4179 Toutatis ( предварительное обозначение 1989 AC ) — вытянутый, каменистый астероид и медленно вращающийся астероид , [11] классифицируемый как околоземной объект и потенциально опасный астероид группы астероидов Аполлона , диаметром около 2,5 км. Обнаруженный французским астрономом Кристианом Полласом в Коссоле в 1989 году, астероид был назван в честь Toutatis из кельтской мифологии. [1] [2]
Toutatis также является астероидом, пересекающим орбиту Марса , с хаотической орбитой, созданной резонансом 3:1 с планетой Юпитер , резонансом 1:4 с планетой Земля и частыми близкими сближениями с планетами земной группы , включая Землю. [12] В декабре 2012 года Toutatis прошел на расстоянии около 18 лунных расстояний от Земли. Китайский лунный зонд Chang'e 2 пролетел мимо астероида на расстоянии 3,2 километра и относительной скорости 10,73 км/с. [13] Toutatis снова приблизился к Земле в 2016 году, но не совершит еще одного заметно близкого сближения до 2069 года. [14]
Toutatis был впервые обнаружен 10 февраля 1934 года как объект 1934 CT, но вскоре был утерян. [15] Он оставался утерянным астероидом в течение нескольких десятилетий, пока не был вновь открыт 4 января 1989 года французским астрономом Кристианом Полласом и назван в честь кельтского бога племенной защиты Toutatis (Teutates). Имя этого бога очень известно во Франции из-за крылатой фразы Par Toutatis! галлов в комиксах Asterix . [16]
Спектральные свойства предполагают, что это S-тип , или каменистый астероид, состоящий в основном из силикатов . Он имеет умеренное альбедо Бонда 0,13. [3] Радарные изображения показывают, что Toutatis — это крайне нерегулярное тело, состоящее из двух отдельных долей с максимальной шириной около 4,6 км и 2,4 км соответственно. Предполагается, что Toutatis образовался из двух изначально отдельных тел, которые в какой-то момент объединились ( контактный двойной ), а полученный астероид можно сравнить с грудой щебня .
Его вращение объединяет два отдельных периодических движения в непериодический результат; для кого-то на поверхности Тутатиса Солнце будет казаться восходящим и заходящим в, по-видимому, случайных местах и в случайное время на горизонте астероида. Он имеет период вращения вокруг своей длинной оси (P ψ ) 5,38 дня. Эта длинная ось прецессирует с периодом (P φ ) 7,38 дня. [17] Астероид, возможно, потерял большую часть своего первоначального углового момента и вошел в это кувыркающееся движение в результате эффекта YORP . [18]
С большой полуосью 2,5294 а.е. , или примерно в 2,5 раза больше расстояния между Землей и Солнцем, Тутатис имеет орбитальный резонанс 3:1 с Юпитером и резонанс около 1:4 с Землей, что делает его членом группы астероидов Алинда . [12] [19] Таким образом, он совершает один оборот вокруг Солнца за каждые 4,02 годовых оборота Земли. Гравитационные возмущения, вызванные частыми близкими сближениями с планетами земной группы, приводят к хаотическому поведению на орбите Тутатиса, [20] делая точные долгосрочные прогнозы его местоположения все более неточными с течением времени. [20] Оценки 1993 года установили временной горизонт Ляпунова для предсказуемости примерно в 50 лет, [20] после чего область неопределенности становится больше с каждым близким сближением с планетой. Без возмущений от планет земной группы время Ляпунова было бы близко к 10 000 лет. [20] Первоначальные наблюдения, показавшие его хаотическое поведение, были сделаны Вишневским . [21]
Низкий наклон (0,47°) орбиты позволяет частым транзитам , когда внутренние планеты Меркурий, Венера, Земля и Марс могут пересекать Солнце, как видно с точки зрения Тутатиса. Земля сделала это в январе 2009, июле 2012, июле 2016 и 2020 годов. [22]
Toutatis часто приближается к Земле на близком расстоянии, на данный момент минимально возможное расстояние ( MOID Земли ) составляет всего 0,006 а.е. (в 2,3 раза дальше Луны ). [3] Сближение 29 сентября 2004 года было особенно близким, на расстоянии 0,0104 а.е. [23] (в пределах 4 лунных расстояний ) от Земли, что предоставило хорошую возможность для наблюдения, при этом Toutatis имел видимую величину 8,8 в самой яркой точке. [9] Близкое сближение на 0,0502 а.е. (7 510 000 км ; 4 670 000 миль ) произошло 9 ноября 2008 года. [14] [23] Последнее близкое сближение произошло 12 декабря 2012 года на расстоянии 0,046 а.е. (6 900 000 км; 4 300 000 миль), [14] [23] с величиной 10,7. [24] При величине 10,7 Toutatis не был виден невооруженным глазом , но был виден только опытным наблюдателям, использующим высококлассные бинокли . Во время встречи 2012 года Toutatis был обнаружен 21 мая 2012 года Siding Spring Survey с видимой величиной 18,9. [25] Близкое сближение произойдет 5 ноября 2069 года на расстоянии 0,01985 а.е. (2 970 000 км). [14]
Учитывая, что Тутатис совершал много близких сближений с Землей, например, в 1992, 1996, 2000, 2004, 2008, 2012 и 2016 годах, он указан как потенциально опасный объект . [14] С параметром неопределенности 0, [3] орбита Тутатиса очень хорошо определена на ближайшие несколько сотен лет. [14] Вероятность пересечения орбиты Земли по существу равна нулю по крайней мере в течение следующих шести столетий. [26] Вероятность столкновения в отдаленном будущем считается очень малой. [27] Как астероид, пересекающий планету, Тутатис, вероятно, будет выброшен из внутренней части Солнечной системы в течение нескольких миллионов лет. В 2004 году в цепочке электронных писем ложно утверждалось, что у Тутатиса был 63% шанс столкнуться с Землей в то время. На самом деле, Тутатис прошел на расстоянии 1,5 миллиона километров, или около четырех расстояний от Земли до Луны, как и предсказывалось. [28]
В 2006 году Тутатис приблизился к Юпитеру на расстояние менее 2 а.е.; его орбита лежит внутри орбиты Юпитера. [14] В 2100-х годах он будет приближаться к Юпитеру много раз на такое же расстояние. [14]
Большие объемы данных о Toutatis были получены во время пролета Chang'e 2. Toutatis не является монолитом, а, скорее всего, представляет собой слияние раздробленных фрагментов. Показано, что этот раздвоенный астероид в основном состоит из головы (маленькая доля) и тела (большая доля). Две основные части не имеют круглой формы, а их поверхности имеют ряд крупных граней. По сравнению с радиолокационными моделями, приблизительные наблюдения во время пролета Chang'e 2 выявили несколько замечательных открытий, касающихся Toutatis, среди которых наличие гигантского бассейна на большом конце, по-видимому, является одной из самых убедительных геологических особенностей, а резко перпендикулярный силуэт в области шеи, которая соединяет голову и тело, также является довольно новым. Большое количество валунов и несколько коротких линейных структур также видны на поверхности. [5]
Гигантский бассейн на большом конце Тутатиса имеет диаметр ~805 м, что предполагает, что один или несколько ударников могли столкнуться с ним там. Наиболее значимой особенностью является хребет вокруг самого большого бассейна. Стена этого бассейна имеет относительно высокую плотность линеаментов, некоторые из которых, по-видимому, концентричны бассейну. Эти хребты указывают на внутреннюю структуру небольших тел, и большинство хребтов около самого большого бассейна на большом конце, скорее всего, связаны с огромной энергией напряжения во время удара. [5]
Toutatis наблюдался с помощью радиолокационных изображений обсерватории Аресибо и радара Солнечной системы Голдстоун во время предыдущих пролетов астероида мимо Земли в 1992, 1996, 2000, 2004 и 2008 годах. Он также наблюдался с помощью радара во время пролета в декабре 2012 года и наблюдался более далекий пролет с помощью радара в декабре 2016 года. [29] После 2016 года Toutatis не будет приближаться к Земле до 2069 года.
Разрешение радиолокационных изображений составляет 3,75 м на пиксель [30] , что предоставляет данные для моделирования формы и состояния вращения Тутатиса.
Китайский лунный зонд « Чанъэ-2» вылетел из точки L2 системы Солнце-Земля в апреле 2012 года [31] и совершил пролет мимо Тутатиса 13 декабря 2012 года, при этом минимальное расстояние между спутником и Землей составило 3,2 километра, а относительная скорость — 10,73 км/с, когда Тутатис находился на максимально близком расстоянии от Земли. [13] [32] [33] Он сделал несколько снимков астероида, на которых было видно, что он имеет пыльный красно-оранжевый цвет.
