научная статья по теме P/2010 TO20 LINEAR–GRAUER – КОМЕТА НА ПУТИ ИЗ КЕНТАВРОВ В СЕМЕЙСТВО ЮПИТЕРА Астрономия

Текст научной статьи на тему «P/2010 TO20 LINEAR–GRAUER – КОМЕТА НА ПУТИ ИЗ КЕНТАВРОВ В СЕМЕЙСТВО ЮПИТЕРА»

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2013, том 47, № 3, с. 206-212

УДК 523.64

Р/2010 ТОЮ ЬШЕЛК-Огаиег - КОМЕТА НА ПУТИ ИЗ КЕНТАВРОВ

В СЕМЕЙСТВО ЮПИТЕРА

© 2013 г. В. В. Емельяненко, Н. Ю. Емельяненко, С. А. Нароенков, М. В. Андреев

Институт астрономии РАН, Москва Поступила в редакцию 06.03.2012 г.

Объект Р/2010 Т020 ЬШЕАК—Огаиег, открытый на гелиоцентрическом расстоянии более 5 а. е., сначала классифицировался как троянец, а затем была обнаружена его кометная природа. В данной работе проведены специальные наблюдения этого объекта, на основе которых удалось значительно уточнить его орбиту и провести исследование особенностей динамической эволюции. Показано, что Р/2010 Т020 ЬШЕАЯ—Огаиег не является троянцем, но демонстрирует необычные динамические особенности. В частности, этот объект двигался по временной спутниковой орбите относительно Юпитера на интервале наблюдений. Около двух лет комета находилась в сфере Хилла и совершила одно обращение вокруг планеты. Функция йовицентрического расстояния имела два минимума, а наименьшее расстояние равнялось 0.075 а. е. Наши оценки показывают, что с вероятностью 0.76 этот объект перейдет на орбиту комет семейства Юпитера с перигелийным расстоянием менее 2.5 а. е. Среднее время такого перехода составляет около сорока тысяч лет.

DOI: 10.7868/S0320930X13020023

ВВЕДЕНИЕ

Объект 2010 T020 был открыт 1 октября 2010 г. наблюдательной службой LINEAR. На основе десятидневного интервала наблюдений было сделано заключение, что этот объект находится на расстоянии более 5 а. е. от Солнца и является троянцем. Приблизительно через год A.D. Grauer обнаружил новую комету. После получения наблюдений из обсерваторий в течение двух ночей T. Spahr из MPC (Minor Planet Center) отождествил эту комету с ранее открытым объектом 2010 T020 (Central Bureau Electronic Telegrams, 2867, 21 октября 2011 г.). После этого появилось мнение, что комета P/2010 T020 LINEAR—Grauer является первым троянцем, продемонстрировавшим кометную активность.

В данной работе мы показываем, что P/2010 T020 LINEAR—Grauer не принадлежит к классу троянцев, а с динамической точки зрения является кометой, то есть испытывает тесные сближения с Юпитером и большие преобразования орбиты под действием планетных возмущений. Тем не менее, этот объект проявляет замечательные динамические особенности. Как показано далее в статье, P/2010 T020 LINEAR—Grauer является очень редким объектом, который наблюдался во время его нахождения на временной спутниковой орбите относительно Юпитера. Выяснение динамических особенностей кометы P/2010 T020 LINEAR—Grauer при этом сближении, а также направления миграции кометы P/2010 T020 LINEARGrauer является основной целью данной статьи.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРБИТЫ

Для уточнения орбиты кометы P/2010 Т020 LINEAR—Grauer был проведен дополнительный цикл наблюдений на 60-см и 2-м телескопах Тер-скольской обсерватории. Удалось получить по 3 астрометрических положения 19 ноября и 26 декабря в дополнение к наблюдениям, приведенным на сайте MPC и ограниченным 30 октября. Это позволило определить орбиту, которая является значительно более точной по сравнению с орбитой, представленной на сайте MPC 29 декабря 2011 г. Невязки по прямому восхождению Да cos 8 и склонению AS после улучшения орбиты для дополнительных наблюдений, проведенных в Терсколе, даны в табл. 1. Элементы орбиты, полученные по наблюдениям с 1 октября 2010 г. по 26 декабря 2011 г. со среднеквадратической ошибкой 0.56" и отнесенные к экватору и равноден-

Таблица 1. Невязки по прямому восхождению и склонению для наблюдений в Терсколе

Время (UTC) Да cos S (с дуги) Д8 (с дуги)

2011 11 19.85564 —0.22 0.53

2011 11 19.85911 —0.69 0.90

2011 11 19.86260 —0.56 0.77

2011 12 26.70578 0.74 —0.23

2011 12 26.70907 0.10 —0.42

2011 12 26.71236 0.64 —1.11

P/2010 T020 LINEAR-Grauer - КОМЕТА НА ПУТИ ИЗ КЕНТАВРОВ

207

ствию эпохи J2000.0, представлены в табл. 2. При определении орбиты и в дальнейшем использовалась планетная эфемерида DE405.

В процессе оценивания орбиты вычислялись также серии возможных орбит, находящиеся в доверительной области, на основе использования матрицы Холецкого (Авдюшев, 2010). В дальнейшем эти орбиты использовались для исследования эволюции областей возможного движения.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ВБЛИЗИ СОВРЕМЕННОЙ ЭПОХИ

Для изучения движения кометы P/2010 T020 LINEAR-Grauer вблизи современной эпохи выполнялось численное интегрирование уравнений движения методом Эверхарта (Everhart, 1974) из пакета MERCURY (Chambers, 1999) с учетом возмущений от восьми планет (Меркурий-Нептун) и Плутона на интервале времени 500 лет от эпохи JD 2455800.5 (2011.08.27.0 TT) как назад, так и вперед. Исследование проводилось для 200 возможных орбит.

Рисунок 1 показывает изменения большой полуоси для 200 орбит, рис. 2 — перигелийных расстояний, а рис. 3 и 4 — эволюцию расстояний до Юпитера и Сатурна соответственно. В настоящее время комета испытывает тесное сближение с Юпитером. Как видно, приблизительно через 139 лет в прошлом и 77 лет в будущем, когда комета в очередной раз подходит очень близко к Юпитеру, уже трудно прогнозировать даже качественные особенности эволюции орбиты кометы, поэтому на рисунках результаты представлены не на

Таблица 2. Элементы орбиты кометы Р/2010 Т020 ЕШЕА^—Огаиег (Т0 — эпоха оскуляции, а — большая полуось, е — эксцентриситет, ю —аргумент перигелия, О — долгота восходящего узла, I — наклон, М0 — средняя аномалия)

T0 2011.08.27.0 TT

а, а. е. 5.59167 ± 0.00017

e 0.09041 ± 0.00031

ю, град 250.77827 ± 0.06403

Q, град 43.89202 ± 0.00074

i, град 2.65057 ± 0.00007

MQ, град 81.36670 ± 0.03121

всем интервале времени интегрирования. Несомненно, что предстоящее сближение кометы с Юпитером в 2087-2088 гг. будет очень тесным (наименьшее расстояние до Юпитера не будет превышать 0.08 а. е.) Несмотря на большие возмущения орбиты, можно надежно утверждать, что комета испытывала также сближение с Сатурном приблизительно 50 лет назад.

Вблизи современной эпохи перигелийное расстояние объекта P/2010 T020 LINEAR-Grauer превышает 5 а. е. С этой точки зрения P/2010 T020 LINEAR-Grauer может быть отнесен к кентаврам. С другой стороны, этот объект продемонстрировал кометную активность и имеет период обращения вокруг Солнца 13.4 года. Поэтому в MPC он классифицируется как короткопериоди-ческая комета. Такое явление происходит нечасто, хотя теперь и не является уникальным (к на-

a, а. е 12

11 10 9 8 7 6 5 4 3

50 100

Время, лет

Рис. 1. Изменение большой полуоси для 200 варьированных орбит. АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК том 47 № 3 2013

q, а. е. 8 г

7 -

-150 -100 -50 0 50 100

Время, лет

Рис. 2. Изменение перигелийного расстояния для 200 варьированных орбит.

Расстояние до Юпитера, а. е.

-150 -100 -50 0 50 100

Время, лет

Рис. 3. Изменение расстояний до Юпитера для 200 варьированных орбит.

стоящему времени открыто 16 короткопериоди-ческих комет с перигелийными расстояниями более 5 а. е.).

Рисунок 5 показывает разность истинных долгот Ь = ю + О + V кометы и Юпитера (V — истинная аномалия). С одной стороны видно, что коме-

та P/2010 T020 LINEAR-Grauer не являлась троянцем. С другой стороны, этот рисунок вместе с рис. 3 для расстояний показывает, что в настоящее время заканчивается уникальное сближение с Юпитером, при котором комета находилась на спутниковой орбите около 6 лет. Детальное об-

Р/2010 Т020 ЬШЕАК-Огаиег - КОМЕТА НА ПУТИ ИЗ КЕНТАВРОВ

209

Расстояние до Сатурна, а. е 15

12

0

-150

-100

-50

50 100

Время, лет

Рис. 4. Изменение расстояний до Сатурна для 200 варьированных орбит.

суждение особенностей этого сближения проводится в следующем разделе.

ДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕСНОГО СБЛИЖЕНИЯ

Интегрирование уравнений движения кометы показало, что перед открытием она испытала низкоскоростное сближение с Юпитером. Это сближение сопровождалось временным спутниковым захватом (ВСЗ). В области сближения функция йовицентрического расстояния г имела два минимума.

Для дальнейшего изложения используем некоторые результаты, полученные ранее в работе Н. Емельяненко (2009). В этой работе показано, что у наблюдаемых комет, имеющих низкоскоростные сближения с Юпитером, максимальный разброс афелиев и перигелиев составил:

4.5 < О < 7.4 а. е.,

3.6 < д < 6.7 а. е.,

(1) (2)

условию (1), так и условию (2) - комета перешла на кругообразную гелиоцентрическую орбиту.

Сближения с Юпитером, и особенно низкоскоростные, характеризуются сложными и многообразными преобразованиями орбит. Одним из них является реверсия линии апсид. Каждая реверсия - это процесс преобразования, охватывающий некоторый промежуток времени. Пусть комета имеет орбиту с афелием, расположенным в окрестности орбиты Юпитера, на промежутке времени, в течение которого выполнено неравенство а < ^, и орбиту с перигелием, расположен-

(ю + П+ - (ю + П+ у^р, град

120

где О - афелийное расстояние, д - перигелийное расстояние.

До сближения с Юпитером комета Р/2010 Т020 ЬШЕАК-Огаиег находилась на низкоэксцентрической орбите с перигелием, расположенным в окрестности орбиты Юпитера: д = 5.74 а. е., е = 0.32, О = 11.24 а. е. После сближения размеры и форма орбиты существенно изменились: д = = 5.08 а. е., е = 0.09, О = 6.1 а. е. Теперь афелийное и перигелийное расстояния удовлетворяют как

-60

-15 -10 -5

5 10 15 Время, лет

Рис. 5. Изменение разности истинных долгот кометы и Юпитера.

9

6

3

0

0

ным в окрестности его орбиты, на промежутке времени, в течение которого выполнено неравенство а > где ^ — радиус-вектор Юпитера на каждом шаге интегрирования. Считаем, что произошла реверсия линии апсид, если в области сближения существует такой момент времени tR, в который выполнено равенство:

Ю - = - . (3)

Пусть положение кометы на плоскости (а, е) в произвольный момент времени ti задается точкой М(а, е). Трек точки М(а, е) по плоскости (а, е) в области сближения изображен на рис. 6. Буква / на оси а соответствует значению большой полуоси Юпитера ау Линия Ю разделяет орбиты с афелием и перигелием, расположенными в окрестности орбиты Юпитера соответственно. Юпитер находится на круговой орбите с радиусом

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком