Читать интересную книгу Космос. Все о звёздах, планетах, космических странниках - Абрамова Оксана Викторовна

Так представил художник пояс астероидов вблизи Юпитера

В последние десятилетия по мере совершенствования техники наблюдений учёным удаётся обнаруживать вблизи Земли опасные астероиды очень малых размеров. Например, 19 мая 1996 г. на удалении всего 450 тыс. км (вблизи лунной орбиты) пронесся астероид поперечником около 500 м. В сентябре 2002 г. мимо Земли промчался объект на расстоянии в несколько раз меньшем радиуса лунной орбиты. Причём он был замечен уже после опасного сближения с нашей планетой. Поперечник пролетевшего космического тела был примерно с футбольное поле, что сопоставимо с размером Тунгусского метеорита.

Как известно, некоторые из тел, сближающихся с Землёй, сталкиваются с планетами, другие падают на Солнце или в результате гравитационного взаимодействия с ним даже выбрасываются за пределы Солнечной системы. Казалось бы, количество АСЗ должно уменьшаться.

Откуда берутся АСЗ и каким образом пополняются их запасы в наших космических окрестностях? Долгое время основным источником опасных астероидов считали их главный пояс. Это подтверждает сходство природы многих исследованных вблизи Земли астероидов и малых планет основного кольца. Там астероиды время от времени сталкиваются, дробятся и рассеиваются по Солнечной системе. Во внутренние зоны Солнечной системы астероиды могут попасть и под влиянием возмущающего действия планет — прежде всего Юпитера. Среди АСЗ многие выброшены им из резонансных зон пояса астероидов. По современным представлениям, около 2% астероидов не принадлежит к поясу малых планет и движется по более вытянутым орбитам. Первоначально орбиты вытесненных астероидов будут иметь очень вытянутые орбиты (с эксцентриситетами 0,4–0,6 и полуосями, равными 2–3 а.е.). В дальнейшем при тесных сближениях с Марсом или с Землёй они могут значительно уменьшить эксцентриситет и полуось орбиты, став опасными для нас.

Среди объектов, сближающихся с Землёй, — кометы прежде всего короткопериодические. Наиболее долгоживущие из них, потеряв при многократных сближениях с Солнцем большую часть газовой составляющей, становятся похожими на астероиды. Разумеется, могут приблизиться к нам и «живые» кометы, относительно недавно пришедшие во внутренние области Солнечной системы из облака Оорта. Другими источниками потенциально опасных объектов астрономы считают области между планетамигигантами и транснептуновый пояс Койпера.

Изображение в разных ракурсах астероида 1998 KY26 (открытого в июне 1998 г.)

Математические расчёты подтверждают, что орбиты долгопериодических комет могут измениться при их тесном сближении с планетами-гигантами, в особенности с Юпитером. Кометную активность (образование головы и хвоста) порой проявляют известные астероиды, к примеру Фаэтон. (Так назвали астероид № 3200.)

Итак, некоторая, небольшая часть астероидов оказывается вблизи орбиты Земли или пересекает её. Рано или поздно некоторые из них могут столкнуться с Землёй.

В зависимости от параметров орбит астероиды относят к трем типам.

1. Астероиды типа Амура не заходят внутрь орбиты Земли. Они подходят к земной орбите с её внешней стороны, поскольку их перигелии — ближайшие к Солнцу точки орбит — лежат вне земной орбиты. К этой группе относится, в частности, астероид Гидальго. Не пересекаясь с земной орбитой, астероиды типа Амура в ближайшем будущем опасности не представляют. Они составляют около четверти открытых АСЗ.

2. Малые планеты типа Аполлона пересекают орбиту Земли. (Их афелий лежит вне земной орбиты, а перигелий — внутри неё.) Такие астероиды составляют больше половины известных АСЗ. Они и представляют для нас самую большую опасность.

3. Наибольшая часть орбиты астероидов типа Атона помещается внутри земной орбиты. И только вблизи своего афелия астероиды этого типа пересекают орбиту нашей планеты. Считали, что их доля от всех АСЗ менее 10%. Но, быть может, эти данные не отражают истинную картину. Ведь объекты, приближающиеся со стороны Солнца, трудно обнаружимы. Это делает астероиды типа Атона очень опасными.

Как видим, по случайному совпадению название всех трёх групп АСЗ начинаются с буквы «А». Поэтому их часто называют AAA-астероиды. Ежегодно открываются новые потенциально опасные астероиды. Причём с уменьшением размеров число астероидов более чем квадратично возрастает (в степени 2,4).

Такое увеличение числа объектов с уменьшением их размеров, характерное для астероидов, комет и метеоритов, свидетельствует, что они, скорее всего, образуются в результате дробления более крупных тел. Это же подтверждает и тот факт, что среди АСЗ нет объектов крупнее 40 км.

Что опасней: кометы или астероиды?

На этот вопрос нет простого ответа. По мнению некоторых специалистов, около половины астероидов, сближающихся с нашей планетой, на самом деле могут быть короткопериодическими кометами, потерявшими значительную часть своей газовой составляющей. Их называют угасшими. Это надо иметь в виду, говоря о соотношении числа комет и астероидов, приближающихся к земной орбите. Поскольку каждый год открываются всё новые потенциально опасные астероиды, ясно, что их гораздо больше, чем нам уже известно. Сравним их число с количеством потенциально опасных комет.

Кометы, в зависимости от времени их обращения вокруг Солнца, бывают долго- и короткопериодическими. Специалисты, занимающиеся проблемой кометно-астероидной опасности, короткопериодическими условились считать кометы, период обращения которых меньше 20 лет. Согласно наблюдениям и теоретическим расчётам, количество наиболее крупных (с поперечником ядра больше 1 км) короткопериодических комет — около 30. Таких комет в два раза меньшего размера — около 150. Комет, сравнимых по величине с Тунгусским телом (ядра более 0,1 км), — от 2000 до 4000. 

Таким образом, число сближающихся с Землёй короткопериодических комет в 100 раз меньше, чем астероидов сопоставимых размеров. Но с Землёй могут столкнуться и классические долгопериодические кометы, которых вблизи Земли может быть раз в пять больше, чем короткопериодических. Специалисты считают, что количество параболических и почти параболических комет, пересекающих орбиту Земли, свыше 200. Общее число потенциально опасных комет (тех, что пересекают земную орбиту) составляет 10% от количества астероидов, сближающихся с Землёй.

Однако есть обстоятельства, которые увеличивает степень кометной опасности. Кометы движутся по очень вытянутым орбитам, и потому скорость их встречи с Землёй вблизи перигелия может быть значительно выше, чем у астероидов. На встречных курсах она может достигать 72 км/с, что увеличивает их потенциальную разрушительную энергию. Высокоскоростное кометное ядро сравнительно небольшой массы представит не меньшую опасность, чем более массивный, но «медленный» астероид. Вследствие этого вклад комет в кометно-астероидную опасность возрастает до 25%, а как полагают некоторые специалисты, и до половины. Кроме того, появление долгопериодических комет гораздо сложнее предсказать — они приходят неожиданно с самых разных направлений.

Сравнивая кометную и астероидную опасность, примем во внимание, что средняя плотность астероидов в 3–4 раза выше плотности «кометных снежков». Значит, при прочих равных условиях у астероидов больше шансов прорваться сквозь атмосферу к земной поверхности.

При благоприятных обстоятельствах современные средства наблюдений вряд ли позволят открыть опасную долгопериодическую комету более чем за несколько месяцев или за год до времени столкновения. Впрочем, и после открытия кометы ее траекторию нельзя прогнозировать с высокой точностью. Орбита может претерпевать изменения под действием струй вещества, выбрасываемых кометным ядром. Возникающую реактивную силу называют негравитационной силой, а порождаемые эффекты в движении ядра называют негравитационными. Если не учитывать эти эффекты, то, определяя момент прохождения некоторых комет через перигелий, можно ошибиться на десятки суток. Это ещё больше увеличивает степень кометной опасности.