Эволюция метеороидных потоков, образующихся при столкновениях с АСЗ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе исследуются формирование и эволюция метеороидных потоков, образующихся при столкновениях астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ), с объектами Главного пояса астероидов (ГПА). Такой сценарий столкновения считается более вероятным по сравнению со столкновениями между АСЗ, так как многие АСЗ в силу своего происхождения пересекают область ГПА, в которой плотность объектов существенна по сравнению с внутренними областями Солнечной системы. Получающиеся таким образом метеороидные потоки имеют ряд отличий от потоков кометного происхождения как в плане формирования потока, так и при дальнейшей динамической эволюции. В данной работе получены оценки для темпа образования метеороидов в результате столкновений АСЗ с астероидами ГПА. На основе моделей высокоскоростных столкновений и данных об эксперименте DART получены возможные распределения частиц по размерам и скорости. Проведено численное моделирование динамики получающегося метеороидного потока с учетом гравитационных возмущений и радиационных сил, изучено влияние начальной скорости выброса на эволюцию потока. Проведен анализ темпа производства пыли с учетом распределения текущего населения АСЗ, сделан вывод о том, что темпы притока метеороидов астероидного и кометного происхождения (в массовом выражении) могут быть вполне сравнимы.

Об авторах

Р. В. Золотарёв

Институт астрономии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: rv_zolotarev@mail.ru
Россия, Москва

Б. М. Шустов

Институт астрономии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: rv_zolotarev@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. D. Jewitt and H. H. Hsieh, arXiv:2203.01397 [astro-ph.EP] (2022).
  2. V. V. Busarev, S. I. Barabanov, and V. B. Puzin, Solar System Res. 50, 281 (2016).
  3. V. V. Busarev, M. P. Shcherbina, S. I. Barabanov, T. R. Irsmambetova, et al., Solar System Res. 53, 261 (2019).
  4. B. M. Shustov, R. V. Zolotarev, V. V. Busarev, and M. P. Shcherbina, Astron. Rep. 66, 1098 (2022).
  5. D. Jewitt, H. Hsieh, and J. Agarwal, in Asteroids IV, e-dited by P. Michel, F. E. DeMeo, and W. F. Bottke (University of Arizona Press, 2015), p. 203.
  6. D. Jewitt, H. Weaver, J. Agarwal, M. Mutchler, and M. Drahus, American Astronomical Society, DPS meeting № 42, AAS/DPS Abstracts, id. 53.03 (2010);
  7. J.-Y. Li, M. Hirabayashi, T. L. Farnham, J. M. Sunshine, et al., arXiv:2303.01700 [astro-ph.EP] (2023).
  8. T. J. Jopek, G. I. Kokhirova, P. Jenniskens, D. Janches, M. Hajdukova, and R. Rudawska, Izv. Akademii Nauk Tadzhikistana. Otdeleniye fiziko-matematicheskikh, khimicheskikh, geologicheskikh i tekhnicheskikh nauk 2, 51 (2021).
  9. P. Jenniskens and J. Vaubaillon, Astron. J. 136, 725 (2008).
  10. B. Yang, J. Zhu, J. Gao, J. Ma, X. Zhou, H. Wu, and M. Guan, Astron. J. 126, 1086 (2003).
  11. P. B. Babadzhanov, G. I. Kokhirova, and Y. V. Obrubov, Kinematics Phys. Celest. Bodies 32, 250 (2016).
  12. T. Kasuga, J.-I. Watanabe, and M. Sato, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 373, 1107 (2006).
  13. D. C. Boice and J. Benkhoff, IAU General Assembly, Meeting № 29, id. 2258088 (2015).
  14. J. Licandro, H. Campins, T. Mothé-Diniz, N. Pinilla-Alonso, and J. de León, Astron. and Astrophys. 461, 751 (2007).
  15. A. Cellino, M. Devogele, I. Belskaya, S. Bagnulo, and P. Bendjoya, in European Planetary Science Congress 2018, held 16–21 September 2018 at TU Berlin, Berlin, Germany, id. EPSC2018-251 (2018).
  16. M. Tabeshian, P. Wiegert, Q. Ye, M.-T. Hui, X. Gao, and H. Tan, Astron. J. 158, 30 (2019), arXiv:1905.10329 [astro-ph.EP].
  17. V. Porubčan, L. Kornoš, and I. P. Williams, Contrib. Astron. Observ. Skalnate Pleso 36, 103 (2006), arXiv:0905.1639 [astro-ph.EP].
  18. J. K. Kueny, C. O. Chandler, M. Devogéle, N. Moskovitz, et al., Planetary Sci. J. 4, id. 56 (2023), arXiv:2303.12991 [astro-ph.EP].
  19. G. Kokhirova, P. Babadzhanov, and Y. Obrubov, IAU General Assembly, Meeting № 29, id. 2256176 (2015).
  20. M. Sokolova, M. Sergienko, Y. Nefedyev, A. Andreev, and L. Nefediev, Adv. Space Res. 62, 2355 (2018).
  21. G. I. Kokhirova, P. B. Babadzhanov, U. H. Khamroev, and A. I. Zhonmuhammadi, Izv. Akademii Nauk Tadzhikistana. Otdeleniye fiziko-matematicheskikh, khimicheskikh, geologicheskikh i tekhnicheskikh nauk 4, 41 (2020).
  22. Y. Obrubov, Meteroids 1998, edited by W. J. Baggaley and V. Porubcan (Polygrafia SAV Bratislava, 1999), p. 167.
  23. J. J. García-Martínez and F. Ortega-Gutiérrez, Meteor. and Planet. Sci. Suppl. 42, 5327 (2007).
  24. J. Borovička, P. Spurný, and P. Brown, Asteroids IV, edited by P. Michel, F. E. DeMeo, and W. F. Bottke (Tucson: University of Arizona Press, 2015), p. 257.
  25. J. Vaubaillon, L. Neslušan, A. Sekhar, R. Rudawska, and G. O. Ryabova, Meteoroids: Sources of Meteors on Earth and Beyond, G. O. Ryabova, D. J. Asher, and M. D. Campbell-Brown (Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2019), p. 161.
  26. P. Jenniskens, Meteor Showers and their Parent Comets (Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2008).
  27. B. M. Shustov and R. V. Zolotarev, Astron. Rep. 66, 179 (2022).
  28. R. V. Zolotarev and B. M. Shustov, Astron. Rep. 66, 255 (2022).
  29. M. Granvik, A. Morbidelli, R. Jedicke, B. Bolin, et al., Nature 530(7590), 303 (2016).
  30. P. Wiegert, P. Brown, P. Pokorny, Q. Ye, C. Gregg, K. Lenartowicz, Z. Krzeminski, and D. Clark, AAS meeting № 236, id. 326.03; Bull. Amer. Astron. Soc. 52(3) (2020).
  31. A. Morbidelli, J. Bottke, W. F., C. Froeschlé, and P. Michel, Asteroids III, edited by W. F. Bottke Jr., A. Cellino, P. Paolicchi, and R. P. Binzel (Tucson; University of Arizona Press, 2002), p. 409.
  32. A. Nakamura and A. Fujiwara, Icarus 92, 132 (1991).
  33. В. В. Адушкин, Б. Д. Христофоров, Физика горения и взрыва 40, 71 (2004).
  34. H. J. Melosh, Impact cratering : a geologic process (New York: Oxford University Press; Oxford: Clarendon Press, 1989).
  35. J. B. Vincent, M. Hoffman, A. Nathues, H. Sierks, et al., 43rd Lunar and Planetary Science Conference, held March 19–23, 2012 at The Woodlands, Texas; LPI Contribution No. 1659, id. 1415 (2012).
  36. K. R. Housen and K. A. Holsapple, Icarus 211, 856 (2011).
  37. K. A. Holsapple and K. R. Housen, Icarus 187, 345 (2007).
  38. P. Sánchez and D. J. Scheeres, Meteor. and Planet. Sci. 49, 788 (2014), arXiv:1306.1622 [astro-ph.EP].
  39. R. T. Daly, C. M. Ernst, O. S. Barnouin, N. L. Chabot, et al., arXiv:2303.02248 [astro-ph.EP] (2023).
  40. F. Moreno, A. Campo Bagatin, G. Tancredi, P.-Y. Liu, and B. Domínguez, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 515, 2178 (2022), arXiv:2206.15350 [astro-ph.EP].
  41. Л. С. Новиков, Воздействие твердых частиц естественного и искуственного происхождения на космические аппараты. Учебное пособие (М.: Университетская книга, 2009).
  42. J. C. Mandeville and J. F. Vedder, Earth and Planet. Sci. Lett. 11, 297 (1971).
  43. A. Graykowski, R. A. Lambert, F. Marchis, D. Cazeneuve, et al., arXiv:2303.05548 [astro-ph.EP] (2023).
  44. J. S. Dohnanyi, J. Geophys. Res. 74, 2531 (1969).
  45. S. Takasawa, A. M. Nakamura, T. Kadono, M. Arakawa, et al., 733 (2), id. L39 (2011).
  46. J. Deller, Hyper-Velocity Impacts on Rubble Pile Asteroids (Cham: Springer Intern. Publ., 2017).
  47. P. Ševeček, M. Brož, D. Nesvorný, B. Enke, D. Durda, K. Walsh, and D. C. Richardson, Icarus 296, 239 (2017), arXiv:1803.10666 [astro-ph.EP].
  48. I. G. Brykina and L. A. Egorova, Solar System Res. 56, 338 (2022).
  49. G. Drolshagen, D. Koschny, S. Drolshagen, J. Kretschmer, and B. Poppe, Planet. Space Sci. 143, 21 (2017).
  50. A. M. Vickery, Geophys. Res. Letters 14, 726 (1987).
  51. H. J. Melosh, 51st Lunar and Planetary Science Conference, held 16–20 March, 2020 at The Woodlands, Texas; LPI Contribution No. 2326, id. 2587 (2020).
  52. N. Onose and A. Fujiwara, Impact Cratering: Bridging the Gap Between Modeling and Observations, edited by R. Herrick and E. Pierazzo, held February 7–9, 2003; LPI Contribution No. 1155 (Houston, TX: Lunar and Planetary Institute, 2003), p. 55.
  53. D. Koschny and E. Grün, Icarus 154, 402 (2001).
  54. H. Cibulková, M. Bro, and P. G. Benavidez, Icarus 241, 358 (2014), arXiv:1407.6143 [astro-ph.EP].
  55. H. Rein and S. F. Liu, Astron. and Astrophys. 537, id. A128 (2012), arXiv:1110.4876 [astro-ph.EP].
  56. H. Rein, D. M. Hernandez, D. Tamayo, G. Brown, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 485, 5490 (2019), ar-Xiv:1903.04972 [astro-ph.EP].
  57. J. A. Burns, P. L. Lamy, and S. Soter, Icarus 40, 1 (1979).
  58. M. Granvik, A. Morbidelli, R. Jedicke, B. Bolin, et al., Icarus 312, 181 (2018).
  59. R. V. Zolotarev and B. M. Shustov, Astron. Rep. 65, 518 (2021).

© Р.В. Золотарёв, Б.М. Шустов, 2023