Гравитация Земли изменит форму астероида Апофис во время его пролета в 2029 году

Фото из открытых источников

Исследователи обнаружили, что гравитация Земли будет активно изменять форму астероида Апофис во время его пролета в 2029 году, изменяя его вращение и возмущения его поверхности, которые можно будет измерить. Данное исследование было опубликовано Европейским космическим агентством.

Такое близкое сближение превращает некогда опасный объект в редкую возможность понаблюдать за физическими изменениями астероида при его движении в мощном гравитационном поле.

13 апреля 2029 года астероид Апофис диаметром около 370 метров пролетит на расстоянии около 32 тысяч километров от Земли, войдя в зону, где гравитация нашей планеты может напрямую искажать её структуру.

Отслеживая это прохождение, Европейское космическое агентство (ESA) показало, что притяжение Земли неравномерно растянет астероид, создавая силы, достаточно сильные, чтобы повлиять на его движение и поверхность.

Поскольку на ближней стороне сила притяжения сильнее, чем на дальней, этот дисбаланс, как ожидается, изменит направление вращения и вызовет движение в слабосвязанном материале. Эти изменения произойдут в течение короткого промежутка времени. В момент максимального сближения ученые должны зафиксировать их в режиме реального времени, прежде чем астероид выйдет из-под прямого наблюдения.

В 2004 году Апофис, названный в честь древнеегипетского бога хаоса, стал одним из самых наблюдаемых объектов в астрономии. Предварительные расчеты показали, что вероятность столкновения с астероидом в 2029 году составляет 2,7%, что дает ему самый высокий уровень опасности за всю историю наблюдений.

Солнечный свет также подтолкнул астероид за счет эффекта Ярковского — небольшого толчка, вызванного неравномерным выделением тепла, что осложнило более ранние прогнозы. Радарное отслеживание, проведенное в 2021 году, исправило это смещение и стерло все следы удара, по крайней мере, на следующие 100 лет.

Во время пролёта гравитация Земли будет сильнее притягивать ближнюю сторону Апофиса, создавая приливные силы и неравномерное гравитационное растяжение. Подобный дисбаланс может привести к искривлению астероида, изменению направления его вращения и встряхиванию рыхлого материала на склонах, уже находящихся вблизи движущихся объектов.

Моделирование и данные радиолокационных исследований показывают, что наиболее сильные возмущения произойдут в течение нескольких часов после максимального сближения, не слишком рано или слишком поздно. Этот участок имеет значение, потому что свежие следы, оползни или изменения вращения могут показать, как выглядит астероид под поверхностью.

Одна из подробных моделей предсказывает, что при обработке с близкого расстояния будут обновляться лишь небольшие участки, а не будет полностью удаляться или перестраиваться вся поверхность.

В ходе этого исследования ученые обнаружили, что примерно 1% поверхности Апофиса можно было вновь открыть примерно за 30 минут до его максимального сближения с Землей. Вероятнее всего, движение будет связано с реголитом — слоем рыхлых пород и пыли, — который будет сползать вниз по склону, обнажая более чистый материал, находящийся под ним.

Даже небольшой участок имеет значение, поскольку космические аппараты и наземные наблюдатели могут заметить изменения цвета или текстуры, которые ранее были скрыты.

В результате этой встречи также изменится траектория движения Апофиса вокруг Солнца, и период его обращения увеличится с одиннадцати месяцев до примерно четырнадцати. Задолго до 2029 года астрономы, используя точные прогнозы для Апофиса, показали, что гравитация Земли искривит траекторию, не вызывая при этом столкновения.

После прохождения орбиты Апофис всё ещё пересечёт орбиту Земли, но время и геометрия его движения уже не будут прежними. Именно поэтому учёные будут рассматривать этот пролёт как объект наблюдения и как экспериментальный образец. 

В Восточном полушарии у людей, наблюдающих за событием в ясную погоду, будет наилучшая возможность следить за ним. В ясных темных районах Европы, Африки и Азии созвездие Апофис должно быть ненадолго видно невооруженным глазом.

Яркость и время суток будут меняться в зависимости от местоположения и погоды, поэтому у некоторых людей вид будет лучше, чем у других. Как только Апофис приблизится слишком близко к Солнцу на небе, наземные оптические телескопы потеряют возможность наблюдать последствия этого явления.

Космический аппарат «Рамзес» Европейского космического агентства (ESA) должен достичь Апофиса до сближения, а аппарат «Осирис-Апекс» (NASA) прибудет вскоре после ближайшего пролета. «Рамзес» смог бы зафиксировать изменения до и после, а спутник НАСА под названием OSIRIS-APEX мог бы включить двигатели, чтобы обнаружить материал, находящийся непосредственно под поверхностью.

«Впервые в истории природа сама предоставляет нам такую возможность и проводит эксперимент», — сказал Патрик Мишель, директор по исследованиям в Лазурной обсерватории в Ницце, Франция.

Размещение космических аппаратов в этом месте имеет важное значение, поскольку наземные телескопы пропустят первые часы, когда новые движения легче всего заметить. Этот пролёт также служит репетицией планетарной защиты — усилий по обнаружению и предотвращению столкновений с опасными астероидами.

Команды могут отрабатывать навыки предупреждения, отслеживания, международной координации и планирования миссий в рамках таких агентств, как NASA и ESA, без возникновения реальной чрезвычайной ситуации.

«Нам остается лишь наблюдать, как Апофис растягивается и сжимается под воздействием сильных приливных сил, которые могут спровоцировать оползни и другие нарушения рельефа, а также обнажить новый материал из-под поверхности», — сказал Мишель.

У этого урока есть свои ограничения, поскольку Апофис — каменный астероид, и будущие угрозы могут отличаться по размеру, составу или вращению. Подобные события кажутся обычным явлением, поскольку заголовки о космосе появляются часто, но объект таких размеров редко пролетает так близко.

По оценкам ЕКА, камень такого размера приближается к Земле на такое расстояние лишь раз в 5000–10000 лет. Для многих людей Апофис станет первым случаем, когда они смогут увидеть астероид вблизи. Такая широкая аудитория полезна, поскольку безопасный пролёт может показать, чем реальные предупреждения об астероидах отличаются от паники, часто изображаемой в фильмах или книгах.

Апофис из объекта опасений столкновения превратился в долгожданное запланированное столкновение, предоставляющее ученым прекрасную возможность своевременно изучить изменения, происходящие на астероиде.

Если спутники Ramses, OSIRIS-APEX и наземные наблюдатели зафиксируют прогнозируемое движение, они превратят один безопасный проход в более эффективную оборону в будущем.