Серия «Астероиды»

Троянские астероиды делятся на две группы: Греки и Троянцы. Греки движутся вокруг Солнца синхронно с Юпитером на 60° впереди него в окрестностях точки Лагранжа L₄ системы Юпитер–Солнце. Троянцы движутся аналогично, но на 60° позади Юпитера в окрестностях точки Лагранжа L₅. К настоящему времени суммарно их открыто около 15 тысяч, причём Греков примерно в 2 раза больше Троянцев. О десяти самых крупных троянских астероидах Юпитера подробно рассказывалось в видео, опубликованном в марте 2024 года.

Хильды – это группа астероидов, движущихся вокруг Солнца в орбитальном резонансе 3:2 с Юпитером. Это означает, что каждый астероид этой группы делает 3 оборота вокруг Солнца за точно такое же время, за которое Юпитер делает 2 оборота. Их известно около 7 тысяч. Каждый из них движется по эллиптической орбите, задерживаясь в окрестностях одной из трёх точек Лагранжа системы Юпитер–Солнце. Две из них (L₄ и L₅) упоминались ранее, третья (L₃) располагается на орбите Юпитера в противоположной от него точке. Хильды задерживаются в вершинах треугольника, поскольку там они проходят афелии своих орбит. Скорость их движения в этих трёх точках минимальна, поэтому и концентрация астероидов там выше. В отличие от Троянских астероидов, каждый объект группы Хильды не связан ни с одной из трёх точек Лагранжа. Но при этом он последовательно проходит через каждую из них.

Скачать видео в хорошем качестве можно здесь.

Атиры – это группа астероидов, орбиты которых полностью ограничены орбитой Земли (размер большой полуоси a меньше 1.0 а.е., афелий Q меньше 0.983 а.е.). Это самая малочисленная группа околоземных астероидов: к настоящему времени известно лишь 36 таких объектов. Сейчас они не представляют угрозы для Земли, но ситуация может измениться в будущем в результате их возможного сближения с Венерой или Меркурием.

Атóны – это астероиды, орбиты которых находятся почти полностью внутри орбиты Земли, при этом пересекающие её (размер большой полуоси a меньше 1.0 а.е., афелий Q больше 0.983 а.е.). Их опасность заключается в том, что обычно они приближаются к нашей планете со стороны Солнца, поэтому их сложно обнаружить. Сейчас известно около 3 тысяч Атонов, в их числе знаменитый Апофис.

Аполлоны – это астероиды, орбиты которых находятся почти полностью за пределами орбиты Земли, при этом пересекающие её (размер большой полуоси a больше 1.0 а.е., перигелий q меньше 1.017 а.е.). Это самая многочисленная группа околоземных астероидов, на данный момент их открыто почти 22 тысячи. Любопытно, что один из них (1999 XS₃₅) в афелии оказывается за орбитой Нептуна.

Амуры – это астероиды с орбитами, находящимися целиком за пределами земной орбиты, но почти касающихся её (размер большой полуоси a больше 1.0 а.е., перигелий q больше 1.017 а.е., но меньше 1.3 а.е.). Открыто около 13.5 тысяч Амуров, причём некоторые из них удаляются от Солнца на сотни астрономических единиц. Из-за сближений с газовыми гигантами их орбиты сильно эволюционируют, они могут стать Аполлонами и представлять непосредственную угрозу Земле.

Орбиты многих из околоземных астероидов довольно сильно наклонены к плоскости эклиптики. Поэтому потенциально опасными считаются не каждый из них, а только несколько тысяч, которые являются достаточно крупными и, при этом, имеют сближения с Землёй. Орбиты астероидов подвержены изменениям под воздействием планет, с которыми они могут сближаться. Регулярно обнаруживают ранее неизвестные околоземные астероиды, например, за последние полгода их количество увеличилось на одну тысячу. Также их число может расти из-за столкновений крупных астероидов главного пояса и возмущения его объектов со стороны Юпитера. Важно продолжать поиск и каталогизацию околоземных астероидов, так как это способствует решению проблемы астероидной опасности.

Околоземные астероиды (в хорошем качестве)

Если вы посмотрели эту работу, скорее всего почувствовали разочарование из-за качества видео. Моё разочарование не меньше вашего. Я перепробовал множество бесплатных площадок для просмотра видео. Моё исходное видео в отличном качестве после загрузки на любую из площадок показывается в отвратительном качестве. Некоторые интервалы (особенно с 00:26 по 00:52 и с 03:54 по 04:33), где я показываю одновременно все известные астероиды, выглядят хуже, чем некоторые любительские ролики, которые выкладывали в середине нулевых, когда просмотр видео в интернете ещё только зарождался.

В этой работе я хотел отобразить одновременно около полутора миллионов известных астероидов. Видимо, современные алгоритмы сжатия не адаптированы под такой научный контент, когда на экране одновременно отображается миллион точек, движущихся в разных направлениях. Получить видео приемлемого качества можно только в том случае, если не экономить место на диске и уменьшить степень сжатия.

Я обратился в техподдержку каждой из площадок, отправил им исходное видео. Они только пожали плечами, сказали, что с файлом всё нормально. Помочь каким-то образом и повлиять на процесс они никак не могут.

При загрузке какого-либо видео на любую площадку оно проходит обработку: готовится несколько файлов в форматах: 360p, 480p, 720p, 1080p, чтобы видео мог посмотреть любой пользователь на любом устройстве даже при самом слабом интернет-соединении. И какого бы идеального качества не было исходное видео, при его обработке происходит сжатие (даже для разрешения 1080p), причём на степень этого сжатия повлиять невозможно. Нет такой галочки, которую можно поставить при загрузке, чтобы попросить площадку не сжимать чрезмерно моё видео.

После этого я решил попробовать несколько платных видеохостингов, в том числе, ориентированных на бизнес. Каково же было моё удивление, когда выяснилось, что даже платные видеохостинги не предлагают такой опции: разрешить показывать пользователям видео в исходном качестве.

Аналогичная ситуация обстоит и с платформами для продажи контента. На таких площадках предлагается размещать цифровой контент для его продажи заинтересованным зрителям, но при этом не предоставляется возможность повлиять на то, в каком качестве этот контент будет отображаться.

Единственное решение, к которому мне удалось прийти: выкладывать исходный ролик в виде файла на каком-либо файлообменнике и предоставлять пользователям ссылку для скачивания этого видео, чтобы они могли посмотреть его в хорошем качестве на своих устройствах.

Файлы моих исходных видео занимают очень много места на серверах. Например, это 4-минутное видео в разрешении 1080p занимает 3 ГБ, в разрешении 4К – целых 10 ГБ. По этой причине для этих целей подходят только платные файлообменники, так как на бесплатных тарифах места хватит только на один единственный файл.

В связи с этим я вынужден сделать доступ к моим видео в хорошем качестве платным.

Последнее время я публикую свои работы нерегулярно, и случаются периоды длительностью в 1–2 месяца, когда на моём канале может не выйти ни одного видео. Поэтому считаю, что более правильным будет брать оплату не за подписку, а за доступ к каждому конкретному видео.

Вы можете, как и раньше, бесплатно просматривать все мои видео в обычном качестве. Если какое-то видео вас особенно заинтересовало, вы сможете приобрести его версию в хорошем качестве, например, в разрешении 4К, чтобы смотреть его на своём устройстве.

Спасибо за понимание. Буду благодарен за вашу поддержку. С нетерпением жду ваши советы и идеи по размещению видео.

Скачать видео в хорошем качестве можно здесь.

Моделирование и визуализация выполнены автором этой публикации с помощью программного обеспечения собственной разработки. При расчётах учитывалось взаимное влияние друг на друга Солнца, всех планет Солнечной системы и Луны. Также при расчёте учитывались релятивистские эффекты. Движение астероидов показано без учета планетных возмущений. На протяжении всего видео размеры небесных тел показаны сильно преувеличенными по сравнению с расстояниями между ними.

Первый троянский астероид Земли был открыт лишь в 2010 году, его обозначение 2010 TK₇. Его орбита умеренно вытянута и наклонена к плоскости орбиты Земли почти на 21 градус. Обнаружить этот тусклый объект с поперечником всего лишь около 380 метров удалось с помощью космического телескопа WISE. В 2020 году был открыт второй троянский астероид Земли – 2020 XL₅. Его орбита более вытянута, чем у первого, но наклонена на 14 градусов к плоскости эклиптики. Второй астероид крупнее первого, его размер около 1200 метров. Но обнаружить его оказалось ещё сложнее из-за бо́льшего расстояния до него от Земли.

2010 TK₇ и 2020 XL₅ делают полный оборот вокруг Солнца практически за то же самое время, что и Земля, то есть за один год. Оба астероида постоянно находятся в окрестностях орбиты нашей планеты. Земля движется вслед за этими астероидами, причём средняя дистанция до них практически не меняется. Так как вращение астероидов 2010 TK₇ и 2020 XL₅ вокруг Солнца синхронизировано с вращением Земли, то спустя год они оказываются в той же точке неба, что и годом ранее. По этой причине траектории их движения относительно Земли оказываются практически замкнутыми.

Обе траектории напоминают деформированное велосипедное колесо, только траектория 2020 XL₅ обладает бо́льшими размерами. Похожую траекторию относительно нашей планеты имеют и другие астероиды, находящиеся в орбитальном резонансе 1:1 с Землёй, например, Круитни. Однако Круитни не является троянским астероидом Земли, его можно считать квазиспутником нашей планеты. Объект считается троянским астероидом Земли, если он находится в окрестностях одной из точек Лагранжа системы Земля–Солнце: L₄ или L₅.

Точка Лагранжа L₄ движется по орбите Земли на 60 градусов впереди нашей планеты, точка L₅ – на 60 градусов позади неё. Особенность точки Лагранжа состоит в том, что в ней относительно стабильно может находиться третье тело с малой массой. Когда говорят, что астероид находится в точке Лагранжа, это не означает, что он зафиксирован в этой точке. Это означает, что небесное тело совершает колебания относительно этой точки. Траектории астероидов 2010 TK₇ и 2020 XL₅ относительно точки L₄ системы Земля–Солнце также являются практически замкнутыми.

В окрестностях точек Лагранжа Земли наверняка присутствуют и другие астероиды, которые пока не удалось обнаружить. Проблема в том, что точки L₄ и L₅ находятся от Земли на таком же расстоянии, что и Солнце: это около 150 млн км. С такого расстояния небольшие астероиды с размерами до одного километра обнаружить очень сложно. К тому же угол между Солнцем и любой из этих точек составляет 60 градусов. Наблюдать эту область пространства с поверхности Земли затруднительно, так как с наступлением темноты она оказывается низко над горизонтом. В точке L₅ троянские астероиды Земли пока не обнаружены, но в ней наблюдается большое скопление космической пыли. Точки Лагранжа системы Земля–Солнце, благодаря их особенностям, активно используются космическими аппаратами. Поэтому дальнейшие поиски троянских астероидов Земли представляют интерес для науки.

В этом видео вы можете наблюдать смоделированный пояс астероидов. Если в предыдущем видео показывались только 83 тысячи крупнейших астероидов, то в этом удалось изобразить все известные астероиды. Таким образом, каждая движущаяся точка на экране – это один из почти полутора миллионов астероидов. И каждая из этих точек движется по вычисленной траектории, соответствующей реальной орбите астероида.

Диаметр объекта составляет около 8 метров. Его орбита близка к круговой и очень слабо наклонена к плоскости орбиты Земли. Период обращения астероида вокруг Солнца был только на 5% короче земного года. По этой причине астероид при движении по своей орбите на протяжении последних нескольких лет постепенно догонял Землю.

К началу 2024 года астероид достиг окрестностей Земли и начал испытывать гравитационные возмущения из-за нахождения вблизи системы Земля–Луна. 8 августа 2024 года астероид 2024 PT₅ прошёл на расстоянии 567 тыс км от Земли, то есть в полтора раза дальше Луны. Его скорость относительно Земли составляла 1.4 км/с, что также всего лишь примерно в полтора раза превышает относительную скорость Луны. К концу октября он удалится на 4 млн км, а затем 8 января 2025 года он вновь сблизится с Землёй, пройдя в 1.8 млн км от нас.

Астероид 2024 PT₅ нельзя назвать нашей временной луной. Земля заметно изменит орбиту астероида, но силы её гравитации окажется недостаточной, чтобы замкнуть траекторию. 2024 PT₅ даже нельзя назвать квазиспутником, поскольку он и Земля не находятся в орбитальном резонансе 1:1. Период обращения астероида вокруг Солнца станет, наоборот, немного превышать земной год. И при дальнейшем движении по своей изменённой орбите он начнёт отставать от Земли. Земля догонит его с другой стороны примерно через 30 лет, и в 2056 году произойдёт очередная серия сближений, впрочем, не настолько тесных.

Моделирование и визуализация выполнены автором этой публикации с помощью программного обеспечения собственной разработки. При расчетах учитывалось взаимное влияние друг на друга Солнца, всех планет Солнечной системы, Луны и астероида. Также при расчете учитывались релятивистские эффекты. На протяжении части этого видео размеры небесных тел показаны сильно преувеличенными по сравнению с расстояниями между ними.

Орбита астероида довольно сильно вытянута и наклонена всего на 0.5 градуса к плоскости земной орбиты. В ближней к Солнцу точке (перигелии) она почти касается орбиты Венеры. В дальней точке (афелии) астероид подходит достаточно близко к орбите Юпитера. На протяжении 2018–2019 годов в этом месте своей орбиты как раз находился Юпитер. И в течение тех двух лет газовый гигант непрерывно действовал на астероид своей гравитацией, заметно искажая его орбиту. После этого астероид продолжил движение уже по изменённой орбите пока в сентябре 2024 года не столкнулся с нашей планетой. Таким образом, причиной столкновения является Юпитер, который изменил орбиту астероида 2024 RW₁ и направил его к Земле. К счастью, размеры этого маленького астероида не превышали двух метров. Такие астероиды обычно сгорают в атмосфере Земли и не причиняют ущерба. Но будь этот астероид раз в 10 крупнее, он мог бы вызвать разрушения, сопоставимые с теми, что произошли в Челябинске в феврале 2013 года.

Итак, астероид 2024 RW₁ был обнаружен 4 сентября 2024, всего лишь за несколько часов до столкновения с Землёй. Это только девятое столкновение астероида с нашей планетой, предсказанное заранее. Он был замечен в виде очень слабой звёздочки 21-й величины. Её яркость позволила сделать вывод о размере астероида. Анализ траектории этой звёздочки помог точно предсказать место падения астероида – остров Лусон, Филиппины. Прогнозы учёных сбылись: полёт болида наблюдало большое количество людей. Яркая вспышка попала на видео, которые были опубликованы в различных социальных сетях.

Моделирование и визуализация выполнены автором этой публикации с помощью программного обеспечения собственной разработки. При расчетах учитывалось взаимное влияние друг на друга Солнца, всех планет Солнечной системы, Луны и астероида. Также при расчете учитывались релятивистские эффекты. На протяжении части этого видео размеры небесных тел показаны сильно преувеличенными по сравнению с расстояниями между ними.

Около десяти лет назад (и даже ещё раньше) в созвездии Лиры находился один очень интересный объект – астероид Оумуамуа. Это первый обнаруженный межзвёздный астероид. Оумуамуа – очень небольшой и тусклый объект. Он несколько сотен метров в длину и несколько десятков метров толщиной. То есть он обладает очень вытянутой формой. “Оумуамуа” в переводе с гавайского означает “разведчик” или “посланник издалека”.

Созвездие Лиры, в котором находился этот астероид, располагается рядом с той областью звёздного неба, куда движется Солнечная система относительно ближайших звёзд. Скорость Оумуамуа относительно Солнца составляла около 26 км/с. Эта скорость сопоставима со скоростями ближайших звёзд относительно звёздного потока в окрестностях Солнца. Поэтому этот астероид и был квалифицирован как межзвёздный объект. Он никогда не был частью Солнечной системы. Скорость 26 км/с складывалась из скорости Солнца и скорости астероида, так как они летели навстречу друг другу. Скорость Солнца в направлении созвездия Лиры составляет около 20 км/с. Значит скорость астероида во встречном направлении составляла около 6 км/с. Речь идёт о скоростях относительно звёздного потока в окрестностях Солнца. Относительно центра Галактики скорость Солнца и звёздного потока в его окрестностях превышает 200 км/с.

Оумуамуа относительно Солнца движется по гиперболической траектории, которая является незамкнутой. Это значит, что пролетев однажды рядом с Солнцем, этот астероид уже никогда не вернётся к нему. Такой пролёт рядом с Солнцем произошёл 9 сентября 2017 года. Оумуамуа в перигелии (при наиболее тесном сближении с Солнцем) оказался ближе к Солнцу, чем Меркурий. А его скорость относительно Солнца в этот момент достигла 87 км/с. Спустя месяц 14 октября 2017 года астероид Оумуамуа пронёсся мимо Земли на расстоянии 24 млн км с относительной скоростью 60 км/с на фоне созвездия Ориона. Но из-за своих малых размеров он был замечен астрономами планеты Земля лишь 19 октября 2017 года.

Сведения о том, где Оумуамуа находился до сближения с Солнцем, получены из анализа его гиперболической траектории. После сближения с Солнцем и по мере удаления астероида его скорость относительно Солнца будет снижаться, пока снова не достигнет значения 26 км/с. Однако относительно звёздного потока в окрестностях Солнца скорость астероида увеличилась, так как Солнце изменило направление его движения на 114 градусов. Можно сказать, что Оумуамуа совершил гравитационный манёвр у Солнца. Он вырвался из звёздного потока в окрестностях Солнца и полетел в направлении созвездия Пегаса.

Наблюдаемая скорость Оумуамуа слегка отличается от расчётной. Поэтому ряд учёных выдвинули предположение, что этот межзвёздный объект может быть внеземным космическим кораблём, а не астероидом. На самом деле сближение с Солнцем могло спровоцировать испарение части вещества с поверхности Оумуамуа. Испарение вещества приводит к дополнительному небольшому ускорению объекта, что типично для комет. Оумуамуа изначально и приняли за комету, однако ни хвоста, ни комы у него обнаружено не было, поэтому его переквалифицировали в астероид.

Разрабатывается проект по отправке к этому астероиду космического аппарата. Это очень амбициозный проект, потому что достичь Оумуамуа нужно за минимальное время, чтобы успеть передать данные на Землю. Астероид имеет слишком высокую скорость для земных космических аппаратов. Поэтому достичь его можно будет лишь с помощью сложного гравитационного манёвра рядом с Солнцем с использованием эффекта Оберта. Или, например, с использованием разрабатываемых двигателей на основе светового паруса. Космическая миссия к астероиду Оумуамуа помогла бы объяснить причины его дополнительного ускорения.

Астероид 415029 (2011 UL₂₁) является одним из самых крупных астероидов среди потенциально опасных астрономических объектов. Видео показывает орбиту астероида и позволяет увидеть, где искать его на небе в период сближения с Землёй. Смотрите его с субтитрами на русском языке.

Исходя из яркости объекта, размер астероида можно оценить в 2.5 км. Если поверхность астероида тёмная, то он может оказаться ещё больше, вплоть до 4 км. В настоящее время расстояние между ближайшими точками орбиты астероида и орбиты Земли составляет около 2.5 млн км и является безопасным.

27 июня 2024 года в 20:16 по Всемирному времени астероид 415029 (2011 UL₂₁) пройдёт в 6.6 млн км от Земли. Эта дистанция примерно в 17 раз превышает расстояние от нашей планеты до Луны. На минимальном расстоянии от Земли астероид будет наблюдаться на границе созвездий Ворона и Гидры в довольно мощный телескоп. Наибольшей яркости (11.68 звёздной величины) он достигнет, пересекая созвездие Девы в ночь с 28 на 29 июня по Всемирному времени.

Для столь крупного астероида сближение с Землёй считается редким событием. Такого размера астероид на подобном расстоянии от Земли пролетает примерно один раз в десятилетие. Такая оценка приводится на сайте Лаборатории реактивного движения NASA.

Менее, чем через 42 часа после прохождения вблизи Земли астероида 415029 (2011 UL₂₁) произойдёт сближение нашей планеты с ещё одним астероидом: 2024 MK. В этом видео будет показано тесное сближение этого астероида с Землёй, также можно будет увидеть, где искать его на небе при наблюдении с Земли. Смотрите видео с субтитрами на русском языке.

Размеры 2024 MK оцениваются в интервале от 120 до 260 м. Его орбита касается орбиты Земли практически в точке перигелия. Это значит, что астероид проходит окрестности орбиты нашей планеты с максимальной скоростью относительно Солнца.

Астероид 2024 MK был открыт 16 июня 2024 года, то есть всего за две недели до тесного сближения с Землёй. Расчёты показали, что 29 июня 2024 года в 13:50 по Всемирному времени он пройдёт на расстоянии около 295 тысяч км от центра Земли. Это примерно три четверти расстояния до Луны. При этом скорость астероида относительно Земли составит 9.3 км/с. В этот момент его лучше всего будет видно с территории Австралии и островов Океании, где он будет наблюдаться практически в зените на границе созвездий Орла и Стрельца. Наибольшей яркости (8.73 звёздной величины) астероид 2024 MK достигнет чуть раньше: 29 июня в 10:42 по Всемирному времени, и его можно будет увидеть в созвездии Стрельца даже в бинокль. С наступлением ночи астероид можно будет разглядеть и в Северном полушарии Земли: в 20:00 по Всемирному времени он достигнет созвездия Пегаса. Его яркость ослабнет до 10.71 звёздной величины, но его всё ещё будет видно в любительские телескопы.

Столь тесное сближение с Землёй астероида подобного размера происходит также примерно один раз в десять лет. Получается, что в конце июня практически одновременно произойдут два события, каждое из которых (по оценке JPL NASA) случается лишь однажды в десятилетие!