Навколоземні астероїди

Навколоземні астероїди  — астероїди, перигелій яких розташовано не далі 1.3 а.о. від Сонця, тобто неподалік земної орбіти. Завдяки незначному віддаленню від Сонця їх поверхня містить здебільшого компоненти, що не випаровуються. Перший навколоземний астероїд — 433 Ерос — було відкрито 18 серпня 1898 року. Станом на травень 2014 відомо 10 968 подібних об'єктів діаметром понад 50 м, зокрема 820 великих (діаметром понад 1 км). Найбільший астероїд цього сімейства — 1036 Ганімед діаметром ~ 32 км. За теоретичними розрахунками малоймовірно, що астероїдів, більших 1 км, може нараховуватися понад тисячу. Втім, деякі фахівці вважають, що їх кількість має перевищувати 1300.

Схематичне зображення орбіт астероїдів груп Атона, Аполлона та Амура, на тлі орбіти Землі (позначена синім).

Розміри (або так званий «ефективний діаметр») для таких дрібних тіл найчастіше вираховують виходячи зі світності. Донедавна вважалося, що усереднене альбедо цього класу астероїдів становить 0,11, але останні роботи підвищили це значення до 0,14, що призвело до перегляду уявлень про розміри цих тіл у бік їх зменшення. Для деяких об'єктів вдається безпосередньо виміряти розміри, під час прольоту астероїда неподалік Землі або у результаті польотів космічних апаратів до астероїдів.

З 1980-х це сімейство інтенсивно досліджується, оскільки потенційно небезпечне для землян. У результаті зіткнення Землі з астероїдом розміром сотні метрів може вивільнятися енергія, що сумірна із потужними термоядерними вибухами. Наслідки такого зіткнення, імовірно, будуть подібними до Тунгуської катастрофи.

За характеристиками орбіт навколоземні астероїди поділяють на три основні групи: група Атона, група Аполлона та група Амура. Деякі з них перетинають земну орбіту і, таким чином, становлять потенційну загрозу для мешканців нашої планети, інші — не перетинають і загроза наразі відсутня, але внаслідок гравітаційних збурень можуть змінити свою орбіту і перетворитися на астероїди, які перетинають орбіту Землі. До навколоземних належать також нечислені астероїди групи Атіри.

Атіри

Невелика група з 14 відкритих станом на квітень 2014 року астероїдів, їхні орбіти повністю лежать всередині земної орбіти (Q<=0.938 а.о.), тож вони не перетинають земну орбіту.

Традиційно групу названо за назвою першого представника — астероїда 163693 Атіра (2003 CP20), відкритого 11 лютого 2003 року в американській обсерваторії LINEAR та названого на честь богині Землі та вечірньої зорі індіанського народу Пауні.

Атіри навіть в афелії ближче до Сонця, аніж Земля в перигелії (Q < 0,983 a.о.), тож вони не несуть потенційної загрози зіткнення із Землею. Проте їхні орбіти можуть зазнати пертурбації Венерою чи Меркурієм і стати небезпечними.

Усі відомі представники Атіри перетинають орбіту Венери й більшість із них наближається до Сонця навіть ближче Меркурія. Відкриття їх ускладнено тим що для землян ці малі тіла губляться в сонячному промінні, оскільки не віддаляються від материнської зорі на значний кут.

Зона орбіт астероїдів групи Атіри позначена зеленим

Атонці

До атонців належать навколоземні астероїди, велика піввісь орбіти яких (a) менша за астрономічну одиницю, а відстань від Сонця у афелії (Q) — більша за 0,938 а.о. Астероїди цієї групи здебільшого перетинають земну орбіту поблизу своїх афеліїв. Відкрито 840 атонців (2014-05-25).

Найбільший серед них — 2100 Ра-Шалом — має діаметр близько 2,3 км.
Група отримала назву від малої планети 2062 Атон, відкритої 7 січня 1976 року американським астрономом Елеанорою Хелін (англ. Eleanor F. Helin) з Паломарської обсерваторії.
Перший астероїд групи було названо на честь давньоєгипетського монотеїстичного бога Атона. Тому атонцям заведено надавати назви за іменами давньоєгипетських божеств.

Представники групи часто критично зближуються із Землею (у розрахунках небезпечною вважається відстань менша за 0,05 а.о., ~ 7,5 млн км). Наприклад, астероїд 2004 FH 2004 року пролетів повз нашу планету на відстані 43 тис.км. 19 червня того ж року було відкрито ще один астероїд цієї групи — 2004 MN4, який у подальшому отримав власну назву 99942 Апофіс. Астероїд названо на честь давньоєгипетського бога Апепа. 13 квітня 2029 року він пролітатиме на відстані геостаціонарних супутників, тобто менше 40 тис.км.

У разі зіткнення астероїда з нашою планетою вивільняється енергія, порівняна з енергією потужного ядерного вибуху, тому такі зіткнення становлять потенційну небезпеку.

Схема внутрішньої частини Сонячної системи (із орбітою Марса включно). Орбіти атонців позначено світло-зеленим кольором

Аполлонці

Група Аполлона (або аполлонці) — найчисельніша група навколоземних астероїдів, що отримала назву від першого відкритого її представника — астероїда 1862 Аполлон. Разом із групами Амура та Атона належить до родини навколоземних астероїдів. Станом на 25 травня 2014 відомо 5 965 аполонців, що становить 54.3% від усіх навколоземних астероїдів.

До групи належать астероїди, велика піввісь орбіти (a) яких більша за 1 а.о., а відстань у перигелії (q) менша 1,017 а.о. Практично всі вони перетинають орбіту Землі. Деякі з них можуть наближатися настільки близько, що можливе зіткнення із нашою планетою.

Такі небесні тіла становлять потенційну небезпеку. Наприклад, наприкінці 1960-х років порівняно близько від Землі пролітав астероїд 1566 Ікар. Після усвідомлення небезпеки вчені почали активніше шукати відповідні астероїди. Було розроблено методику оцінки небезпеки зіткнень із навколоземними об'єктами — шкала Торіно та шкала Палермо.

1998 року спільними зусиллями ВПС США, НАСА та Массачусетського технологічного інституту було започатковано програму LINEAR (англ. Lincoln Near-Earth Asteroid Research) для систематичного пошуку, вивчення та відстеження орбіт та характеристик навколоземних астероїдів. Майже всі вони належать до групи Аполлона. Найвідомішим серед них є астероїд 99942 Апофіс, що 13 квітня 2029 року має пролетіти на відстані менше 40 000 км від Землі.

У 2012 р. було виявлено астероїд 2012 DA14 з Групи Аполона. Опівночі з 15 на 16 лютого 2013 р. цей астероїд пролетить на мінімальній відстані від Землі - 27 000 км. Тобто, ближче поясу геостаціонарних супутників.

Невеликий астероїд 2010 SO16 має оригінальну орбіту. Орбіта астероїду являє собою вирішення задачі трьох тіл з міграцією навколо точок Лагранжа. З погляду земного спостерігача орбіта виглядає, як підкова, а сам астероїд із періодом 350 років спочатку наздоганяє Землю ззаду, обганяє її, опиняється попереду, а потім починає відставати доки знову не опиняється позаду.

Астероїд (29075) 1950 DA, діаметром понад кілометр був 4 березня 2001 сфотографований методом радіолокації. За наявними даними (до 2032 року уточнення маловірогідн) цей астероїд має значний ризик зіткнутися з Землею у 2880-му році.

Зеленим кольором помічені орбіти астероїдів групи Аполлона, на фоні орбіт внутрішніх планет Сонячної Системи

Амурці

Група Амура (також амури, амурці) — група астероїдів із відстанями у перигелії 1,017 < Q < 1,3 а.о., одна з груп навколоземних астероїдів. Назва походить від назви одного з її представників — 1221 Амура.

Орбіти цих астероїдів лежать зовні за орбітою Землі і вони можуть лише наближатися до нашої планети, але не перетинають її орбіту. Проте завдяки збуренням деякі з них можуть перейти до групи Аполлона — астероїдів, що перетинають орбіту Землі.

Відомо понад 2000 астероїдів групи Амура, з них майже 200 мають постійний номер, а понад 60 - власну назву].

Амури, як і інші навколоземні астероїди, невеликі за розмірами. Найбільший серед них, 1036 Ганімед, має діаметр 38 км.

1221 Амур, чию назву отримала вся група, п'ятий за порядком відкриття у ній. Першим відкритим астероїдом цієї групи є 433 Ерос. Його було відкрито у 19 сторіччі.

Для досліджень Ероса 1996 року NASA було запущено космічний апарат NEAR Shoemaker (англ. Near Earth Asteroid Rendezvous - «Зустріч з навколоземним астероїдом»). Цей апарат після прольоту через пояс астероїдів вийшов на орбіту Ероса і протягом року, поступово знижуючись, виконував його дослідження. Було здійснено фотографування, сканування поверхні лазерними імпульсами (для точних вимірів форми) та дослідження хімічного складу за допомогою рентгенівських та гамма-спектрометрів.
Після завершення програми дослідженнь апарат навіть здійснив успішну посадку на поверхню астероїда, хоча це не було передбачено ні програмою польоту, ні конструкцією апарата.

Зеленим кольором позначено приблизне розташування орбіт астероїдів групи Амура на тлі орбіт внутрішніх планет Сонячної Системи, червоним позначено Марс

Рух астероїда 2004 FH на тлі зірок

Історично першим з астероїдів з близькою до Землі орбітою був відкритий астероїд (433) Ерос, що відноситься до Амура (в 1898 році). Найбільший астероїд-амур - (1036) Ганімед (якого не слід плутати з однойменною супутником Юпітера), його діаметр становить приблизно 32 км (у Ероса - близько 17 км).

2005 YU55 - має темну поверхню, його діаметр - близько 400 метрів. 8 листопада 2011 року о 15:28 за часом Тихоокеанського узбережжя США (23:28 UTC) пролетів на відстані близько 324,6 тис. Км від Землі, що становить приблизно 85% відстані від Землі до Місяця.

2006 HZ51 - відкритий 27 квітня 2006 року. Початкові розрахунки показали значиму ймовірність зіткнення цього астероїда з Землею, проте ці розрахунки не підтвердилися, і протягом найближчого століття зіткнення з цим небесним тілом Землі не загрожує.

2008 HJ [en] - має незвичайне дуже швидке обертання (42 секунди).

2008 TC3 - виявлений за 20 годин до того, як згорів в атмосфері над Суданом 7 жовтня 2008 року.

2009 DD45 - виявлений 28 лютого 2009 року (за три дні до того, як він наблизився до Землі на мінімальну відстань) астрономом Робертом Макнотом, вивчав фотографії, отримані за допомогою телескопа системи Шмідта з обсерваторії Сайдинг-Спрінг в Австралії. Астероїд максимально зблизився з Землею 2 березня 2009 року (16:44 за московським часом; за інформацією Планетарного суспільства - 13:44 за Гринвічем). Розміри - 20-50 (27-40) метрів. Відстань до Землі - 66 (72) тис. Км. Розкид цифр пов'язаний з тим, що діаметр астероїдів обчислюється на підставі їх альбедо - відбивної здатності. Так як астрономи точно не знають, яка кількість світла відображає поверхню 2009 DD45, вони виходять з середніх значень. Швидкість руху (в момент знаходження на мінімальній відстані від Землі) - 20 км / с. При зіткненні енергія вибуху дорівнювала б 1 мегатонні (одна ядерна бомба великої потужності) в тротиловому еквіваленті. Для порівняння: ударом Тунгуського метеорита (вибухнув в атмосфері над Сибіром 30 червня 1908 року) були повалені 80 млн дерев на території близько 2000 квадратних кілометрів, що відповідає в тротиловому еквіваленті вибуху від 10 до 50 мегатонн (з більшою ймовірністю верхнього рівня оцінок).

2009 VA - 7-метрове небесне тіло, що минув на відстані близько 14 000 кілометрів від Землі 9 листопада 2009.

2010 AL30 - виявлений 11 січня 2010 року. Розмір об'єкта - близько 15 метрів. 13 січня близько 12:48 за Гринвічем (15:48 за московським часом) пройшов на відстані 130 тис. Км від Землі. Цікавий тим, що період його обертання по орбіті майже дорівнює одному року. Було висунуто припущення, що цей об'єкт є уламок штучного супутника.

2011 AG5 - відкритий 8 січня 2011 року Діаметр - близько 140 м. Присвоєно 1 бал по Туринській шкалі (дані на лютий того ж року).

2013 EC - відкритий 1 березня 2013 року гавайської обсерваторії Pan-STARRS. Небезпеки зіткнення з Землею не було, 4 березня астероїд пролетів повз Землю на відстані приблизно 362 тис. км.

2014 RC - діаметр 20 метрів. 7 вересня 2014 року пролетів від Землі на відстані близько 40 тисяч кілометрів.