Исследование, проведенное ученым из Unesp, обнаружило, что определенные гравитационные взаимодействия способны стабилизировать орбиты некоторых астероидов и снизить вероятность их близкого сближения с планетами. Эта работа была удостоена премии CELMEC IX Prize, присужденной Итальянским обществом небесной механики и астродинамики.
Исследование было выполнено Валериу Каррубой из Факультета инженерии и наук (FEG) Unesp, кампус Гуаратингуэта (SP). Оно изучало так называемые коорбитальные астероиды — небесные тела, которые имеют орбитальную связь с планетами.
Хотя эти астероиды не следуют абсолютно той же траектории, что и планеты, они примерно затрачивают одинаковое время на полный оборот вокруг Солнца. Это обусловлено гравитационным резонансом, известным как резонанс средней скорости 1:1.
В исследовании анализировалось, как этот резонанс взаимодействует с другим явлением — механизмом фон Цейпеля–Лидова–Козаи (ZLK). Симуляции показали, что в определенных конфигурациях это сочетание может способствовать удержанию астероидов на расстоянии от планет, тем самым уменьшая частоту близких встреч.
Работа под названием «Co-orbital asteroids of terrestrial planets affected by the von Zeipel–Lidov–Kozai mechanism» была опубликована в научном журнале Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. Это явление также может привести к тому, что параметр, называемый аргументом перигелия, перестанет непрерывно вращаться между 0° и 360° и начнет осциллировать вокруг определенных углов. Эта либрация ограничивает геометрию орбиты и в определенных ситуациях может помешать астероиду слишком приблизиться к планете.
В симуляциях исследователи учли возмущения, вызванные всеми планетами Солнечной системы и Луной. Анализ был расширен на периоды порядка ста тысяч лет для изучения возможного стабилизирующего эффекта механизма.
Среди коорбитальных тел Земли, идентифицированных в устойчивых состояниях ZLK, с либрацией около 0° и 180°, во время анализа не наблюдалось близких встреч с планетой. Однако в выборке коорбитальных тел, не имевших этого резонанса, такие встречи были зарегистрированы.
Дополнительная информация
Исследование также подчеркивает сложности наблюдения за этими объектами. Каменистые планеты обладают меньшей массой по сравнению с гигантами, такими как Юпитер и Нептун, поэтому области стабильности, связанные с резонансом 1:1, более узкие.
Кроме того, некоторые коорбитальные тела каменистых планет трудно наблюдать, поскольку они находятся близко к направлению Солнца на небе. Например, в случае Венеры астероиды можно наблюдать в среднем всего две недели каждые шесть лет.
В настоящее время известно 21 коорбитальное тело Венеры, 54 Земли и еще 15 временных, а также 48 Марса. Коорбитальных тел Меркурия не обнаружено.
Одним из проанализированных объектов является астероид 2025 TV10, который группа идентифицировала как новый коорбитальный объект Венеры. По словам Каррубы, этот объект не находится в устойчивом состоянии ZLK и имеет орбиту, близкую к области минимального пересечения орбитальных расстояний с Землей, что способствует возможным сближениям в течение тысяч лет.
Несмотря на это, исследователь утверждает, что астероид очень мал, и в случае столкновения, вероятно, будет разрушен при входе в атмосферу.
На Марсе исследование выявило только один объект в устойчивом состоянии ZLK — 2017 XG62. При определенных условиях влияние механизма может увеличить орбитальную нестабильность других марсианских коорбитальных тел, но этот объект остается в конфигурации, которая защищает его от близких встреч с другими каменистыми планетами.
Работа была выбрана для получения премии CELMEC IX Prize, которая отмечает оригинальные статьи, опубликованные в специальных сборниках журнала Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. Помимо исследования Каррубы, были отмечены еще две работы.
Три отмеченных труда будут представлены на девятой Международной встрече небесной механики (CELMEC IX), запланированной на период с 14 по 18 сентября в Сан-Мартино-аль-Чимино (Италия).
Группа MASB (Machine Learning Applied to Small Bodies), руководимая Каррубой, ранее получала премию CELMEC в 2023 году. Статья объединяет исследователей из Unesp, Национального института космических исследований (Inpe) и Университета Атакама (Чили).
Карруба заявил: «По сути, это международное признание работы научным сообществом. Это важно тем, что подчеркивает, что исследования, проводимые в Бразилии, достигают международного уровня».