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

Астрономический вестник, 2023, T. 57, № 5, стр. 479-488

О влиянии сближений с планетами на величину эффекта Ярковского в динамике астероидов

А. А. Мартюшева a, А. В. Мельников a, *

a Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН
Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: melnikov@gaoran.ru

Поступила в редакцию 21.03.2023
После доработки 03.04.2023
Принята к публикации 26.04.2023

Аннотация

Для ряда астероидов, испытывающих последовательные сближения с планетами, получены оценки влияния светового давления Солнца и эффекта Ярковского на долговременную орбитальную динамику. Рассмотрено влияние изменения величины периода собственного вращения астероида из-за сближения с планетой на его дальнейшую орбитальную динамику посредством действия эффекта Ярковского. Показано, что тесные сближения с планетами малых астероидов (десятки метров в диаметре) с быстрым вращением (период вращения менее 10 ч), приводящие к изменению периода собственного вращения астероида на несколько часов, существенно влияют на величину эффекта Ярковского для него.

Ключевые слова: астероиды, сближения с планетами, световое давление, эффект Ярковского, вращательная динамика, орбитальная динамика

Список литературы

  1. Батраков Ю.В., Медведев Ю.Д. О вращении астероида при его прохождении вблизи Земли // Тр. Всесоюзн. совещания “Астероидная опасность”. СПб.: ИТА РАН, 1992. С. 129–133.

  2. Бордовицына Т.В. Современные численные методы в задачах небесной механики. М.: Наука, 1984. С. 67–70.

  3. Виноградова Т.А., Железнов Н.В., Кузнецов В.Б., Чернетенко Ю.А., Шор В.А. Каталог потенциально опасных астероидов и комет // Тр. ИПА РАН. 2003. Вып. 9. С. 43–46.

  4. Воропаев С.А., Джианго Я., Барриот Ж.П. Разрыв вытянутого малого тела приливными силами Земли при подлете: возможные сценарии // Астрон. вестн. 2020. Т. 54. № 2. С. 171–182. (Voropaev S.A., Jianguo Y., Barriot J.P. Prolate body disruption by Earth at near flyby: Possible scenarios // Sol. Syst. Res. 2020. V. 54. № 2. P. 155–166.)https://doi.org/10.31857/S0320930X2002009710.31857/S0320930X20020097https://doi.org/10.1134/S0038094620020082

  5. Девяткин А.В., Львов В.Н., Цекмейстер С.Д. Особые группы потенциально опасных астероидов // Астрон. вестн. 2022. Т. 56. № 1. С. 68–72. (Devyatkin A.V., Lvov V.N., Tsekmeister S.D. Special groups of potentially hazardous asteroids // Sol. Syst. Res. 2022. V. 56. № 1. P. 62–65.)https://doi.org/10.31857/S0320930X2201002910.31857/S0320930X22010029https://doi.org/10.1134/S0038094622010026

  6. Емельяненко В.В., Попова О.П., Чугай Н.Н., Шеляков М.А., Пахомов Ю.В., Шустов Б.М., Шувалов В.В., Бирюков Е.Е., Рыбнов Ю.С., Маров М.Я., Рыхлова Л.В., Нароенков С.А., Карташова А.П., Харламов В.А., Трубецкая И.А. Астрономические и физические аспекты Челябинского события 15 февраля 2013 г. // Астрон. вестн. 2013. Т. 47. № 4. С. 262–277. (Emel’yanenko V.V., Chugai N.N., Shelyakov M.A. et al. Astronomical and physical aspects of the Chelyabinsk event // Sol. Syst. Res. 2013. V. 47. № 4. P. 240–254.)https://doi.org/10.7868/S0320930X1304013010.7868/S0320930X13040130https://doi.org/10.1134/S0038094613040114

  7. Мартюшева А.А., Петров Н.А., Поляхова Е.Н. Численное моделирование воздействия светового давления на движение астероидов, в том числе сближающихся с Землей // Вестн. СПб ун-та. Сер. 1. 2015. Т. 2. Вып. 60. № 1. С. 135–147

  8. Мельников А.В. Вращательная динамика сближающихся с планетами астероидов // Астрон. вестн. 2022. Т. 56. № 4. С. 254–265. (Melnikov A.V. Rotational dynamics of asteroids approaching planets // Sol. Syst. Res. 2022. V. 56. № 4. P. 241–251.)https://doi.org/10.31857/S0320930X2204006510.31857/S0320930X22040065https://doi.org/10.1134/S0038094622040062

  9. Мельников А.В., Шевченко И.И. Вращательная динамика и эволюция спутников планет Солнечной и экзопланетных систем // Астрон. вестн. 2022. Т. 56. № 1. С. 3–26. (Melnikov A.V., Shevchenko I.I. Rotational dynamics and evolution of planetary satellites in the Solar and exoplanetary systems // Sol. Syst. Res. 2022. V. 56. № 1. P. 1–22.)https://doi.org/10.31857/S0320930X2201004210.31857/S0320930X22010042https://doi.org/10.1134/S003809462201004X

  10. Панасенко А.И., Чернетенко Ю.А. Моделирование влияния эффекта Ярковского на движение астероидов // Тр. ИПА РАН. 2014. Т. 31. С. 59–65.

  11. Поляхова Е.Н., Шмыров А.С. Физическая модель сил давления световой радиации на плоскость и сферу // Вестн. СПб ун-та. Сер. 1. 1994. Вып. 2. № 8. С. 87–104.

  12. Радзиевский В.В. Механизм разрушения астероидов и метеоритов // Астрон. журн. 1952. Т. 29. С. 162–170.

  13. Радзиевский В.В. Фотогравитационная небесная механика. Н. Новгород: Изд. Николаев Ю.А., 2003. 196 с.

  14. Шор В.А., Чернетенко Ю.А., Кочетова О.М., Железнов Н.Б. О влиянии эффекта Ярковского на орбиту Апофиса // Астрон. вестн. 2012. Т. 46. № 2. С. 131–142. (Shor V.A., Chernetenko Yu.A., Kochetova O.M., Zheleznov N.B. On the impact on the Yarkovsky effect on Apophis’ orbit // Sol. Syst. Res. 2012. V. 46. № 2. Р. 119–129.)

  15. Ярковский И.О. Плотность светового эфира и оказываемое им сопротивление движению. Брянск: Тип. Юдина, 1901. 17 с.

  16. Benner L., Brozovic M., Giorgini J.D., Jao J.S., Lee C.G., Busch M.W., Slade M.A. Goldstone radar images of near-Earth asteroid 2012 DA 14 (101.02) // Am. Astron. Soc. DPS meeting. № 45. 2013. id. 101.02.

  17. Benson C.J., Scheeres D.J., Moskovitz N.A. Spin state evolution of asteroid (367943) Duende during its 2013 Earth flyby // Icarus. 2020. V. 340. id. 113518.

  18. Benson C.J., Scheeres D.J., Brozović M., Chesley S.R., Pravec P., Scheirich P. Spin state evolution of (99942) Apophis during its 2029 Earth encounter // Icarus. 2023. V. 390. id. 115324.

  19. Binzel R.P., DeMeo F.E., Turtelboom E.V., Bus S.J., Tokunaga A., Burbine T.H., Lantz C., Polishook D., Carry B., Morbidelli A., Birlan M., Vernazza P., Burt B.J., Moskovitz N., Slivan S.M., Thomas C.A., Rivkin A.S., Hicks M.D., Dunn T., Reddy V., Sanchez J.A., Granvik M., Kohout T. Compositional distributions and evolutionary processes for the near-Earth object population: Results from the MIT-Hawaii Near-Earth Object Spectroscopic Survey (MITHNEOS) // Icarus. 2019. V. 324. P. 41–76.

  20. Boldrin L.A.G., Araujo R.A.N., Winter O.C. On the rotational motion of NEAs during close encounters with the Earth // European Phys. J. – Spec. Topics. 2020. V. 229. № 8. P. 1391–1403.

  21. Carry B., Solano E., Eggl S., DeMeo F.E. Spectral properties of near-Earth and Mars-crossing asteroids using Sloan photometry // Icarus. 2016. V. 268. P. 340–354.

  22. Chesley S.R., Milani A., Tholen D., Bernardi F., Chodas P., Micheli M. An updated assessment of the impact threat from 99942 Apophis //AAS/Division for Planetary Sciences Meeting № 41. 2009. V. 41. id. 43.06.

  23. Chodas P.W., Yeomans D.K. The orbital motion and impact circumstances of Comet Shoemaker–Levy 9 // IAU Colloq. 156: The Collision of Comet Shoemaker-Levy 9 and Jupiter / Eds: Noll K.S., Weaver H.A., Feldman P.D. 1996. P. 1–30.

  24. Devyatkin A.V., Gorshanov D.L., Yershov V.N., Melnikov A.V., Martyusheva A.A., Petrova S.N., L’vov V.N., Tsekmeister S.D., Naumov K.N. A study of the asteroid (367943) Duende at Pulkovo Observatory // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2016. V. 459. № 4. P. 3986–3997.

  25. Ershkov S.V., Shamin R.V. The dynamics of asteroid rotation, governed by YORP effect: The kinematic ansatz // Acta Astronautica. 2018. V. 149. P. 47–54.

  26. Farnocchia D., Chesley S.R., Chodas P.W., Micheli M., Tholen D.J., Milani A., Elliott G.T., Bernardi F. Yarkovsky driven impact risk analysis for asteroid (99942) Apophis // Icarus. 2013. V. 224. № 1. P. 192–200.

  27. Greenberg A.H., Margot J.-L., Verma A.K., Taylor P.A., Hodge S.E. Yarkovsky drift detections for 247 Near-Earth Asteroids // Astron. J. 2020. V. 159. № 3. id. 92.

  28. Hromakina T., Birlan M., Barucci M.A., Fulchignoni M., Colas F., Fornasier S., Merlin F., Sonka A., Anghel S., Poggiali G., Belskaya I., Perna D., Dotto E., NEOROCKS Team. NEOROCKS project: surface properties of small near-Earth asteroids // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2023. V. 520. P. 3143–3150.

  29. Krasinsky G.A., Pitjeva E.V., Vasilyev M.V., Yagudina E.I. Hidden mass in the Asteroid Belt // Icarus. 2002. V. 158. P. 98–105.

  30. Lee H.-J., Ďurech J., Vokrouhlický D., Pravec P., Moon H.-K., Ryan W., Kim M.-J., Kim C.-H., Choi Y.-J., Bacci P., Pollock J., Apitzsch R. Spin change of asteroid 2012 TC4 probably by radiation torques // Astron. J. 2021. V. 161. № 3. id. 112.

  31. Lowry S.C., Fitzsimmons A., Pravec P., Vokrouhlický D., Boehnhardt H., Taylor P.A., Margot J.-L., Galád A., Irwin M., Irwin J., Kusnirák P. Direct detection of the asteroidal YORP effect // Science. 2007. V. 316 (5822). P. 272–274.

  32. Melnikov A.V., Shevchenko I.I. The rotation states predominant among the planetary satellites // Icarus. 2010. V. 209. P. 786–794.

  33. Moskovitz N.A., Benson C.J., Scheeres D., Endicott T., Polishook D., Binzel R., DeMeo F., Ryan W., Ryan E., Willman M., Hergenrother C., Verveer A., Lister T., Birtwhistle P., Sickafoose A., Nagayama T., Gilmore A., Kilmartin P., Benecchi S., Sheppard S., Marchis F., Augusteijn T., Smirnova O. Observational investigation of the 2013 near-Earth encounter by asteroid (367943) Duende // Icarus. 2020. V. 340. id. 113519.

  34. Perna D., Barucci M.A., Fulchignoni M., Popescu M., Belskaya I., Fornasier S., Doressoundiram A., Lantz C., Merlin F. A spectroscopic survey of the small near-Earth asteroid population: Peculiar taxonomic distribution and phase reddening // Planet. and Space Sci. 2018. V. 157. P. 82–95.

  35. Podlewska-Gaca E., Poleski R., Bartczak P., McDonald I., Pál A. Determination of rotation periods for a large sample of asteroids from the K2 Campaign 9 // Astrophys. J. Suppl. Ser. 2021. V. 255. № 1. id. 4.

  36. Pravec P., Harris A.W., Scheirich P., Kušnirák P., Šarounová L., Hergenrother C.W., Mottola S., Hicks M.D., Masi G., Krugly Yu.N., Shevchenko V.G., Nolan M.C., Howell E.S., Kaasalainen M., Galád A., Brown P., DeGraff D.R., Lambert J.V., Cooney W.R., Foglia S. Tumbling asteroids // Icarus. 2005. V. 173 (1). P. 108–131.

  37. Pravec P., Scheirich P., Ďurech J., Pollock J., Kušnirák P., Hornoch K., Galád A., Vokrouhlický D., Harris A.W., Jehin E., Manfroid J., Opitom C., Gillon M., Colas F., Oey J., Vraštil J., Reichart D., Ivarsen K., Haislip J., LaCluyze A. The tumbling spin state of (99942) Apophis // Icarus. 2014. V. 233. P. 48–60.

  38. Richardson D.C., Bottke W.F., Love S.G. Tidal distortion and disruption of Earth-crossing asteroids // Icarus. 1998. V. 134. P. 47–76.

  39. Rubincam D.P. Radiative spin-up and spin-down of small asteroids // Icarus. 2000. V. 148. P. 2–11.

  40. Scheeres D.J., Ostro S.J., Werner R.A., Asphaug E., Hudson R.S. Effects of gravitational interactions on asteroid spin states // Icarus. 2000. V. 147. P. 106–118.

  41. Scheeres D.J., Marzari F., Rossi A. Evolution of NEO rotation rates due to close encounters with Earth and Venus // Icarus. 2004. V. 170. P. 312–323.

  42. Scheeres D.J., Benner L.A.M., Ostro S.J., Rossi A., Marzari F., Washabaugh P. Abrupt alteration of Asteroid 2004 MN4’s spin state during its 2029 Earth flyby // Icarus. 2005. V. 178. № 1. P. 281–283.

  43. Sharma I., Jenkins J.T., Burns J.A. Tidal encounters of ellipsoidal granular asteroids with planets // Icarus. 2006. V. 183. № 2. P. 312–330.

  44. Shevchenko I.I. Dynamical Chaos in Planetary Systems. Springer, 2020. 401 p.

  45. Souchay J., Lhotka C., Heron G., Hervé Y., Puente V., Folgueira Lopez M. Changes of spin axis and rate of the asteroid (99942) Apophis during the 2029 close encounter with Earth: A constrained model // Astron. and Astrophys. 2018. V. 617. id. A74.

  46. Tóth J., Vereš P., Kornoš L. Tidal disruption of NEAs – a case of Příbram meteorite // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2011. V. 415. № 2. P. 1527–1533.

  47. Vokrouhlický D. A complete linear model for the Yarkovsky thermal force on spherical asteroid fragments // Astron. and Astrophys. 1999. V. 344. P. 362–366.

  48. Vokrouhlický D., Milani A., Chesley S.R. Yarkovsky effect on small near-Earth asteroids: Mathematical formulation and examples // Icarus. 2000. V. 148. P. 118–138.

  49. Vokrouhlický D., Bottke W.F., Chesley S.R., Scheeres D.J., Statler T.S. The Yarkovsky and YORP effects // Asteroids IV. Tucson, AZ: Univ. Arizona Press, 2015a. P. 509–532.

  50. Vokrouhlický D., Farnocchia D., Čapek D., Chesley S.R., Pravec P., Scheirich P., Műller T.G. The Yarkovsky effect for 99942 Apophis // Icarus. 2015b. V. 252. P. 277–283.

  51. Wisdom J. Rotation dynamics of irregularly shaped natural satellites // Astron. J. 1987. V. 94. № 5. P. 1350–1360.

  52. Zegmott T.J., Lowry S.C., Rożek A., Rozitis B., Nolan M.C., Howell E.S., Green S.F., Snodgrass C., Fitzsimmons A., Weissman P.R. Detection of the YORP effect on the contact binary (68346) 2001 KZ66 from combined radar and optical observations // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2021. V. 507. № 4. P. 4914–4932.

  53. Zeng X., Feng C., Wen T., Gan Q. The coupling orbit–attitude–structure evolution of Rubble-Pile asteroid with Earth flyby in the restricted three-body problem // Aerospace. 2022. V. 9. № 7. id. 351.

  54. Zhang Y., Michel P. Tidal distortion and disruption of rubble-pile bodies revisited. Soft-sphere discrete element analyses // Astron. and Astrophys. 2020. V. 640. id. A102.

  55. Zhang Y., Michel P. Shapes, structures, and evolution of small bodies // Astrodynamics. 2021. V. 5. № 4. P. 293–329.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Астрономический вестник

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал