1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Астрономический вестник
  4. T. 57, № 5, 2023

Астрономический вестник, 2023, T. 57, № 5, стр. 439-457

Поиск признаков сублимационно-пылевой активности астероидов примитивных типов вблизи перигелия

В. В. Бусарев a, b, *, Е. В. Петрова c, М. П. Щербина a, b, С. Ю. Кузнецов d, М. А. Бурлак a, Н. П. Иконникова a, А. А. Савелова e, А. А. Белинский a

a МГУ им. М.В. Ломоносова, Астрономический ин-т им. П.К. Штернберга (ГАИШ МГУ)
Москва, Россия

b Институт астрономии РАН (ИНАСАН)
Москва, Россия

c Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН)
Москва, Россия

d МГУ им. М.В. Ломоносова, Факультет космических исследований
Москва, Россия

e МГУ им. М.В. Ломоносова, Физический факультет
Москва, Россия

* E-mail: busarev@sai.msu.ru

Поступила в редакцию 27.02.2023
После доработки 30.03.2023
Принята к публикации 28.04.2023

Аннотация

С декабря 2021 г. по февраль 2022 г. в Кавказской горной обсерватории (КГО) ГАИШ МГУ на 0.6-метровом полуавтоматическом телескопе RC600 проведена UBVRI-фотометрия доступных для наблюдений 29 астероидов Главного пояса примитивных типов, находившихся вблизи перигелийных расстояний. Наблюдения, обработка и анализ этих данных проводились с целью поиска предполагаемой сублимационно-пылевой активности астероидов при максимальных подсолнечных температурах. В число решаемых задач входило также сравнение физических и динамических параметров активных и неактивных астероидов. Основным результатом является обнаружение значительных спектральных признаков квазиодновременной сублимационно-пылевой активности шести астероидов примитивных типов Главного пояса – 145 Адеоны, 302 Клариссы, 322 Фео, 435 Эллы, 690 Вратиславии и 779 Нины (у 302 Клариссы, 322 Фео, 435 Эллы, 690 Вратиславии – впервые), что составляет ~21% от общего числа тел, включенных в данную наблюдательную программу. Вероятные спектральные проявления активности с меньшей интенсивностью были впервые обнаружены еще у пяти астероидов: 424 Грации, 751 Фаины, 762 Пулковой, 778 Теобальды и 859 Бузареа. Сублимационно-пылевая активность 145 Адеоны и 779 Нины вблизи перигелия нами зарегистрирована уже в третий раз на протяжении последних 10 лет, что соответствует примерно трем периодам обращения этих астероидов вокруг Солнца. Рассматриваются причины наличия астероидных семейств у пяти из перечисленных астероидов. Обсуждаются общие процессы и условия, которые могли и/или могут влиять на относительное количество объектов с квазиодновременной сублимационно-пылевой активностью среди астероидов примитивных типов.

Ключевые слова: астероиды, UBVRI-фотометрия, химико-минеральный состав вещества, льды Н2О и СО2, сублимационно-пылевая активность

Список литературы

  1. Бусарев В.В. Спектрофотометрия безатмосферных тел Солнечной системы // Астрон. вестн. 1999. Т. 33. С. 140–150. (Busarev V.V. Spectrophotometry of atmosphereless celestial bodies of the Solar system // Sol. Syst. Res. 1999. V. 33. P. 120–129.)

  2. Бусарев В.В., Барабанов С.И., Пузин В.Б. Оценка состава вещества и обнаружение сублимационной активности астероидов 145 Адеоны, 704 Интерамнии, 779 Нины и 1474 Бейры // Астрон. вестн. 2016. Т. 50. № 4. С. 300–312. (Busarev V.V., Barabanov S.I., Puzin V.B. Material composition assessment and discovering sublimation activity on asteroids 145 Adeona, 704 Interamnia, 779 Nina, and 1474 Beira // Sol. Syst. Res. 2016. V. 50. № 4. P. 281–293.)

  3. Бусарев В.В. Обнаружение влияния активности Солнца на сублимационную активность примитивных астероидов // Сообщ. конф. “Астрономия-2018”. Т. 2 / Ред. Обридко В.Н. М.: Изд. “Тровант”, 2018. С. 47–50.

  4. Бусарев В.В., Щербина М.П., Барабанов С.И., Ирсмамбетова Т.Р., Кохирова Г.И., Хамроев У.Х., Хамитов И.М., Бикмаев И.Ф., Гумеров Р.И., Иртуганов Э.Н., Мельников С.С. Подтверждение сублимационной активности примитивных астероидов Главного пояса 779 Нины, 704 Интерамнии и 145 Адеоны и ее вероятные спектральные признаки у 51 Немаузы и 65 Цибелы // Астрон. вестн. 2019. Т. 53. № 4. С. 273–290. (Busarev V.V., Shcherbina M.P., Barabanov S.I., Irsmambetova T.R., Kokhirova G.I., Khamroev U.Kh., Khamitov I.M., Bikmaev I.F., Gumerov R.I., Irtuganov E.N., Mel’nikov S.S. Confirmation of the sublimation activity of the primitive Main-belt asteroids 779 Nina, 704 Interamnia, and 145 Adeona, as well as its probable spectral signs on 51 Nemausa and 65 Cybele // Sol. Syst. Res. 2019. V. 53. № 4. P. 261–77.)

  5. Бусарев В.В., Савелова А.А., Щербина М.П., Барабанов C.И. Спектральные признаки одновременной сублимационной активности и появления пылевой экзосферы у 8 астероидов Главного пояса вблизи перигелия // Астрон. вестн. 2022. Т. 56. № 2. С. 92–108. (Busarev V.V., Savelova A.A., Shcherbina M.P., Barabanov S.I. Spectral signs of simultaneous sublimation activity and the appearance of a dust exosphere on eight asteroids of the Main belt near perihelion // Sol. Syst. Res. 2022. V. 56. № 2. P. 84–99.)

  6. Веселовский В.С. Химическая природа горючих ископаемых. М.: Ин-т горного дела. Изд. Акад. наук СССР, 1955. 424 с.

  7. Миронов А.В. Основы астрофотометрии. Практические основы высокоточной фотометрии и спектрофотометрии звезд. М.: Физматлит, 2008. 260 с.

  8. Петрова Е.В., Бусарев В.В. О возможностях оценки свойств частиц в экзосфере активного астероида по деталям в УФ- и видимом диапазонах спектров отражения // Астрон. вестн. 2023. Т. 57. № 2. С. 166–180. https://doi.org/10.31857/S0320930X23020068

  9. Сафронов В.С. Эволюция допланетного облака и образование Земли и планет. М: Наука, 1969. 244 с. [NASA TTF-667 (Engl. transl.), 1972].

  10. Шустов Б.М., Золотарёв Р.В., Бусарев В.В., Щербина М.П. Ударные события как возможный механизм активации сублимационно-пылевой активности астероидов Главного пояса // Астрон. журн. 2022. Т. 99. № 11. С. 1058–1071.

  11. Alexander C.M.O’D., McKeegan K.D., Altwegg K. Water reservoirs in small planetary bodies: Meteorites, asteroids, and comets // Space Sci. Rev. 2018. V. 214. id. 36 (47 p.)

  12. Bessell M.S. Standard photometric systems // Annu. Rev. Astron. and Astrophys. 2005. V. 43. P. 293–336.

  13. Bockelée-Morvan D., Crovisier J., Erard S., Capaccioni F., Leyrat C., Filacchione G., Drossart P., Encrenaz T., Biver N., de Sanctis M.-C., Schmitt B., Kührt E., Capria M.-T., Combes M., Combi M., Fougere N., Arnold G., Fink U., Ip W., Migliorini A., Piccioni G., Tozzi G. Evolution of CO2, CH4, and OCS abundances relative to H2O in the coma of comet 67P around perihelion from Rosetta/VIRTIS-H observations // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2016. V. 462 (Suppl. 1). P. S170–S183. https://doi.org/10.1093/mnras/stw2428

  14. Borovsky J.E. What magnetospheric and ionospheric researchers should know about the solar wind // J. Atmosph. Sol.-Terr. Phys. 2020. V. 204. id. 105271 (16 p.)

  15. Bradley A.J. The action of water // Meteorites and the early Solar system II / Eds: Lauretta D.S., McSween H.Y., Jr. Tucson: Univ. Arizona Press, 2006. P. 584–624.

  16. Bus S.J., Binzel R.P. Phase II of the Small Main-Belt Asteroid Spectroscopic Survey. The observations // Icarus. 2002. V. 158. P. 106–145.

  17. Busarev V.V., Dorofeeva V.A., Makalkin A.B. Hydrated silicates on Edgeworth-Kuiper objects – probable ways of formation // Earth, Moon and Planets. 2003. V. 92. P. 345–357.

  18. Busarev V.V. A hypothesis on the origin of C-type asteroids and carbonaceous chondrites // Asteroids, Comets, Meteors (ACM) 2012. Proc. Conf. May 16–20. 2012. Niigata, Japan. LPI Contrib. № 1667. id. 6017. https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1211/1211.3042.pdf

  19. Busarev V.V., Barabanov S.I., Rusakov V.S., Puzin V.B., Kravtsov V.V. Spectrophotometry of (32) Pomona, (145) Adeona, (704) Interamnia, (779) Nina, (330825) 2008 XE3, and 2012 QG42 and laboratory study of possible analog samples // Icarus. 2015. V. 262. P. 44–57.

  20. Busarev V.V., Makalkin A.B., Vilas F., Barabanov S.I., Scherbina M.P. New candidates for active asteroids: Main-belt (145) Adeona, (704) Interamnia, (779) Nina, (1474) Beira, and near-Earth (162173) Ryugu // Icarus. 2018. V. 304. P. 83–94.

  21. Busarev V.V., Golubeva L.F., Petrova E.V., Shestopalov D.I. Variability of the reflectance spectra of (1) Ceres and solar activity // The Eleventh Moscow Solar System Symposium (11MS3) 5–9 October 2020, Space Research Inst., Abstract № 11MS3-SB-09. P. 255–258.

  22. Busarev V.V., Petrova E.V., Irsmambetova T.R., Shcherbina M.P., Barabanov S.I. Simultaneous sublimation activity of primitive asteroids including (24) Themis and (449) Hamburga: Spectral signs of an exosphere and the solar activity impact // Icarus. 2021. V. 369. id. 114634 (18 p.)

  23. Busarev V.V. Active asteroids of the Main Belt as probable relics of the formation processes of giant planets // Proc. VAK-2021 Conf. “Astronomy at the epoch of multimessenger studies”, SAI MSU, INASAN, Moscow, 2022. P. 215–219.

  24. Busarev V.V., Shcherbina M.P., Kuznetsov S.Yu., Ikonnikova N.P., Burlak M.A. Only a quarter of newly observed primitive asteroids are active // The Thirteenth Moscow Solar System Symposium (13MS3), 2022, Space Research Inst., Abstract # 13MS3-SB-01. p. 244–246.

  25. Chandler C.O., Curtis A.M., Mommert M., Sheppard S.S., Trujillo C.A. SAFARI: Searching asteroids for activity revealing indicators // Publ. Astron. Soc. Pacif. 2018. V. 130. id. 114502 (16 p.)

  26. Dorschner J., Begemann B., Henning T., Jaeger C., Mutschke H. Steps toward interstellar silicate mineralogy. II. Study of Mg-Fe-silicate glasses of variable composition // Astron. and Astrophys. 1995. V. 300. P. 503–520.

  27. Emde C., Buras-Schnell R., Kylling A., Mayer B., Gasteiger J., Hamann U., Kylling J., Richter B., Pause Ch., Dowling T., Bugliaro L. The libRadtran software package for radiative transfer calculations (version 2.0.1) // Geosci. Model Dev. 2016. V. 9. P. 1647–1672.

  28. Fanale F.P., Salvail J.R. The water regime of asteroid (1) Ceres // Icarus. 1989. V. 82. P. 97–110.

  29. Gaffey M.J., Bell J.F., Cruikshank D.P. Reflectance spectroscopy and asteroid surface mineralogy // Asteroids II / Eds: Binzel R.P., Gehrels T., Mattews M.S. Tucson: Univ. Arizona Press, 1989. P. 98–127.

  30. Gaffey M.J., Cloutis E.A., Kelley M.S., Reed K.L. Mineralogy of asteroids // Asteroids III / Eds: W.F. Bottke Jr., Tucson: Univ. Arizona Press, 2002. P. 183–204.

  31. Goswami J.N. Short-lived nuclides in the early Solar system: the stellar connection // New Astron. Rev. 2004. V. 48. P. 125–132.

  32. Hsieh H.H., Jewitt D.A. Population of comets in the Main asteroid belt // Science. 2006. V. 312. P. 561–563.

  33. Hsieh H.H. The Hawaii trails project: Comet-hunting in the Main asteroid belt // Astron. and Astrophys. 2009. V. 505. P. 1297–1310.

  34. Hsieh H.H., Haghighipour N. Potential Jupiter-family comet contamination of the Main asteroid belt // Icarus. 2016. V. 277. P. 19–38.

  35. Hsieh H.H., Novaković B., Kim Y., Brasser R. Asteroid family associations of active asteroids // Astron. J. 2018. V. 155. id. 96 (22 p.)

  36. Jewitt D. The active asteroids // Astron. J. 2012. V. 143. id. 66 (14 p.)

  37. Jewitt D., Hsieh H.H. The Asteroid-Comet Continuum // Chapter for the book Comets III, edited by K. Meech and M. Combi, University of Arizona Press. arXiv preprint arXiv:2203.01397, 2022 [astro-ph.EP]

  38. Kornilov V., Kornilov M., Voziakova O., Shatsky N., Safonov B., Gorbunov I., Potanin S., Cheryasov D., Senik V. Night-sky brightness and extinction at Mt Shatdzhatmaz // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2016. V. 462. P. 4464–4472.

  39. Kurucz R.L. New atlases for solar flux, irradiance, central intensity, and limb intensity // Mem. Soc. Astron. Italiana Suppl. 2005. V. 8. P. 189–191.

  40. Li A., Greenberg J.M. A unified model of interstellar dust // Astron. and Astrophys. 1997. V. 232. P. 566–584.

  41. Longhi J. Phase equilibria in the system CO2–H2O I: New equilibrium relations at low temperatures // Geochim. et Cosmochim. Acta. 2005. V. 69. P. 529–539.

  42. Mahoney W.A., Ling J.C., Wheaton Wm.A., Jacobson A.S. Discovery of 26Al in the interstellar medium // Astrophys. J. 1984. V. 286. P. 578–585.

  43. McSween Jr H.Y., Ghosh A., Grimm R.E., Wilson L., Young E.D. Thermal evolution models of asteroids // Asteroids III / Eds: W.F. Bottke Jr. Tucson: Univ. Arizona Press, 2002. P. 559–571.

  44. Nesvorný D., Brož M., Carruba V. Identification and dynamical properties of asteroid families // Asteroids IV / Eds: Bottke W.F., DeMeo F.E., Michel P. Univ. Arizona Press, 2015. V. 29. P. 297–321.

  45. Novaković B., Vokrouhlický D., Spoto F., Nesvorný D. Asteroid families: properties, recent advances, and future opportunities // Celest. Mech. and Dyn. Astron. 2022. V. 134 (4). id. 34 (60 p.) http://asteroids.matf.bg.ac.rs/fam/familymembers.php.

  46. Prialnik D., Bar-Nun A. Heating and melting of small icy satellites by the decay of 26Al // Astrophys. J. 1990. V. 355. P. 281–286.

  47. Raymond S.N., Izidoro A. Origin of water in the inner Solar System: Planetesimals scattered inward during Jupiter and Saturn’s rapid gas accretion // Icarus. 2017. V. 297. P. 134–148.

  48. Sanchez J.A., Reddy V., Nathues A., Cloutis E.A., Mann P., Hiesinger H. Phase reddening on near-Earth asteroids: Implications for mineralogical analysis, space weathering and taxonomic classification // Icarus. 2012. V. 220. P. 36–50.

  49. Sykes M.V., Greenberg R., Dermott S.F., Nicholson P.D., Burns J.A. Dust bands in the asteroid belt // Asteroids II / Eds: Binzel R.P., Gehrels T., Mattews M.S. Tucson: Univ. Arizona Press, 1989. P. 336–367.

  50. Schorghofer N. The lifetime of ice on main belt asteroids // Astrophys. J. 2008. V. 682. P. 697–705.

  51. Schorghofer N. Predictions of depth-to-ice on asteroids based on an asynchronous model of temperature, impact stirring, and ice loss // Icarus. 2016. V. 276. P. 88–95.

  52. Sugita S., Honda R., Morota T., Kameda S., Sawada H., Tatsumi E. and 117 co-authors. The geomorphology, color, and thermal properties of Ryugu: Implications for parent-body processes // Science. 2019. V. 364. id. eaaw0422 (11 p.)

  53. Takir D., Neumann W., Raymond S.N., Emery J.P., Trieloff M. Late accretion of Ceres-like asteroids and their implantation into the outer Main belt // Nature Astron. 2023. https://doi.org/10.1038/s41550-023-01898-x

  54. Tholen D.J. Asteroid taxonomic classifications // Asteroids II / Eds: Binzel R.P., Gehrels T., Mattews M.S. Tucson: Univ. Arizona Press, 1989. P. 1139–1150.

  55. Tholen D.J., Barucci M.A. Asteroid taxonomy // Asteroids II / Eds: Binzel R.P., Gehrels T., Mattews M.S. Tucson: Univ. Arizona Press, 1989. P. 298–315.

  56. Veeder G.J., Tedesco E.F. Results from the IRAS Minor Planet Survey // The IRAS Minor Planet Survey. Final Report PL-TR-92-2049 / Eds: Tedesco E.F. Massachusetts: Phillips Laboratory, 1992. P. 107–126.

  57. Warren S.G., Brandt R.E. Optical constants of ice from the ultraviolet to the microwave: A revised compilation // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. id. D14220. https://doi.org/10.1029/2007JD009744

  58. Wasserburg G.J., Papanastassiou D.A. Some short-lived nuclides in the early Solar system – a connection with the placental ISM // Essays in Nuclear Astrophysics / Eds: Barnes C.A., Clayton D.D., Schramm D.N. Cambridge Univ. Press, 1982. P. 77–140.

  59. Zolensky M.E., Bourcier W.L., Gooding J.L. Aqueous alteration on the hydrous asteroids: Results of EQ3/6 computer simulations // Icarus. 1989. V. 78. P. 411–425.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Астрономический вестник

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал