В исследовании, в котором участвуют Мадридский университет имени Карлоса III (UC3M) и Государственный университет Паулисты Хулио де Мескита Филью (Государственный университет Хулио де Мескита Филью Паулиста) (UNESP) Бразилии, анализируется поверхность и динамика астероида Апофис. который пройдет близко к Земле в 2029 году.
Астероид Апофис был обнаружен в 2004 году, и с тех пор за ним ведется наблюдение из-за его классификации как потенциально опасного астероида (PHA), поскольку было подсчитано, что вероятность его столкновения с Землей составляет 2%. Такая возможность уже исключена, и, согласно последним измерениям, Апофис достигнет ближайшей к Земле траектории (38 000 километров) 13 апреля 2029 года.
В этом исследовании анализируются физические характеристики этого небесного тела и возможные последствия его приближения к Земле. Габриэль Бордерес-Мотта, исследователь из отдела биоинженерии и аэрокосмической инженерии UC3M, объясняет, что «столкновение — не единственная возможность в таких событиях, как это. Гравитационное взаимодействие между планетой и таким телом, как Апофис, может изменить форму тело, разбить тело на части , расщепить возможные незакрепленные камни на поверхности астероида или даже удалить другие тела, вращающиеся вокруг астероида (например, камни, спутники или кольца)… Наше исследование сосредоточено на двух последних возможностях: что происходит с возможные камни на поверхности и орбита астероида».
Как экспериментировать с астероидом
Исследования в космическом секторе представляют собой проблему, заключающуюся в том, что в большинстве случаев невозможно напрямую экспериментировать с космическими материалами. По этой причине к многочисленным исследованиям подходят из области математики и физики, принимая во внимание максимально возможное число переменных.
Исследовательская группа, ответственная за это исследование, проанализировала как физические аспекты астероида, в том числе его форму и характеристики его гравитационного поля, так и факторы, которые могут повлиять на его траекторию и угол наклона, такие как радиационное давление . или возмущение, вызванное его близостью к Земле.
Чтобы провести эту часть исследования, команда провела ряд численных симуляций — две среды моделирования с тремя экспериментальными случаями в каждой — используя диск из 15 000 частиц разного размера в непосредственной близости от Апофиса в качестве образца. Цель состояла в том, чтобы попытаться предсказать, как частицы, вращающиеся вокруг астероида, будут реагировать на различные ситуации и как эти предположения могут повлиять на поведение Апофиса.
Первый набор симуляций был разработан с учетом только гравитационных возмущений Апофиса в течение 24-часовых периодов в течение 30 лет. Второй набор симуляций включал возмущение, вызванное давлением солнечного излучения. В обоих наборах было предложено три случая, в которых астероид имел разную плотность. «Мы оценили 340-метровый многогранник с однородной плотностью в трех разных случаях. В каждом случае отправной точкой была разная плотность частиц, от самой высокой до самой низкой», — говорит Габриэль Бордерес-Мотта.
Из этого моделирования был сделан вывод, что угол наклона астероида был больше при низкой плотности (4 °), чем при высокой плотности (2 °); кроме того, чем ниже плотность частиц и выше давление солнечного излучения, тем меньше частиц остается неповрежденными. Другими словами, в сценарии, когда Апофис имеет низкую плотность, примерно 90% рыхлых камней будет удалено с его поверхности во время сближения с Землей. Кроме того, результаты показали, что приближение Апофиса может незначительно повлиять на приливы и вызвать оползни на поверхности астероида.
Команда надеется, что приближение астероида к Земле в 2029 году даст возможность улучшить 3D-модель, используемую для запуска космических симуляций, а также позволит им более точно исследовать и прогнозировать воздействие на поверхность Апофиса. Все это означало бы увеличение знаний об астероидах, что позволило бы нам быть лучше подготовленными в случае прохождения рядом с Землей новых небесных тел.
Исследование было опубликовано в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
