CC BY
27
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2018, том 61, №2_
АСТРОНОМИЯ
УДК 523.532
Член-корреспондент АН Республики Таджикистан Х.И.Ибадинов, Н.А.Коновалова, А.А.Ибрагимов, Н.Х.Давруков, Т.М.Калашникова ГРУППЫ МЕТЕОРИТО-ПРОИЗВОДЯЩИХ ТЕЛ С КОМЕТНЫМИ ОРБИТАМИ СЕМЕЙСТВА ЮПИТЕРА
Институт астрофизики АН Республики Таджикистан
В работе рассмотрены семейства малых тел Солнечной системы, содержащие кометы из семейства Юпитера, метеорито-производящие метеороиды, образовавшиеся в результате фрагментации их родительских тел, и метеориты углистые хондриты. Группирование в семейства перечисленных объектов устанавливалось на основе анализа их орбит с использованием критерия близости DSH.
Ключевые слова: комета, семейство Юпитера, орбита, метеороид, метеорит, углистый хондрит, родительское тело.
Образование метеорных тел в Солнечной системе происходит во время активной фазы комет-ной деятельности вблизи перигелия, когда пары испаряющихся льдов уносят с поверхности кометы твердые частицы и пыль. Другим механизмом образования метеорных тел является катастрофическое деление комет на вторичные ядра с выбросом пыли и метеорных частиц [1-3]. Также образование метеороидов возможно в результате импактного воздействия на поверхность кометы или астероида, как в случае выброса фрагментов с астероида Веста [4]. В зависимости от афелийных расстояний, кометы разделяются на семейства. Самые короткопериодические кометы с периодом обращения вокруг Солнца 3.3^10 лет образуют семейство Юпитера, их афелийное расстояние Q = 4^8.54 а.е., орбиты расположены очень близко к плоскости эклиптики.
В данной работе рассматриваются метеорито-производящие тела с кометными орбитами (параметр Тиссерана Tj < 3.1) типа семейства Юпитера, наблюдавшиеся инструментальными методами, и их возможные источники в Солнечной системе. Из 24-х известных по наблюдениям орбит метеоритов, орбиты 9-ти метеоритов являются кометными и принадлежат семейству Юпитера. Существование семейств малых тел (комет, астероидов и метеорито-производящих метеороидов) в околоземном пространстве на орбитах, типа орбит комет семейства Юпитера (JFCs) рассматривалось многими исследователями. Возможная связь между периодической кометой семейства Юпитера 15P/Finlay, метеоритом Murchison и двумя астероидами: (4015) Wilson-Harrington, который вероятно является бездействующим ядром кометы, и (2061) Anza рассматривалась в работе [5]. В работе [6] помимо перечисленных в [5] объектов в группе идентифицирована связь метеорита Murchison с болидным потоком y-Sagittarids и астероидами 1997 YM3 (Tj = 2.3, Q = 5.4 a.e.), 2000 PF5 (Tj = 2.6, Q = 5.3 a.e.) и 2001 PE1 (Tj = 3.0 , Q = 4.4 a.e.). Авторами показано, что в этом большом семействе существует две
Адрес для корреспонденции: Коновалова Наталья Андреевна. 734042, республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Бухоро, 22, Институт астрофизики АН РТ. E-mail: [email protected].
ветви: северная и южная. В работе Терентьевой [7] идентифицирована возможная связь метеорита Tagish Lake с болидным потоком ц-Orionids (T= 4.2, Q = 2.8 a.e.), метеорным потоком 60-0rionids (Tj = 3.8, Q = 3.3 a.e.) и астероидом (4183) Cuno (Tj = 3.0, Q = 3.2 a.e.). В работе [8] рассматривались четыре группы связанных на основе анализа критерия близости D средних орбит (MEAN) групп и орбит метеорито-производящих болидов с конечными массами >0.25 кг.
Некоторые сближающиеся с Землей объекты на кометных орбитах, по наблюдаемым характеристикам похожи на астероиды. В действительности они являются вымершими (dormant) кометами, которые уже не проявляют признаков кометной активности. С этой позиции в [9] рассматривалось, что примитивные тела с элементным составом и структурной прочностью типа углистых хондритов CI, CM могут быть среди астероидов C-типа, или в некоторых кометах, которые представляют первичный материал.
Группы малых тел с орбитами типа JFCs
В данной работе рассматривается возможная связь в группах с близкими орбитами метеоритов Murchison [5], Tagish Lake [10], Maribo [11] и Shutters Mill [12] с метеорито-производящими болидами (рис.1), наблюдавшимися в периоды повышения болидной активности [13]. Чтобы выявить группы малых тел с близкими орбитами: метеорито-производящих болидов, метеоритов и их источников, использовались наблюдательные данные, доступные в научных публикациях и каталогах [1415]. Связь объектов в группах устанавливалась на основе анализа их орбит с использованием критерия близости DSH как средства оценки степени подобия между орбитами исследуемых объектов. Принадлежность орбит анализируемых болидов к кометному типу определялась на основе параметра Тиссерана Tj :
ai
Tj = — + 2cos i x ja
где a и a¡ - большая полуось орбит болида и Юпитера соответственно, e, i - эксцентриситет и наклонение орбиты. Для орбит кометного типа Tj < 3.1, для астероидных орбит Tj > 3.1.
В табл. 1-4 представлены данные о средних орбитах (Mean) четырех групп метеорито-производящих метеороидов, где в круглых скобках указано число членов группы, орбитах метеоритов углистых хондритов и их вероятных источников с близкими, согласно DSH критерия (DSH < 0.2), орбитами. В табл. 1 включены также данные из работ [5, 6] об ассоциации согласно принятому критерию для ассоциаций 0.2 < DSH< 0.3 между метеоритом Murchison, кометой 15P/Finlay, болидным потоком y-Sagittarids и несколькими астероидами. В табл. 2 включены из работы [7] данные об ассоциации между метеоритом Tagish Lake и астероидом (4183) Cuno. В табл. 3 включены из работы [16] данные об ассоциации между метеоритом Maribo, кометой Энке и комплексом околоземных объектов Таурид.
В табл. 1-4 содержатся следующие сведения: номер (имя) объекта; прямое восхождение aR (°) и склонение SR (°) радианта; внеатмосферная скорость Vx (км/сек) (в табл. 1 геоцентрическая скорость Vg); перигелийное расстояние q (а.е.); большая полуось a (а.е.); эксцентриситет e; наклонение орбиты
U.5
(1)
к плоскости эклиптики / (°); аргумент перигелия ш (°); долгота восходящего узла и (°) и в последнем столбике критерий близости орбит DSH.
Таблица 1
Группа метеорита Murchison с близкими орбитами (J2000.0)
Номер CtR (°) 5R (°) Vg (км/с) q (а.е.) а (а.е.) е i (°) ю (°) Q (°) Dsh
Mean (7) 269.7 -21.5 8.5 0.992 2.564 0.607 1.8 353.4 16.7 0.00
Murchison 268.4 -37.0 8.4 1.001 2.630 0.620 3.0 358.7 4.5 0.08
Северная ветвь
D/1978 1 282.5 -1.1 11.3 1.101 3.290 0.665 5.9 240.5 132.3 0.21
(2061)Anza 269.1 -6.2 8.4 1.047 2.264 0.537 3.8 156.5 207.7 0.15
2001 PE1 281.9 -9.1 10.0 1.105 2.763 0.600 3.5 190.7 183.2 0.19
Южная ветвь
15P/Finlay 269.7 -37.8 10.2 1.034 3.573 0.711 3.7 323.6 42.0 0.11
y-Sagittarids 270.0 -31.0 12.8 1.003 2.008 0.452 1.0 8.0 350.1 0.27
107P/WH 276.1 -25.0 9.1 1.001 2.643 0.620 0.4 8.9 353.0 0.15
2000 PF5 259.4 -45.2 11.3 1.113 3.199 0.652 6.1 52.2 298.9 0.24
1997 YM3 290.4 -37.1 10.6 1.084 3.263 0.668 3.9 75.5 302.0 0.18
Таблица 2 Группа метеорита Tagish Lake и малых тел с близкими орбитами (J2000.0)
Номер aR (°) 5r (°) VM (км/с) q (а.е.) a (а.е.) е i (°) ю (°) Q (°) Dsh
Mean (28) 86.4 23.6 15.9 0.895 2.122 0.567 4.2 217.2 300.8 0.00
Северная ветвь
Tagish Lake 90.4 29.6 15.8 0.884 1.980 0.560 2.0 224.4 297.9 0.06
(4183) Cuno 92.6 36.6 20.4 0.721 1.981 0.636 6.8 235.4 295.7 0.11
Таблица 3
Группа метеорита Maribo с близкими орбитами (J2000.0)
Номер aR (°) 5r (°) VM ((км/с) q (а.е.) a (а.е.) е i (°) ю (°) Q (°) Dsh
Mean (8) 119.7 18.4 27.3 0.462 2.021 0.766 2.8 102.8 111.1 0.00
Maribo 124.6 1 9.7 28.0 0.479 2.340 0.795 0.7 99.0 117.6 0.06
Таблица 4
Группа метеорита Shutter's Mill с близкими орбитами (J2000.0)
Номер aR (°) 5r (°) VM (км/с) q (а.е.) a (а.е.) е i (°) ю (°) Q (°) Dsh
Mean (6) 203.7 -13.0 30.8 0.430 3.196 0.856 3.4 99.8 22.1 0.00
Sh.Mill 24.0 12.7 28.6 0.456 2.590 0.824 2.4 77.8 32.8 0.16
N. a-Piscids 20.0 11.0 25.8 0.479 1.780 0.728 1.6 283.8 196.4 0.17
В работе проведен анализ физических характеристик исследуемых болидов из четырех ме-теорито-производящих групп. На высоте максимальной яркости Нтах болидов были вычислены значения аэродинамического давления Рфп = ГраУ2, где Г = 1 - коэффициент торможения, ра- плотность атмосферы на высоте Нтах, V - скорость болида. По величине аэродинамического давления РЛуп получены оценки плотности метеороидов рт. В группе метеорита Murchison плотности метеороидов лежат
в интервале pm = 1100 ^ 2100 кг/м3, в группе метеорита Tagish Lake pm = 1000 ^ 1600 кг/м3, в группе метеорита Maribo pm = 1150 ^ 2050 кг/м3 и в группе метеорита Shutters Mill pm = 1600 ^ 2200 кг/м3.
I ^ \ 2 ----\
1 - метеорит Murchison и его группа. 2 - метеорит Tagish Lake и его группа. 3 - метеорит Maribo и его группа. 4 - метеорит Shutters Mill и его группа.
Результаты и их обсуждение
Среди рассмотренных в данной работе объектов в группах 1, 3, 4 присутствуют тела с орбитами из семейства Юпитера. Некоторые члены группы 1, для которых критерий близости орбит превышает предельное значение DSH = 0.2, могут быть ассоциативно связанными с группой, согласно принятому критерию для ассоциаций 0.2 < DSH < 0.3.
Ряд авторов [1, 9, 17] считают, что в нормальном кометном материале могут присутствовать элементы, подобные углистым хондритам. Метеориты углистые хондриты являются древнейшим веществом, из которого образовалась 4.6 миллиарда лет тому назад Солнечная система, и представляют большое значение для их исследования. Крупные метеороиды углистые хондриты могут выжить в земной атмосфере и выпасть на поверхность метеоритами. В метеоритной коллекции более 50 тыс. метеоритов, их них около 9 тыс. углистые хондриты, среди которых известный крупнейший метеорит углистый хондрит Альенде, возраст которого 4567 млрд. лет, имеет вес около 3 тонн. Сведения, полученные в результате космических миссий к кометам Солнечной системы, говорят о большом разнообразии разных участков поверхности комет. Анализ частиц кометы 81P/Wild 2 [17], захваченных гелиевыми ловушками показал, что в их минералогическом составе обнаружены железо-магнезиальные силикаты, которые присутствуют в метеоритах углистых хондритах.
Работа выполнена при поддержке гранта МНТЦ по проекту Т-2113.
Поступило 14.11.2017 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Jenniskens P. Meteor showers from broken comets. - Workshop on Dust in Planetary Systems (ESA SP-643). Sept. 26-30 2005, Kauai, Hawaii. Editors: Krueger H. and Graps A., p.3-6.
2. Rudawska R., Vaubaillon J., Toth J., Raetz S. What do comets 252/LINEAR and P2016 BA14 have in common? - American Astron. Society, 2013, DPS meeting #48, id.218.01.
3. Ibadinov K.I., Buriev A.M., Safarov A.G., Rahmonov A.A. Active processes in cometary nucleus and new meteoroid swarms. - Advances in Space Research, 2015, v. 56, pp. 187-189.
4. Pieters C.M., Binzel R.P., Bogard D., Hiroi T., Mittlefehldt D.W., Nyquist L., Rivkin A., Takeda H. Asteroid-meteorite links: the Vesta conundrum(s). - IAUS, 2006, v. 229, p.273.
5. Seargent D. Is the Murchison meteorite a fragment of periodic comet Finlay? - WGN Journal of the IMO, 1988, v. 16, № 4, pp. 111-1176.
6. Terentjeva A.K., Barabanov S.I. Complexes of minor bodies in the Solar system. - Astronomical School's Report, 2011, v. 7, № 2, pp. 271-276.
7. Terentjeva A.K., Barabanov S.I. The fireball stream of the Tagish Lake meteorite. - WGN Journal of the IMO, 2004, v. 32, № 2, pp. 60-62.
8. Halliday I., Blackwell A.T., Griffin A.A. Evidence for the existence of groups of meteorite-producing asteroidal fragments. - Meteoritics, 1990, v. 25, pp. 93-99.
9. Gounelle M., Spurny P., Bland P. The orbit and atmospheric trajectory of the Orgueil meteorite from historical records. - Meteorit. & Planet. Sci. 2006, v. 41, pp. 135-150.
10. Brown P.G., Revelle D.O., Tagliaferri E., Hildebrand A.R. An entry model for the Tagish Lake fireball using seismic, satellite and infrasound records. - Meteorit. & Planet. Sci., 2002, v. 37, pp. 661-676.
11. Spurny P., Borovicka J., Haack H., Singer W., Keuer D., Jobse K. Trajectory and orbit of the Maribo CM2 meteorite from optical, photoelectric and radar records. - Meteoroids 2013 conference, Poznan, Poland, August 26-30, 2013.
12. Jenniskens P. and 69 colleagues. Radar-enabled recovery of the Sutter's Mill meteorite, a carbonaceous chondrite regolith breccia. - Science, 2012, v. 338, pp. 1583-1587.
13. Коновалова Н.А. Годовая активность метеорито-производящих болидов и их источники. - ДАН РТ, 2015, т. 58, № 7, с. 577-582.
14. Near Earth Object Program (http://neo.gov/cgi-bin/neo_elem).
15. http://www.astro.sk/~ne/IAUMDC/Ph2003/database .html
16. Tabiana C., Snodgrass C., Michelsen R., Haack H. 2P/Encke, the Taurid complex NEOs and the Maribo and Sutter's Mill meteorites. - A&A, 2015, v. 584, A97-A107.
17. Zolensky M.E., Zega T.J., Yano H. et al. Mineralogy and Petrology of Comet 81P/Wild 2 Nucleus Samples. - Science, 2006, v.314, pp. 1735-1739.
Х.И.Ибодинов, Н.А.Коновалова, А.А.Иброхимов, Н.Х.Давру^ов, Т.М.Калашникова
ГУРУ^И ЧИРМ^ОИ МЕТЕОРИТТАВЛИКУНАНДА БО МАДОР^ОИ КОМЕТА^ОИ ОИЛАИ МУШТАРЙ
Институти астрофизикаи Академияи илм^ои Цумхурии Тоцикистон
Дар макола алокамандии оилаи чисмдои хурди Низоми офтоб, ки аз кометадои оилаи Муштарй, метеороиддои метеоритдосилкунанда пас аз порашавии дастаи чисмдои волидайн ва метеоритдои хондрити ангиштй тадкик мешавад. Ба гуруддо ворид намудани объектдои номбаргашта дар асоси тадлили мадордои ондо аз руи меъёри наздикшавй (Dsh) гузаронида шудааст.
Калима^ои калиди: комета, оилаи Муштарй, мадор, метеороид, метеорит, хондрити ангиштй, цирмуои волидайн.
Kh.I.Ibadinov, N.A.Konovalova, A.A.Ibrohimov, N.Kh.Davruqov, T.M.Kalashnikova GROUPS OF METEORITE-PRODUCING BODIES FROM THE ORBITS
OF JUPITER FAMILY COMETS
Institute of Astrophysics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan
In the paper the families of small bodies of the Solar system, which contain Jupiter family comets, meteorite-producing meteoroids, formed as a result of a fragmentation of their parent bodies, and carbonaceous chondrites meteorites are considered. Grouping in families of the listed objects was established on the basis of the analysis of their orbits using the orbital similarity criterion DSH.
Key words: comet, Jupiter family, orbit, meteoroid, meteorite, carbonaceous chondrite, parent body.
