее 10 км считаются грудами обломков, образовавшимися в результате консолидации фрагментов разрушения родительских тел. Наземные и космические наблюдения показывают, что некоторые из этих астероидов сегодня являются двойными системами, в которых меньшее тело обращается вокруг более крупного, причем меньшее тело (спутник) также является не монолитным, а представляет собой «кучу щебня» – rubble pile [1]. Наиболее вероятным механизмом образования спутников у астероидов, представляющих собой «кучу щебня», является потеря вещества в результате действия центробежных сил. Под действием YORP-эффекта небольшие астероиды могут постепенно раскручиваться, достигая критических скоростей вращения, при которых силы гравитации перестают удерживать вещество от разлета, в результате чего астероиды начинают терять частицы. После сбрасывания вещества часть частиц падает обратно на поверхность астероида, другая часть может постепенно приводить к образованию спутников [2], при этом остальные частицы должны терять гравитационный контакт с астероидом, образуя пылевой шлейф вдоль орбиты. Плотность этого шлейфа невелика, но можно ожидать, что она будет превышать среднюю спорадическую плотность частиц в Солнечной системе.

Предполагалось, что астероиды типа rubble pile могут образовывать потоки частиц, двигающихся вдоль орбиты родительского тела, которые должны фиксироваться метеорными камерами GMN (Global Meteor Network) в моменты прохождения Землей точки MOID с орбитами таких астероидов.

В работе использовались орбиты ~40000 астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ) из базы данных JPL и орбиты полумиллиона спорадических метеоров, не имеющих метки принадлежности к какому-либо из известных метеорных потоков, взятые из базы данных GMN.

На рис. 1 и 2 приведены графики распределения числа ассоциаций, полученных по критериям близости орбит, для двойных астероидов 488453 (1994 XD) и (2018 TF3) c диаметрами ~1 км и периодами осевого вращения 2.7 и 2.3 ч соответственно. Зеленой вертикальной линией показана дата пика числа ассоциаций, а красной — дата прохождения Землей точки MOID с астероидом.

Проведенные исследования позволяют предположить, что часть АСЗ может быть источником спорадических метеоров и отдельные астероиды могут иметь шлейфы пылевых частиц вдоль своей орбиты.

Литература

1) Walsh K. J., Richardson D. C., Michel P. Rotational breakup as the origin of small binary asteroids // Nature. 2008. Vol. 454, № 7201. P. 188–191.

2) Wimarsson J., Xiang Z., Ferrari F., et al. Rapid formation of binary asteroid systems post rotational failure: A recipe for making atypically shaped satellites // Icarus. 2024. Vol. 421. P. 116223.