Астрономы выяснили, что вокруг Земли может находиться большое количество мелких тел, происходящих из Луны — фрагментов лунной породы, выбитых с поверхности нашего спутника метеоритными ударами и затем движущихся в околоземном пространстве. Новое исследование описывает, сколько таких объектов может быть, почему их так трудно обнаружить и как будущие обсерватории помогут их найти.
Происхождение лунных фрагментов
Луна на протяжении миллиардов лет подвергалась интенсивной бомбардировке метеороидов и астероидов. При столкновениях с её поверхностью частицы и большие фрагменты породы выбрасываются в космос с высокими скоростями. Звёздные тела, обращающиеся вокруг Солнца, попадают в поле гравитации Земли и Луны, что может привести к тому, что часть выбросов оказывается в околоземном пространстве или даже связанными с Землёй на определённое время.
В ряде случаев крупные фрагменты становятся тем, что астрономы называют астероидами лунного происхождения (LOA — Lunar-Origin Asteroids). Известные примеры таких тел включают объект Kamo’oalewa (469219) — квазиспутник Земли, чья орбита устойчиво сохраняется под влиянием гравитации, и 2024 PT5 — небольшое тело, которое временно вращалось близко к нашей планете и, вероятно, состоит из лунной породы.
Оценки численности потенциальных лунных фрагментов
Моделирования орбитального эволюционного поведения частиц, выброшенных с поверхности Луны, показывают, что теоретически около 500 000 объектов размером порядка 5 метров могут находиться в околоземном пространстве и иметь лунное происхождение. Хотя это всего лишь около 1 % от всех околоземных астероидов (NEA — Near-Earth Asteroids) в соответствующем диапазоне размеров, это всё равно означает значительную популяцию, которую ещё предстоит обнаружить.
Модели включали расчёт движения частиц после ударов, в том числе влияние эффекта Ярковского — слабого, но со временем значительного воздействия солнечного света на движение небольших тел, — что позволяет предсказать траектории их орбит на протяжении десятков миллионов лет.
Как отличить лунные осколки от обычных астероидов
Выявить лунные фрагменты среди околоземных объектов сложно: большинство из них слишком малы, тусклы и быстро движутся. Однако учёные нашли отличительные признаки:
- Скорость движения относительно Земли: типичные лунные фрагменты имеют скорость порядка 12,8 км/с, тогда как у обычных NEA средняя скорость заметно выше — около 17,5 км/с.
- Направление движения при сближении с Землёй: лунные объекты чаще подходят либо со стороны, обращённой к Солнцу, либо с противоположной стороны, в отличие от обычных астероидов, которые обычно приближаются с направлений, соответствующих орбите Земли.
Хотя такие критерии не являются безошибочными, они позволяют с высокой вероятностью отнести обнаруженный объект к лунным фрагментам без необходимости спектроскопического анализа каждого тела.
Почему такие объекты трудно обнаружить сейчас
Существующие автоматизированные системы наблюдения, такие как Pan-STARRS и ATLAS, эффективно ищут большие и яркие астероиды, но мелкие, тусклые и быстро движущиеся объекты класса LOA остаются почти незамеченными. Их отражательная способность низкая, а скорость и траектории затрудняют отслеживание и подтверждение.
Ключ к изменению этой ситуации — появление новых мощных обзоров ночного неба.
Роль обсерватории Веры Рубин и будущие наблюдения
Одной из важных надежд для обнаружения лунных фрагментов учёные называют Обсерваторию Веры Рубин (Vera C. Rubin Observatory) и её Legacy Survey of Space and Time (LSST). Это крупный проект по обзору неба, способный фиксировать слабые объекты с высоким временным разрешением. Моделирование показывает, что в эпоху LSST возможно обнаруживать примерно 6 лунных фрагментов в год при диаметре более 5 метров — что уже на порядок больше, чем текущие возможности наземных оптических телескопов.
Эти наблюдения позволят:
- уточнить численность лунных обломков в околоземном пространстве;
- изучить орбитальную динамику таких объектов;
- понять историю ударов на Луне и взаимодействие системы Земля — Луна — Солнце.
Почему это важно
Исследование лунных фрагментов — это не только часть изучения околоземной популяции мелких тел, но и способ получить дополнительные сведения о частоте метеоритных ударов на Луну, о характере этих ударов, а также о триггерах выброса материалов с поверхности спутника Земли. Чем лучше мы понимаем распространение и состав таких осколков, тем точнее можно реконструировать историю нашей ближайшей космической среды и оценивать влияние лунных обломков на безопасность орбитальных аппаратов и будущих миссий.
Ключевые факты
- Значительная часть околоземной популяции астероидов может состоять из лунных осколков, выброшенных в космос в результате ударов по поверхности Луны.
- На данный момент известно лишь несколько таких объектов, включая Kamo’oalewa и 2024 PT5, но теоретически их может быть около 500 000 размером примерно 5 м.
- Отличить лунные фрагменты от обычных NEA можно по их скорости и направлениям приближения к Земле.
- Текущие поисковые системы недостаточно чувствительны к таким телам, но Обсерватория Веры Рубин может обнаруживать порядка шести таких объектов ежегодно.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
