CC BY
63
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ___________________2010, том 53, №9____________
АСТРОНОМИЯ
УДК 523. 532
Г.И.Кохирова, С.П.Литвинов, У.Х.Хамроев АНОМАЛЬНЫЙ БОЛИД МЕТЕОРНОГО ПОТОКА ЛЕОНИД
Институт астрофизики Академии наук Республики Таджикистан
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан П.Б.Бабаджановым 28.07.2010 г.)
В период фотографических наблюдений в ноябре 2009 г. болидной сетью Таджикистана сфотографированы 16 болидов, принадлежащих известному метеорному потоку Леонид. В результате фотометрической обработки, методом моделирования наблюдаемой кривой блеска на основе теории квазинепрерывного дробления, а также согласно вычисленному РЕ критерию, оказалось, что один из этих типично кометных метеороидов имел плотность, характерную для каменных тел, составляющую 3.5-3.7 г см-3. Это первая регистрация аномально плотного метеороида Леонид, подтверждающая предположение о неоднородном составе кометы 55P/Tемпеля-Tуттля - родительского тела метеорного потока Леонид.
Ключевые слова: метеороид - болид - комета Темпеля-Туттля - метеорный поток Леонид - атмосферная траектория - радиант - орбита - кривая блеска - плотность - пористость.
Повышенная активность метеорного потока Леонид в ноябре 2009 г. позволила получить богатый наблюдательный материал. Фотографические наблюдения были выполнены болидной сетью Таджикистана с помощью болидных и цифровых камер [1] и результаты опубликованы в нашей работе [2].
Болид Леонид TN171109е с максимальной звёздной величиной -3.4 был сфотографирован с двух пунктов только цифровыми камерами, так как болидная камера позволяет фотографировать, как правило, болиды ярче -4 звездной величины.
Результаты определения параметров атмосферной траектории, координат радианта и элементов орбиты болида TN171109е были приведены в работе [2].
В данной работе мы приведем результаты фотометрической редукции TN171109е, который, как оказалось, представляет собой нетипичный случай кометного метеороида. Для фотометрии цифровых изображений болидов можно использовать измеренные диаметры изображений звезд и зависимость этих диаметров от яркости звезд [3]. Полученные таким образом видимые звездные величины болида преобразуются в абсолютные с учетом стандартных поправок, а именно, поправки за зенитное расстояние болида, за различие скоростей перемещения изображения звезды и болида по кадру, за приведение к стандартному расстоянию 100 км и за влияние вращающегося обтюратора.
Основные параметры атмосферной траектории болида TN171109е приведены в табл. 1, где даны T - момент пролета по мировому времени (UT); vOT - доатмосферная скорость; hB и hE- высоты начала и конца видимой траектории над уровнем моря; l - общая длина видимой траектории; t - об-
Адрес для корреспонденции: Кохирова Гулчехра Исроиловна. 734042, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул.Бухоро, 22, Институт астрофизики АН РТ. E-mail: [email protected]
щая длительность болида; Мтах - максимальная абсолютная звездная величина болида; т* - доатмо-сферная масса метеороида; РЕ - эмпирический критерий конечных высот болидов; тип болида согласно классификации Сер1есЬа & МсСго8ку [4]. Точность определения скорости составляет ±0.3 км с-1, высоты определены с точностью порядка ±10 м.
Таблица 1
Основные параметры атмосферной траектории болида ТШ71109е
Т V,*, -1 кв Не 1 т* РЕ Тип
км с км км км с кг
22ч17м14с 71.7 114.1 77.8 55.1 0.67 -3.4 0.00025 -4.40 I
Координаты радианта и элементы гелиоцентрической орбиты болида приведены в табл. 2. Здесь ав - прямое восхождение и склонение геоцентрического радианта; 2К - зенитное расстояние
видимого радианта; - геоцентрическая скорость; - гелиоцентрическая скорость; а, е, д, ш, О, г, -элементы орбиты. Все угловые величины даны в равноденствии 2000.0.
Таблица 2
Координаты радианта и гелиоцентрическая орбита болида ТШ71109е
а° V ^ -1 км с Vh км с-1 а а.е. е д а.е. О° 1°
154.1 22.2 49 70.6 41.3 10.4 0.905 0.985 172.5 235.6 161.5
В результате фотометрической редукции получена наблюдаемая кривая блеска болида, которая иллюстрируется на рисунке точками, где по оси ординат даны абсолютные звездные величины и по оси абсцисс - высоты над уровнем моря. Кривая блеска имеет плавный характер, без вспышек, постепенное нарастание яркости
Рис. Наблюдаемая (точки) и теоретическая (треугольники) кривые блеска до максимума свечения б°лвда Леонид ТШ7П09е. сменяется резким убыва-
нием интенсивности
излучения. Такой вид кривой блеска свидетельствует о том, что абляция метеороида в атмосфере Земли происходила путем квазинепрерывного дробления. На этом же рисунке приведена теоретическая кривая блеска болида (треугольники), смоделированная на основе теории квазинепрерывного
Высота (км)
дробления [5]. Наблюдаемая и теоретическая кривые блеска совпадают наилучшим образом при значении объемной плотности метеороида, равной 5 = 3.7 г см-3.
Значение РЕ критерия, приведенное в табл. 1 и определяемое по формуле:
PE = lg рЕ - 0.42 lg шш +1.49 lg vm-1.29 lg cos zR,
где рЕ - плотность атмосферы на высоте hE конца видимой траектории болида, характеризует способность метеороида проникнуть в земную атмосферу.
На основе вычисленного значения РЕ критерия ТШ71109е можно классифицировать как болид I типа [4], что является абсолютно исключительным случаем среди метеороидов Леонид и совершенно нетипичным для болидов с кометными орбитами. Обычно болиды I типа порождаются каменными метеороидами с плотностью 5 = 3.5 г см-3. Как правило, метеороиды этого типа имеют астероидное происхождение [4]. В нашем случае кометная природа болида ТШ71109е не вызывает сомнения, так как родительским телом метеорного потока Леониды является комета 55Р/Темпеля-Туттля. Следовательно, здесь выявляется факт существования среди кометных метеороидов тел, состоящих из материала с гораздо большей плотностью.
Существование болидов различных типов среди Леонид было также обнаружено Shrbeny и Spumy [6]. Согласно РЕ критерию, они идентифицировали болиды, соответствующие II, IIIA и IIIB типам, и сделали вывод о неоднородном составе родительской кометы.
Бабаджанов и Кохирова [5] по фотографическим наблюдениям Леонид определили среднюю объемную плотность, равную ^=0.4 г см-3, подтвердив вывод о том, что метеороиды Леонид представляют собой чисто кометное вещество. В этом контексте природа материала болида ТШ71109е с гораздо большей объемной плотностью является очень необычной. И хотя ранее среди метеороидов Леонид уже наблюдались небольшие прочные субстанции, проникающие в земную атмосферу гораздо ниже, чем большинство метеороидов этого потока [6,8,9], болид ТШ71109е - первый случай, когда метеороид в целом был настолько прочным, что идентифицирован как объект I типа.
В работе [5] среди изученных 191 метеороида Персеид, являющихся по происхождению также кометными, было выявлено 11 с плотностью более 3 г см-3 . Исходя из этого, был сделан вывод, что, вероятно, в некоторых случаях вещество кометных метеороидов содержит небольшие примеси намного более плотного материала, относящегося по составу к углистым хондритам CI и CM типов, которые соответствуют метеоритному составу CI и CM. Ранее Borovicka [9] подтвердил наличие таких ингредиентов в веществе метеороидов Леонид.
Отметим, что в образцах пылевых частиц кометы 81P/Wild-2, собранных с помощью космической миссии Stardust, обнаружены кристаллические фрагменты минералов, содержащихся в материале метеоритов астероидного происхождения. Эти плотные фрагменты идентичны по составу с углистыми хондритами CI и СМ и действительно могут быть обнаружены в кометных метеороидах [10-12].
В работах [2,6,7] выявлена относительно сильная корреляция конечных высот болидов Леонид от максимальных абсолютных звездных величин и внеатмосферных масс метеороидов, а именно,
очень яркие болиды Леонид и, следовательно, с большей фотометрической массой, проникают в атмосферу на 20 км ниже, чем более слабые.
Исключением является болид ТШ71109е с максимальной звездной величиной -3.4 и первоначальной массой всего лишь 2.5х10-4 кг, проникший в атмосферу Земли до конечной высоты 77.8 км, значительно ниже, чем более массивные тела, принадлежащие этому потоку.
Заключение
Согласно PE критерию, большинство болидов Леонид принадлежат к группе IIIB и порождаются метеороидами, имеющими наименьшую объемную плотность ^=0.2 г см-3 [2,4]. В работе [5] по фотографическим наблюдениям определена средняя объемная плотность метеороидов Леонид, равная ^=0.4 г см-3, что вновь подтвердило наименьшую плотность и наибольшую пористость материала этих метеороидов, представляющего собой рыхлое кометное вещество. Но сфотографированный нами болид ТШ71109е, принадлежащий I группе, является сверхнеобычным, так как порожден каменным метеороидом с объемной плотностью 3.5-3.7 г см-3. Это первая регистрация аномально плотного метеороида Леонид, подтверждающая предположение о неоднородном составе кометы-прародительницы метеорного потока Леониды.
Данная работа выполнена при поддержке Международного научно-технического центра,
грант Т-1629.
Поступило 28.07.2010 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бабаджанов П.Б., Кохирова Г.И. - Известия АН РТ. Отделение физ-мат, хим., геол. и техн. наук, 2009, № 2 (135), с.46-55.
2. Бабаджанов П.Б., Кохирова Г.И., Литвинов С.П., Хамроев У.Х. - Известия АН РТ. Отделение физмат, хим., геол. и техн. наук, 2010, № 3 (140), с.43-53.
3. Бабаджанов П.Б., Кохирова Г.И., Боровичка И., Спурны П. - Астрономический Вестник, 2009, т. 43, № 4, с. 367-377.
4. Ceplecha Z., McCrosky R.E. J. - J. Geophys. Res., 1976, vol.81, № 35, pp.6257-6275.
5. Babadzhanov P.B., Kokhirova G.I. - Astron. & Astrophys., 2009, vol. 495, Issue 1, pp. 353-358.
6. Shrbeny L., Spumy P. - Astron. & Astrophys., 2009, vol. 506, pp. 1445-1454.
7. Spurny P., Betlem H., Van’t Leven J., Jenniskens P. - Meteoritics & Planetary Sciences, 2000b, vol. 35, pp. 243-249.
8. Borovicka J., Jenniskens P. - Earth, Moon and Planets, 2000, vol. 82-83, pp. 399-428.
9. Borovicka J. - In: Asteroids, Comets, Meteors, eds. D.Lazzaro, S.Ferraz-Mello, J.A.Fernandez, Proceed. IAU Symp. 229, 2005, pp.249-271.
10. Flynn G.J., Bleuet P., Borg J., et al. - Science, 2006, vol. 314, pp.1731-1735.
11. Zolensky M.E. - LPI Contribution, 2008, No. 1405, p. 8155.
12. Zolensky M.E., Zega TJ., Yano H., et al. - Science, 2006, vol. 314, pp. 1735-1739.
Г.И.^охирова, С.П.Литвинов, УДДамроев БОЛИДИ АНОМАЛИИ СЕЛИ МЕТЕОРИ ЛЕОНИД^О
Институти астрофизикаи Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон
Дар давраи мушохидах,ои фотографй мох,и ноябри с. 2009 бо шабакаи болидии Точикистон расмх,ои 16 болидх,ои ба сели Леонид (Асадх,о) таалyк дошта гирифта шyданд. Дар натичаи коркарди фотометрй, дар асоси назарияи квази-бефосилаги порашавии метеороидх,о ва мувоФики РЕ критерий ошкор карда шyдаст, ки яке аз ин одатан метеороидх,ои кометавй, зичии 3.5-3.7 г см-3 дорад, ки вай ба зичии чисмх,ои сангин мувофик меояд. Ин нахустин кайди метео-роиди зичи аномалй дошта мебошад, ки дар бораи таркиби гайри якчинса будани ядрои коме-таи Темпел-Туттл гувохи медихад. Ин комета волидайни сели метеории Леонид мебошад. Калима^ои калиди: метеороид - болид - кометаи Темпел-Туттл - сели метеории Леонид - тра-екторияи атмосфери - радиант - мадор - каци дурахшони - зиц - масоуат.
G.I.Kokhirova, S.P.Litvinov, U.Kh.Khamroev THE ANOMALOUS LEONID FIREBALL
Institute of Astrophysics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan
During photographic observations in November 2009 16 fireballs were photographed by the Tajikistan fireball network, belonging to the known meteor shower Leonids. As a result of photometric reduction, by the method of simulation of the observed light curve using the theory of quasi-continuous fragmentation, and according to the calculated PE criterion, it turned out that one of these typically cometary meteoroids had a bulk density of 3.5-3.7 g cm -3 which corresponds to stone bodies. This is the first detection of an anomalously strong Leonid individual confirming the suggestion on non-homogeneity of the comet 55P/Tempel-Tuttle - parent body of the Leonid meteor shower.
Key words: meteoroid - fireball - comet Tempel-Tuttle - meteor shower Leonids - atmospheric trajectory -radiant - orbit - light curve - density - porosity.
