Спутник астероида

Астероид 243 Ида и его спутник Дактиль.

Спутник астероида — астероид, естественный спутник, обращающийся по орбите вокруг другого астероида. Спутник и астероид представляют собой систему, поддерживающуюся гравитацией обоих объектов. Астероидную систему, в которой размеры спутника сопоставимы c размером астероида, называют двойным астероидом. Также известны системы из трёх компонентов (например, крупные астероиды (45) Евгения и (87) Сильвия, астероид-аполлон (136617) 1994 CC, крупный транснептуновый объект (47171) 1999 TC₃₆ и т. д.). Известна одна система из четырёх компонентов: три спутника имеет астероид (130) Электра.

История исследований

До конца XIX века астероиды представлялись учёным как одиночные тела. Но в начале XX века, с улучшением наблюдательной аппаратуры, появились предположения о существовании двойственности астероидов. Были проведены первые исследования, в частности, детально был изучен астероид (433) Эрос. Однако таких исследований было немного, и они противоречили общепринятым взглядам.

Первые попытки выявить спутники у астероидов, с помощью измерений ослабления блеска звёзд при покрытии их астероидами, были проведены для объектов (6) Геба (1977 год) и (532) Геркулина (1978 год). В ходе исследований было предположено наличие спутников у указанных объектов, однако эти данные не были подтверждены. Позже чешский астроном Петр Правец (1991 год) и немецкий Г. Хан (1994 год) обратили внимание на переменный блеск двух небольших астероидов, пролетавших вблизи Земли, который мог указывать на их двойственность. Эти наблюдения повторить не удалось.

Первый подтверждённый спутник астероида был открыт в 1993 году автоматической межпланетной станцией «Галилео». Он был обнаружен у астероида (243) Ида, во время пролёта АМС вблизи объекта. Спутник назвали Дактиль. Вторым открытым спутником в 1998 году стал Маленький Принц, спутник астероида (45) Евгения. В 2002 году был открыт спутник у транснептунового объекта 1998 WW₃₁.

Методы исследований

Открытие спутников позволяет лучше изучить астероиды, поскольку знание спутниковых орбит имеет большое значение для получения фундаментальных физических параметров двойной системы, таких как масса, и проливает свет на её возможное формирование и эволюцию. Поэтому учёные ищут различные методы исследований астероидов, направленные на поиск у них спутников. Вот некоторые из них:

• оптический — прямые оптические наблюдения с помощью космических и наземных телескопов с адаптивной оптикой;
• радиолокационный — c помощью космических и наземных радиотелескопов;
• фотометрический — измерение уменьшения блеска звезды при её покрытии астероидом;
• исследования с помощью АМС.

Оптический метод является самым очевидным, однако имеет ряд недостатков, наиболее важным из которых является сложность регистрации слабого объекта рядом с более ярким и необходимость проводить наблюдения с высоким угловым разрешением. Поэтому оптические наблюдения позволяют выявлять небольшое количество спутников, имеющих достаточно крупные размеры относительно астероида, и находящихся на значительном расстоянии от него.

Радиолокационный метод позволяет довольно точно измерить форму объекта (с точностью до 10 метров на крупнейших радиотелескопах), с помощью измерения времени запаздывания отражённого сигнала. Недостаток радиолокационного метода заключается в малом радиусе действия. С увеличением расстояния до исследуемого объекта точность данных существенно снижается.

Метод фотометрических наблюдений покрытий звёзд астероидами использует измерения уменьшения блеска покрываемой звезды. Суть метода состоит в наблюдении за звездой из зоны, находящейся вне расчётной полосы покрытия астероидом. Преимущество заключается в том, что такие наблюдения можно проводить с помощью любительских астрономических приборов. Недостаток — спутник астероида должен покрывать зону наблюдателя в момент исследования.

Исследования с помощью АМС являются наиболее точными, так как позволяют использовать имеющуюся на станции аппаратуру с близкого расстояния.

Происхождение

Происхождение спутников астероидов в настоящее время однозначно не определено. Существуют разные теории. Одна из широко признанных гласит, что спутники могут быть остаточным продуктом столкновения астероида с иным объектом. Другие пары могли образоваться захватом малого объекта более крупным. Формирование в результате столкновения сдерживается моментом импульса компонентов. Двойные астероидные системы с небольшим расстоянием между компонентами вполне соответствуют этой теории. Однако она вряд ли подходит для удаленных компонентов.

Согласно другой гипотезе, спутники у астероидов сформировались на начальной стадии эволюции Солнечной системы.

Предполагается, что многие астероиды состоят из нескольких каменных глыб, слабо связанных гравитацией и покрытых слоем реголита, поэтому небольшое внешнее воздействие может приводить к разрыву такой системы и образованию сателлитов на небольшом расстоянии.

Общие характеристики

Приливные воздействия астероида на спутник оказывают влияние на параметры его орбиты, и выравнивают оси вращения обоих объектов с осью главного момента инерции. Сам спутник со временем принимает несколько вытянутую форму под влиянием гравитационного поля астероида. Если период вращения главного тела меньше периода обращения спутника вокруг него (что является типичным для Солнечной системы), то со временем спутник отдаляется, а период вращения главного тела — замедляется.

Двойные астероиды обращаются по эллиптическим орбитам вокруг общего центра масс.

Некоторые астероиды со спутниками

Главное тело	Тип орбиты	Диаметр главного тела (км) (размеры)	Спутник	Диаметр спутника (км) (размеры)	Расстояние между объектами (км)
(22) Каллиопа	главное кольцо	181,0 ± 4,6 (231,4×175,3×146,1)	Линус	38 ± 6	1 065 ± 8
(45) Евгения		214,6 ± 4,2 (305×220×145)	Маленький Принц	12,7 ± 0,8	1 184 ± 12
			S/2004 (45) 1	6?	700?
(87) Сильвия		286 (384×264×232)	Рем (Сильвия II)	7 ± 2	706 ± 5
			Ромул (Сильвия I)	18 ± 4	1 356 ± 5
(90) Антиопа		87,8 ± 1,0 (93,0×87,0×83,6)	S/2000 (90) 1	83,8 ± 1,0 (89,4×82,8×79,6)	171 ± 1
(41) Дафна		174 ± 11,2 (239×183×153)	Пеней	<2	443
(317) Роксана		19,9	Олимпиада	5,3	257
(93) Минерва		141,55	Эгида (Минерва I)	4	630
			Горгонейон (Минерва II)	3	380
(121) Гермиона		209,0 ± 4,7 (230×120×120)	S/2002 (121) 1	18	794,7 ± 2,1
(216) Клеопатра		124 (217×94×81)	Алексгелиос (Клеопатра I)	5	775
			Клеоселена (Клеопатра II)	3	380
(243) Ида		(59,8×25,4×18,6)	Дактиль	(1,6 × 1,4 × 1,2)	108
(283) Эмма	Главный пояс астероидов	148,1 ± 4,6	S/2003 (283) 1	12	596 ± 3
(617) Патрокл	троянцы	121,8 ± 3,2	Менетий	112,6 ± 3,2	680 ± 40
(624) Гектор	греки	370 × 195 × 195	Скамандр	12	623,5
(3548) Эврибат	греки	63,9	Квета	0,8	2310
(702) Алауда	главное кольцо	194,73	Пичи-унем	5,5	900
(762) Пулкова	главное кольцо	137,1 ± 3,2	S/2000 (762) 1	20	810
(1313) Берна	главное кольцо Семейство Эвномии	13,5	S/2004 (1313) 1	8-11	25-35
(2478) Токай	главное кольцо Семейство Флоры	8,1	S/2007 (2478) 1	5,8	21
(3673) Леви	главное кольцо Семейство Флоры	6,17	S/2007 (3637) 1	1,73	13
(136617) 1994 CC	Аполлоны	0,7	(136617) 1994 CC I	≈0,05
			(136617) 1994 CC II	≈0,05
(66391) Мошуп	Атоны	1,32	Скваннит	0.45	17,4
(65803) Дидим	Аполлоны	0,75	Диморф	0.17	1,1
(348400) 2005 JF21	Амуры	0,6	(348400) 2005 JF21 II	0,11	0,9
Транснептуновые объекты
(42355) Тифон	объект РД	134	Ехидна	78	1 300?
(47171) 1999 TC36	плутино	350—470	S/2001 (47171) 1	142 ±23	7 640 ± 460
(50000) Квавар	кьюбивано	<1100	Вейвот	74	14 500
(58534) Логос	кьюбивано	80	Зоя	66	8 010 ± 80
(65489) Кето	объект РД	172 ± 18	Форкий	134 ± 14	1 841 ± 48
(66652) Борасизи	кьюбивано	166	Пабу	137	4 660 ± 170
(79360) Сила-Нунам: Сила	кьюбивано	305	(79360) Сила-Нунам: Нунам	292	2300
(82075) 2000 YW134	объект РД	431	S/2005 (82075) 1	237	1900
(88611) Таронхайавагон	кьюбивано	176 ± 20	Тавискарон	122 ± 14	27 300 ± 343
(90482) Орк	плутино	946	Вант	262 ± 170	8 700
(120347) Салация	кьюбивано	548	Актея	190	3 500?
(139775) 2001 QG298	плутино	(260×205×185)	S/2002 (139775) 1	(265×160×150)	400
(148780) Альчера	кьюбивано	340?	S/2007 (148780) 1	246?	5 800?
1998 WW31	кьюбивано	133 ± 15	S/2000 (1998 WW31) 1	110 ± 12	22 300 ± 800
(174567) Варда	кьюбивано	732?	Ильмарэ	376?	4 200
(385446) Манвэ	кьюбивано	160	Торондор	92	6 674
(341520) Мор-Сомн: Мор	плутино	102	(341520) Мор-Сомн: Сомн	97	21 040
(229762) Гкъкунлъ'хомдима	объект РД	638+24 −12	Гкъо'э Къху	~140	6 035 ± 48
(469705) Чъкагара	кьюбивано	138+21 −25	Къхауну	122+16 −19	7 670 ± 140

Ссылки

• Orbits of Binary Asteroids with Adaptive Optics  (англ.)
• Wm. Robert Johnston. Asteroids with Satellites (англ.). Johnston's Archive (18 мая 2013). Дата обращения: 25 мая 2013. Архивировано 25 мая 2013 года.
• Wm. Robert Johnston. Other Reports of Asteroid/TNO Companions (англ.). Johnston's Archive (17 февраля 2013). Дата обращения: 25 мая 2013. Архивировано 25 мая 2013 года.
• Asteroids.chat.ru