Двойная комета из пояса астероидов

Это уникальное для Солнечной системы тело — двойная комета (300163) 2006 VW139. Ее открыли в 2006 году и первоначально квалифицировали как астероид, ведь орбитальные характеристики этого объекта стандартны для тел в главном поясе астероидов: максимальное расстояние от Солнца — 3,6 а. е. (5,4×10км), минимальное — 2,4 а. е. (3,6×10км) и относительно небольшое отклонение от плоскости эклиптики — 3°.

Но в ноябре 2011 года с помощью сети телескопов Pan-STARRS удалось обнаружить у объекта признаки наличия хвоста, что говорит о кометной природе тела. К номеру классификации астероида на всякий случай добавился номер по классификации комет — 288P (см. Cometary Designation System). Первое время кометное происхождение тела подвергали сомнению. Существовала теория, что появление пылевой комы и хвоста могло быть вызвано быстрым вращением (как у астероида P/2013 P5) или недавним столкновением (как у астероида (596) Шейла), а не испарением, как это обычно происходит у комет. Однако дальнейшие исследования показали признаки устойчивой и постоянной сублимации водяного льда из-за увеличения солнечного нагрева. На изображениях хорошо заметны кома и хвост, а также характерное для комет изменение направления хвоста из-за перемены положения кометы относительно Солнца.

Период орбитального обращения 288P/(300163) 2006 VW139 составляет 5,32 года, и удобный промежуток времени для исследования объекта тоже повторяется только раз в 5 лет, когда комета наиболее близко подходит к Солнцу. В окне наблюдений 2016 года за изучение кометы взялся телескоп «Хаббл». С его помощью удалось получить более четкие изображения, где хорошо различимы уже два тела почти одинакового размера (приблизительно 1,8 км в диаметре). Тела вращаются вокруг общей оси, которая расположена на равном расстоянии от каждого из тел (около 45 км), что говорит о том, что их массы примерно одинаковы.

Двойная комета

Объект 288P/(300163) 2006 VW139 на снимках телескопа Хаббл, направление хвоста меняется в зависимости от направления на Солнце. Фото с сайта nasa.gov

Наиболее вероятный сценарий формирования системы — распад одного тела из-за быстрого вращения. После этого два фрагмента, возможно, переместились дальше друг от друга из-за реактивных эффектов, связанных с сублимацией льда. По некоторым оценкам, 288P/(300163) 2006 VW139 существует как двойная система только около 5000 лет.

Кометы в главном поясе астероидов (main-belt comets) встречаются довольно редко, пока известно всего около 20 таких объектов, включая 288P/(300163) 2006 VW139. Как и где они образовались, остается загадкой. Считается, что это не могло происходить так близко к Солнцу и что кометы формировались в поясе Койпера и облаке Оорта, но численные эксперименты показывают, что переход из пояса Койпера на почти круговую орбиту в поясе астероидов чрезвычайно сложен. Необходимо либо продолжительное действие сил негравитационной природы, либо резкое изменение орбит крупных планет в прошлом. Среди негравитационных процессов можно выделить реактивную тягу, возникающую при сублимации льда, и эффекты от воздействия излучения Солнца, например YORP-эффект и давление электромагнитного излучения. Правда, для успешного перехода воздействие этих сил должно было быть на порядок больше, чем наблюдаемое в кометах. Так что понимание происхождения и эволюции тела 288P/(300163) 2006 VW139 может дать новое представление о формировании современной Солнечной системы.

Фото с сайта nasa.gov.

См. также:
10 фактов о кометах, «Троицкий вариант» №21, 2014.

Александр Яровитчук


5
Показать комментарии (5)
Свернуть комментарии (5)

  • Юрий Фёдоров  | 20.05.2018 | 15:42 Ответить
    Я вот - человек, не изуродованный излишними знаниями. В т.ч. в области физики.

    Потому следующая фраза мне в голову не влазит:
    "Наиболее вероятный сценарий ...— распад ... тела из-за быстрого вращения. После этого два фрагмента, возможно, переместились дальше друг от друга из-за реактивных эффектов, связанных с сублимацией льда"

    По мне (исхожу домашнего быта), так если тело разорвало из-за вращения, то куски обязательно будут разлетаться ("переме/щаться/ дальше друг от друга"), и разлетаться вполне ощутимо быстро.
    Почему в этом удивительном космосе для такого как будто очевидного развития событий необходимо привлекать реактивные эффекты в связи стсублимацией льда?

    Разъясните, пожалуйста, уважаемые физики, будьте добры.
    Ответить
  • Яровитчук  | 21.05.2018 | 01:17 Ответить
    После разрыва, действительно, куски будут отделяться друг от друга, но если их скорость меньше второй космической, то они смогут разлететься только до конечного расстояния. Сила их взаимного притяжения создает ускорение, направленное к центру притяжения. Из-за этого скорость каждого из тел будет снижаться. На каком-то расстоянии тела развернуться и вместо того, чтобы улетать, будут как бы падать друг на друга. В процессе падения тела снова наберут скорость и в какой-то момент снова будут улетать. Но это происходит строго до некоторого расстояния, которое зависит от изначальной скорости. Чтобы увеличить это расстояние, требуются дополнительные силы, например, реактивные.
    К конкретно этому случаю можно добавить следующее. Чем выше скорость, тем тело дальше удалится от второго, но при этом его орбита будут сильно вытягиваться. Но орбиты частей этой кометы довольно круглые, что говорит о том, что скорость отделения частей первоначально была не очень высока, а значит и расстояние в тот момент между ними было меньше, чем наблюдается сейчас.
    Ответить
    • Юрий Фёдоров > Яровитчук | 21.05.2018 | 02:49 Ответить
      Благодарю Вас, уважаемый Яровитчук.
      Как же далёк от бытового представления реальный космический мир!
      Я про космические скорости, конечно, слыхал, но понимал их как исключительно трудность улететь с большой и тяжелой, сильно притягивающей планеты.
      Полная неожиданность для меня, что такие мелкие камушки тоже в космосе разлететься из-за гравитации не могут - они же очень легкие, притягивают друг друга очень слабо...
      Неужели если что-то легкое - нас, к примеру, с вами в обнимку схватившихся - раскрутить в космосе, то раскрыв объятия мы не разлетимся к чертям, а полетим по эллипсам и снова скоро встретимся??
      Это кажется совершенно чудесно! Обязательно детям и внукам расскажу. Очень поэтично!
      Позвольте, я же слышал, что космонавт без фала может навсегда улететь в космос! Отчего же тогда он не прилетит снова под действием взаимного притягивания масс МКС и его, космонавта, обратно к станции?
      Ответить
      • ChiefPilot > Юрий Фёдоров | 05.06.2018 | 16:54 Ответить
        Между вами двоими и двумя кометными ядрами есть одна большая разница: взаимное притяжение двух ядер гораздо сильнее, чем прочие внешние воздействия (от Солнца и планет). В случае же с вами двумя: ваше взаимное притяжение настолько мало, что на ваши дальнейшие траектории в первую очередь влияет что-то другое (если вы на орбите планеты, то она, если на орбите вокруг Солнца, то оно). Причём и ваше взаимное притяжение тоже, естественно, влияет, но оно настолько мало, что вы его влияние не заметите (оно далеко не первое будет определять параметры ваших траекторий).
        Ответить
  • Яровитчук  | 21.05.2018 | 13:32 Ответить
    В каком-то смысле вы правы, но давайте посмотрим на конкретные числа.
    Подчеркну, что при достижении второй космической скорости, тело, действительно, будет неограниченно улетать, но для тел с меньшими скоростями гравитация будет побеждать.
    Вторая космическая скорость, как собственно и сила тяжести, зависит от массы тел. Для системы из двух людей эта скорость равна (приблизительно) 0.000009 м/с , и её действительно легко развить, даже, например, при помощи света. С системой МКС- человек, эта скорость чуть выше - 0.0007 м/с, но всё равно мало, так что всем советую фалами пристегиваться.
    В данном случае кометы гораздо тяжелее человека или даже МКС. Масса одного куска больше массы МКС минимум в 10000000 раз, так что вторая космическая для них не так уж и ничтожна, порядка 5-20 м/с. (Точные цифры и расчеты лучше посмотреть в научных работах по ссылкам.)
    Так что не так уж слабо и притягиваются, конечно, по сравнению с Землей и Луной это ничтожно, но всё же достаточно для создания двойной системы.

    P.S . Законы природы одинаковы для всех.
    Ответить
Написать комментарий
Элементы

© 2005–2025 «Элементы»