ИСТИНА

- Как показывают результаты исследований метеоритов, представляющих собой в основном фрагменты малых небесных тел, астероиды – это наиболее древние и наименее измененные с момента своего возникновения тела Солнечной планетной системы, которые содержат информацию о первичных процессах формирования планет. Наиболее эффективным массовым методом дистанционных исследований астероидов, как безатмосферных небесных объектов, является спектрофотометрический, позволяющий с помощью дифференциальных астрофизических измерений и расчета спектров диффузного отражения этих тел, проводить оценку состава их вещества по характерным и достаточно широким минералогическим полосам поглощения. Следует отметить, что этот метод основан на использовании близких к астероидам по спектральным характеристикам метеоритов (имеющихся в земных коллекциях и детально изученных), как аналогов вещества. В качестве других дистанционных методов изучения твердых небесных тел применяются также поляриметрия и радиолокация, но они в основном используются как дополнительный источник информации. Важно подчеркнуть, что с развитием космических (прямых) исследований астероидов значимость дистанционных методов не только не уменьшается, а, наоборот, возрастает по причине стремительного роста открытий новых тел: только в Главном поясе их уже насчитывается более миллиона. Кроме того, в течение примерно последнего десятилетия среди астероидов Главного пояса обнаружен новый класс объектов – так называемые "активные астероиды" (их также называют «кометами Главного пояса» - КГП). Это тела (их пока известно несколько десятков), у которых были зарегистрированы хотя бы один раз выраженные признаки кометной активности (образование комы или хвоста). Один из самых информативных каналов изучения кометной активности подобных тел - их наблюдения (получение спектров и изображений) в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне с помощью средств космического базирования. Несмотря не то что оптическая толщина в видимом диапазоне продуктов кометной активности малых тел (пылевой и газовой атмосферы) очень мала, в УФ такие структуры диагностируются гораздо увереннее (именно поэтому кометная программа Космического телескопа Хаббла нацелена на изучение таких объектов). Такая хорошо детектируемая активность может возникать, как правило, при столкновениях тел или сильных метеороидных ударах, ведущих к дезинтеграции тел, или при интенсивной сублимации льдов, содержащихся в теле астероида и появившихся на поверхности астероида вследствие удара. Обсуждаются и другие механизмы (напр., Jewitt, 2012) но все они слабы и требуют для активации весьма специфичных условий. Однако, наши исследования показывают (Busarev et al., 2015, 2018, 2021), что наиболее частой и распространенной (хотя и относительно слабой и не проявляющейся так явно как у КГП) может быть сублимационная активность астероидов примитивных типов, ведущая к образованию у них временной пылевой экзосферы у перигелия, при наиболее высоких подсолнечных температурах. Особый интерес представляет обнаружение одновременной сублимационной активности на нескольких астероидах примитивных типов вблизи перигелия (Busarev et al., 2018, 2021). Это указывает на значительную распространенность и высокое содержание водяного льда на примитивных астероидах Главного пояса, что можно рассматривать как признак образования большинства таких астероидов (или их родительских тел) за снеговой линией, в зонах формирования планет-гигантов и, в первую очередь, Юпитера (Busarev, 2012). - В данном проекте мы предлагаем провести: (1) определение или уточнение базовой минералогии вещества доступных для наблюдения астероидов Главного пояса, а также астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ) (до ста объектов ежегодно) на основе их спектрофотометрических и/или многополосных (UBVRI) наблюдений и моделирования их спектров отражения, (2) поиск признаков сублимационно-пылевой экзосферы у астероидов примитивных типов, находящихся у перигелия, (3) лабораторные измерения спектров диффузного отражения и определение минералогии вещества ранее неизученных образцов метеоритов (из метеоритной коллекции РАН и др.) для создания первой отечественной базы данных этих характеристик, необходимых для более точной дистанционной оценки состава вещества астероидов, (4) изучение эволюции параметров орбит популяций малых тел Главного пояса, АСЗ и Троянцев Юпитера под влиянием планет-гигантов и планет земной группы для определения наиболее вероятных сценариев пополнения и характерного времени существования этих популяций, (5) подготовку программы наблюдений активных астероидов в УФ-диапазоне с помощью космической УФ-обсерватории "Спектр-УФ", . - Обнаружение активности астероидов открывает новую возможность их более глубокого исследования. Обнаружение новых активных объектов и изучение их природы перечисленными методами должны дать более точные ответы на ключевые вопросы не только о происхождении астероидов, но связанные с ними другие. Один из таких фундаментальных вопросов – это обоснование доставки астероидами примитивных типов воды (напр., Piani et al., 2018) и сложных органических соединений (например, аминокислот, обнаруженных в углистых хондритах) (напр., Cobb, Pudritz, 2014) на раннюю Землю, что, вероятно, обеспечило создание условий для возникновения жизни. Следует также упомянуть два важнейших практических аспекта изучения малых тел, вызывающих в последнее время значительный интерес (или озабоченность), – это астероидно-кометная опасность и использование внеземных природных ресурсов. Таким образом, обозначенные проблемы, на решение которых направлен предлагаемый проект, входят в число наиболее обсуждаемых на мировом уровне.

- As the results of studies of meteorites (which are mainly fragments of small celestial bodies) show, asteroids are the oldest and least modified bodies of the Solar planetary system since their origin, which contain information about the primary processes of planet formation. The most effective frequently used method of remote studies of asteroids is a spectrophotometric one, which allows for estimates of the composition of their substance by the characteristic and sufficiently wide mineralogical absorption bands, from the results of differential astrophysical measurements and calculation of diffuse reflectance spectra of these bodies. It should be noted that this method is based on the use of meteorites (available in terrestrial collections and examined in detail) that are close to asteroids in spectral characteristics and can serve as analogs of matter. Polarimetry and radar are also among remote methods for studying solid celestial bodies, but they are mainly used as an additional source of information. It is important to emphasize that with the development of space (in situ) research of asteroids, the importance of remote methods not only does not decrease, but, on the contrary, increases due to the rapid growth in the number of discoveries of new bodies: there are already more than a million of them only in the Main Belt. In addition, during the last decade or so, a new class of objects has been discovered among the asteroids of the Main Belt – the so-called "active asteroids" or "Main Belt Comets" – MBCs. These are bodies (a few tens of them are known so far) on which distinct signs of cometary activity (formation of a coma or a tail) have been detected at least once. One of the most informative channels for studying cometary activity of such bodies is their observations (obtaining spectra and images) in the ultraviolet (UV) range using space-based means. Despite the fact that the optical thickness of products of cometary activity (the dust and gas atmosphere) is very small in the visible range, in the UV such structures are diagnosed much more confidently (that is why the comet program of the Hubble Space Telescope is aimed at studying such objects). Detectable activity of this kind can occur, as a rule, during collisions of bodies or strong impacts of meteoroids that lead to the disintegration of bodies or during the intense sublimation of ice contained in the body of an asteroid and appeared on the surface of the asteroid due to impact. Other mechanisms are also discussed (see for example Jewitt, 2012; Jewitt et al., 2015), but they all are too weak and require for very specific conditions for activation. However, our researches show (Busarev et al., 2015, 2018, 2021) that sublimation activity of primitive-type asteroids may be the most frequent and widespread (although relatively weak and not manifesting itself as clearly as that on MBCs). It leads to the formation of a temporary dust exosphere on an asteroid during its perihelion passage, when the subsolar temperatures of its surface are highest. Of particular interest is the detection of simultaneous sublimation activity on several primitive-type asteroids near perihelion (Busarev et al., 2018, 2021). This indicates the apparently widespread occurrence of water ice and its high content of water ice on primitive asteroids of the Main Belt, which in turn can be considered as a sign of the formation of most of these asteroids (or their parent bodies) beyond the snow line, in the zones of formation of giant planets and, first of all, Jupiter (Busarev, 2012). - In this project, we propose: (1) to determine or refine the basic mineralogy of the substance of the Main Belt asteroids available for observation, as well as near-Earth asteroids (NEAs) (up to a hundred objects annually) based on their spectrophotometric and/or multiband (UBVRI) observations and modeling of their reflectance spectra; (2) to search for signs of sublimation-driven dust exosphere on primitive- type asteroids located at perihelion; (3) to perform laboratory measurements of diffuse reflectance spectra, determine the mineralogy of the substance of previously unexplored meteorite samples (from the meteorite collection of the Russian Academy of Sciences, etc.), and create the first domestic data base of these characteristics required for a more accurate remote analog assessment of the composition of asteroid matter; (4) to study the evolution of the parameters of the orbits of populations of small bodies of the Main Belt, NEAs and Jupiter Trojans under the influence of giant planets and terrestrial planets for determining the most likely replenishment scenarios and the characteristic lifetime of these populations; (5) to prepare a program of UV observations of active asteroids with the space UVobservatory "Spekrt-UF". - The detection of asteroid activity opens up a new opportunity for their deeper investigation. The discovery of new active objects and the study of their nature by the methods listed above should provide more correct answers to key questions not only about the origin of asteroids, but to the other questions related to them. One of such fundamental questions is the justification for the delivery of water by primitive-type asteroids (e.g., Piani et al., 2018) and complex organic compounds (for example, amino acids found in carbonaceous chondrites) (e.g., Cobb, Pudritz, 2014) to the early Earth, which probably provided the conditions for the emergence of life. It is also worth mentioning two most important practical aspects of the study of small bodies that have recently aroused considerable interest (or concern): asteroid-comet hazard and the use of extraterrestrial natural resources. Thus, the identified problems, the solution of which will be in the focus of the proposed project, are among the most discussed at the global level.

Планируемые результаты в 2022 г.: - Спектрофотометрия с низким спектральным разрешением (R~100) и/или UBVRI-фотометрия на 5 телескопах до 100 доступных для наблюдений астероидов с последующей обработкой наблюдательных данных и расчетом их спектров отражения (или аппроксимированных спектров отражения). Изучение базового химико-минералогического состава поверхностного вещества астероидов (при отсутствии активности или при пренебрежимо слабых ее проявлениях) или состава и структуры частиц их пылевой экзосферы с помощью численного моделирования. - Ввод в эксплуатацию СК на базе монохроматора МДР-41, приобретенного для выполнения проекта. Поиск и подготовка образцов-аналогов (метеоритов и минералов) и выполнение измерений на СК спектров диффузного отражения в диапазоне 200-2500 нм не менее 40 таких образцов, а также проведение их других исследований (в зависимости от имеющегося количества вещества каждого образца). - Усовершенствование (повышение точности) программы линейного географического комбинирования спектров отражения образцов-аналогов с помощью сравнения спектров расчетной и экспериментальной минеральных смесей с эквивалентными долевыми соотношениями образцов, имеющих заданный гранулометрический состав и известные (измеренные) спектры отражения. - Будет отлажен программный комплекс (на основе кода REBOUND и GENGA) для выполнения динамических расчетов популяций астероидов. - На основе динамических расчетов будет построена модель диффузии орбит астероидов в фазовом пространстве (элементов орбит). В результате будет найден ответ на принципиально важный вопрос о возможности пополнения населения астероидов с кометной активностью (т.е льдосодержащих тел) в Главном поясе астероидов в результате диффузии орбит в пространстве элементов орбит. Планируемые результаты в 2023 г.: - Спектрофотометрия с низким спектральным разрешением (R~100) и/или UBVRI-фотометрия доступных для наблюдений астероидов с целью поиска среди них новых активных объектов. Для астероидов с ранее установленной сублимационной активностью вблизи перигелийного расстояния будут проводиться наблюдения на других участках орбиты. Это должно позволить определить длительность активного состояния таких астероидов и степень влияния на них не только повышения подсолнечных температур, но других значительных физических факторов, таких как вспышечные и эруптивные события на Солнце и удары метеороидных тел. - Обработка новых наблюдательных данных, расчет спектров отражения астероидов и их изучение. - Оценка таксономических (спектральных) классов и состава вещества астероидов с неустановленными классами (при отсутствии признаков наличия пылевой экзосферы) с использованием метода «шаблонов», а также моделирования их наблюдаемых спектров отражения с помощью разработанной программы комбинирования спектральных характеристик метеоритных образцов-аналогов. - Усовершенствование (повышение точности) программы линейного географического комбинирования спектров отражения образцов-аналогов с помощью сравнения спектров расчетной и экспериментальной минеральных смесей с эквивалентными долевыми соотношениями компонент, имеющих определенный гранулометрический состав. - Измерения на СК на базе монохроматора МДР-41 спектров диффузного отражения в диапазоне 200-2500 нм образцов-аналогов (метеоритов и минералов), а также проведение их других исследований в зависимости от имеющегося количества вещества каждого образца. Создание к концу 2023 г. собственной базы данных образцов метеоритов и минералов, являющихся аналогами вещества астероидов. Использование этих данных для изучения химико-минералогического состава астероидов. - Расширение набора образцов-аналогов метеоритного вещества, исследование минерального и химического состава образцов-аналогов, внесение информации о составе образцов в базу данных. Подготовка образцов-аналогов к спектроскопическим измерениям. Изготовление серии комплексных образцов-аналогов путем смешения мономинеральных образцов-аналогов разного химического и гранулометрического состава для отработки методики программной интерпретации спектров диффузного отражения и оптимизации процедуры подбора материалованалогов для спектров астероидов. Подбор образцов метеоритов и изготовление препаратов (гранулометрических фракций) для спектрофотометрических исследований. Исследование минерального и химического состава образцов метеоритов для сопоставления с результатами спектрофотометрии образцов-аналогов и астероидов. - Созданная в рамках проекта в 2022 году база характеристик рассеяния агрегатов частиц с показателем преломления вещества от водного льда до модификаций углерода (восемь вариантов), будет расширена на более крупные ансамбли частиц (от 50-100 составляющих в настоящее время до 200-500) разной плотности (три варианта). Принятые радиусы частиц в агрегатах, от 0.08 до 0.15 мкм, соответствуют размерам мелких частиц, составляющих агрегаты кометной пыли. Будет охвачен спектральный диапазон от 0.2-0.3 до 1.0 мкм (коротковолновая граница может быть ограничена возможностями доступной вычислительной базы). Полученные характеристики однократного рассеяния агрегатов будут использованы для моделирования спектров интенсивности излучения, рассеянного пылевыми экзосферами астероидов. - На основе динамических расчетов будет построена модель диффузии орбит малых тел Солнечной системы в фазовом пространстве (элементов орбит). В результате будет найден ответ на принципиально важный вопрос о возможности пополнения населения астероидов с кометной активностью (т.е. льдосодержащих тел) в Главном поясе астероидов в результате диффузии орбит в пространстве элементов орбит. - Будет произведён расчёт возможной динамической эволюции метеороидного потока, образованного при столкновении астероидов. В результате будет получена оценка времени жизни метеороидно-пылевой «атмосферы» астероида, образованной ударным механизмом. - Будет получена уточненная оценка динамической шкалы АСЗ, включая астероиды с кометной активностью, темпа притока таких астероидов на Землю, и соответственно темпа притока воды на Землю за счет столкновений c Землей. - Будет разработана модификация программы расчета спектров пылевой атмосферы астероидов с сублимационнопылевой активностью, учитывающая данные поляриметрических наблюдений. Планируемые результаты в 2024 г.: - Обнаружение по результатам спектральных и/или поляриметрических наблюдений не менее 5 новых астероидов с сублимационно-пылевой активностью и, соответственно, - получение свидетельств о наличии льда Н2О в составе их вещества. Для астероидов с ранее установленной сублимационной активностью вблизи перигелийного расстояния будут проводиться наблюдения на других участках орбиты. Это должно позволить определить длительность активного состояния таких астероидов и степень влияния на них не только повышения подсолнечных температур, но других значительных физических факторов, таких как вспышечные и эруптивные события на Солнце и удары метеороидных тел. Систематизация и обобщение полученных результатов и их комплексный анализ должны привести к ключевым выводам о причинах рассматриваемого явления, а также о происхождении астероидов примитивных типов, включая доставку ими воды и сложных предбиологических соединений на Землю. - При изучении наблюдательных данных астероидов в период нарастания солнечной активности, непосредственно перед ее очередным 11-летним максимумом, учет последовательности, частоты и физических параметров солнечных событий на временном интервале не менее месяца перед каждым периодом наблюдений астероидов. Обоснование по наблюдательным данным значительной роли вспышек в рентгеновском диапазоне и корональных выбросов вещества на Солнце в усилении и приобретении массового характера сублимационно-пылевой активности астероидов примитивных типов Главного пояса. - Получение наблюдательных подтверждений комплексного механизма формирования и удержания оптически-тонкой пылевой экзосферы на астероидах примитивных типов, основными составляющими которого при крайне слабом гравитационном поле являются, вероятно, электростатическое поле фотоэмиссионной природы и сублимационно-пылевая активность, связанная с наличием в веществе льда Н2О, обеспечивающая заполнение пылевой экзосферы на таких астероидах субмикронными однородными и/или агрегатными частицами. - Измерения спектров диффузного отражения в диапазоне 200-2500 нм не менее 60 образцов-аналогов вещества астероидов (метеоритов и минералов) на спектрометре на базе монохроматора МДР-41, определение их химического и минерального составов, а также проведение их других исследований в зависимости от имеющегося количества вещества каждого образца. Подготовка к исследованиям новых образцов-аналогов метеоритного вещества: подбор из метеоритной коллекции ГЕОХИ РАН и других источников не менее 20 новых образцов метеоритов (включая падения и находки) и проведение их исследований. Изготовление препаратов (порошкообразных образцов с определенной гранулометрией и аншлифов) для их спектральных, микрозондовых и других исследований, проведение таких исследований и внесение информации об образцах в базу данных. Создание к концу 2024 г. российской базы данных (на основе сайта проекта в ГАИШ МГУ) образцов метеоритов и минералов (РБДММ), являющихся аналогами вещества астероидов, которая должна стать основой для будущих дистанционных исследований астероидов в России. - Построение модели диффузии орбит малых тел Солнечной системы в фазовом пространстве (элементов орбит) на основе динамических расчетов. В результате будет найден ответ на принципиально важный вопрос о возможности пополнения населения астероидов с кометной активностью (т. е. льдосодержащих тел) в Главном поясе астероидов в результате диффузии орбит в пространстве элементов орбит. Будет уточнён приток метеороидного вещества, образованного при столкновениях АСЗ, в околоземное пространство.

Нами выполнены спектрофотометрические наблюдения астероидов, расчет, анализ и моделирование их спектров отражения, измерения спектральных и других характеристик их образцов-аналогов (метеоритов и минералов), а также моделирование динамической эволюции ансамблей таких тел. Перечислим некоторые результаты. - Выполнено линейное моделирование спектров отражения астероидов на основе комбинирования спектров отражения их образцов-аналогов с известным составом из открытых баз данных, что позволило уточнить базовую минералогию ряда астероидов. - Впервые обнаружена одновременная сублимационно-пылевая активность 3 астероидов примитивных типов Главного пояса (145, 704, 779) и Марс-кроссера (1474), находившихся у перигелия в сентябре 2012 г. в период высокой солнечной активности. Предложен новый метод регистрации такой активности по максимумам рассеяния света в спектрах отражения астероидов на 0,5 и 0,6-0,8 мкм. Обоснование метода выполнено с помощью численного моделирования спектральных характеристик условного астероида, окруженного пылевой экзосферой (Busarev et al., ICARUS, 2015, 2018, 2021). - Впервые обнаружены признаки сублимационно-пылевой активности 6 астероидов примитивных типов Главного пояса (19, 177, 203, 266, 379, и 383) и одного астероида M-типа (250), которые находились вблизи перигелия в декабре 2020 года при низкой солнечной активности, но оказались подверженными солнечной вспышке в рентгеновском диапазоне (с мощностью выше средней) и связанного с ней солнечного коронального выброса массы (Бусарев и др., 2022). - Для изучения динамической эволюции исследуемых малых тел Солнечной системы группой накоплен определенный опыт (Шустов и Золотарев, 2021; Золотарев и Шустов, 2021; Шустов и др., 2022). В частности, для моделирования динамической эволюции ансамбля астероидов, сближающихся с Землей, мы использовали универсальный программный код REBOUND для N-тел (Rein et al.2012), который находится в свободном доступе под лицензией с открытым исходным кодом.

Полученные в 2022 г. результаты: - Изучение наших ранее полученных UBVRI-данных 29 астероидов Главного пояса примитивных типов позволило обнаружить признаки квази-одновременной сублимационной активности вблизи перигелия у 6 астероидов, 145 Адеоны, 302 Клариссы, 322 Фео, 435 Эллы, 690 Вратиславии и 779 Нины (у 302, 322, 435, 521 и 690 – впервые), то есть у ~24% от их общего числа. Вероятные спектральные признаки активности (которые нуждаются в подтверждении) были обнаружены еще у 5 астероидов (424, 751, 762, 778 и 859). У 12 астероидов с неизвестными таксономическими классами, у которых отсутствовали признаки пылевой активности, сделаны оценки таксономических (спектральных) классов и преобладающей минералогии поверхностного вещества. Сублимационная активность 145 Адеоны и 779 Нины нами зарегистрирована уже в третий раз на протяжении последних 10 лет, что указывает на регулярность этого явления и соответствует примерно трем периодам обращения этих астероидов вокруг Солнца. Последние наблюдательные результаты подтверждают наши предположения о массовом характере сублимационно-пылевой активности астероидов примитивных типов Главного пояса вблизи перигелия, как признака содержания в их недрах льдов (в основном Н2О). В свою очередь, это может быть связано с происхождением родительских тел таких астероидов за снеговой линией, в зонах формирования Юпитера и других планет-гигантов (Busarev, 2012). Для всех включенных в данную наблюдательную программу астероидов проведен сравнительный анализ физических и динамических параметров. Кроме того, изучены распределения значений большой полуоси орбиты, эксцентриситета, наклонения орбиты и геометрического альбедо у астероидов крупных семейств, возглавляемых 24 Фемидой и 145 Адеоной, активность которых нами обнаружена (эти распределения приведены на рисунке 3 в файле с дополнительными материалами). Сделан вывод, что астероиды с сублимационно-пылевой активностью имеют заметный разброс указанных параметров по сравнению с их средними значениями у астероидов наибольших размеров с номерами от 1 до 300. Но для получения более определенных выводов необходимы исследования значительно большего количества астероидов с проявлениями пылевой активности (Бусарев В.В., Щербина М.П., Кузнецов С.Ю.). - Предложен универсальный метод обнаружения пылевой экзосферы у твердых безатмосферных небесных тел (независимо от их типа, включая АСЗ), образовавшейся в результате действия любых физических механизмов. Этот метод основан на спектрофотометрических или многополосных (UBVRI) наблюдениях тел и является эффективным и высокочувствительным. В частности, основными индикаторами наличия пылевой экзосферы у астероидов с пылевой активностью служат обнаруженные нами максимумы рассеяния света на частицах (субмикронных размеров и агрегатной структуры) экзосферы в спектрах отражения таких тел у ~0.4-0.5 мкм и/или ~0.7-0.8 мкм, нехарактерные для их более плотного поверхностного вещества, или в случае предельно малой оптической толщины экзосферы ─ быстрые изменения общего наклона спектра отражения, не коррелирующие с периодом вращения астероидов. Корректность предложенного метода подтверждается результатами численного моделирования переноса излучения в пылевой экзосфере с рассеивающими свет агрегатными частицами разного состава (льды, силикаты, аморфный углерод и органика типа толинов) и структурой (Бусарев В.В., Петрова Е.В.). - Сформирована основная часть набора веществ-аналогов метеоритного вещества, определен их минеральный и химический состав. Выработана методика подготовки гранулометрических фракций материалов-аналогов с минимизацией потерь при промежуточных операциях, с перспективой применения для изготовления препаратов из метеоритного вещества (Лоренц К.А). Выполнен поиск и подготовка для измерений 40 образцов-аналогов (метеоритов и минералов), а также изготовлено 80 проб гранулометрических фракций (Лоренц К.А., Савелова А.А., Щербина М.П., Максимова М.В.). На СК в диапазоне 200-2500 нм измерены спектры отражения 3 образцов минералов и их смесей, являющихся аналогами вещества астероидов (Бусарев В.В., Савелова А.А., Максимова М.В.). - Показано, что рассеяние на агрегатах субмикронных частиц формирует на длинах волн короче 0.6 мкм интерференционные детали, положение которых определяется как размерами этих частиц (но не самих агрегатов), так и действительной частью их показателя преломления. Структура агрегата и вариации (до 20%) размеров составляющих частиц слабо влияют на положение этих деталей. Форма спектра на более длинных волнах также зависит от размеров зерен в агрегатах и может служить дополнительным критерием для оценки этого параметра. Расчеты, выполненные для агрегатных частиц, поглощающих в коротковолновом диапазоне (что характерно для многих веществ, которые можно ожидать обнаружить на астероидах), показывают, что поглощение существенно ослабляет интерференционные детали, появляющиеся в этом диапазоне. Поэтому попытки обнаружения сильно поглощающих частиц в экзосфере и оценки их свойств по таким деталям в спектре не могут дать надежных результатов, в отличие от моделирования для частиц слабо поглощающих материалов. Присутствие в экзосфере активного астероида однородных субмикронных частиц со слабым поглощением вызывает устойчивый рост интенсивности на длинах волн короче 0.40.5 мкм. Спектральные измерения на длинах волн короче 0.35 мкм могут помочь более уверенной оценке свойств слабо поглощающих, как агрегатных, так и однородных частиц в экзосферах активных астероидов (Петрова Е.В.). - Уточнена оценка характерного времени убыли tNEA населения астероидов, сближающихся с Землёй (АСЗ). tNEA – это медианное время, за которое количество АСЗ уменьшается вдвое. Это средняя по ансамблю величина tNEA составила 3.5 млн лет. Однако значения темпа убыли для различных областей пространства орбит АСЗ отличаются на порядки величины! На рис. 4 в файле с дополнительными материалами показана зависимость tNEA от элементов орбиты. Получено распределение по каналам убыли АСЗ. Получена зависимость от времени количества N(t) АСЗ (относительно начального количества N0), уходящих из области определения АСЗ по различным каналам. Со временем относительное распределение по различным каналам меняется, но количество безвозвратно ушедших астероидов (вследствие выброса из Солнечной системы, столкновения с планетами или Солнцем) монотонно растет. На момент 20 млн лет доля АСЗ столкнувшихся с планетами составляет -- 4%, столкнувшихся с Солнцем -- 15%, выброшенных из Солнечной системы -- 48%. В результате сравнения ударного и кометного механизмов сублимационно-пылевой активности астероидов показано, что частота столкновений астероидов-ударников, обладающих достаточной кинетической энергией (10^11 Дж) для выброса значительного (т.е. дающего заметные проявления в наблюдаемых спектрах) количества пыли, с астероидом-мишенью диаметром ~100 км составляет ~2 события в год. При характерном времени проявления пылевой активности, вызванной ударным механизмом, ~0.01 года из примерно 300 астероидов ГПА диаметром более 100 км в любой момент времени несколько астероидов находится в активном состоянии. Это заключение согласуется с наблюдениями, хотя статистика активности пока еще накоплена недостаточная. Показано, что для обеспечения эффективности кометного механизма столкновения должны быть мощнее (характерная энергия 10^13 Дж), чтобы вскрывать льдосодержащие слои на достаточно большой площади. Этот механизм также может объяснить проявление сублимационно-пылевой активности астероидов ГПА, несмотря на меньшую частоту мощных столкновений. Если рассчитанная частота проявлений сублимационной активности крупных астероидов (в каждый момент времени ~1 астероид в активном состоянии) будет подтверждена в дальнейших наблюдениях, то в этом случае многие (если не все) астероиды примитивных типов можно условно рассматривать как объекты промежуточного типа между классическими астероидами с высокотемпературным составом вещества и кометами, т.е. объектами, являющиеся важной составляющей астероидно-кометного континуума. Для астероида 145 Адеона получены оценки для массы выброшенной пыли и размеров кратеров, которые необходимы для активации наблюдаемой сублимационно-пылевой активности ударным механизмом (для гипотез как ударного, так и кометного механизмов), а также получены оценки темпа соударения данного астероида с телами-ударниками с необходимой энергией (Шустов Б.М., Золотарев Р.В.). - Для астероидов 1 Церера, 4 Веста, 51 Немауза, 250 Беттина и 704 Интерамния, для которых были получены лучшие результаты при поиске модельных метеоритных приближений к их спектрам отражения (cм. рисунок 2 в файле с дополнительными материалами), сделаны следующие оценки состава поверхностного вещества путем подбора наиболее близких метеоритных аналогов или их смесей: 1 Церера (спектральный класс G по Толену и С по SMASSII) – Allende (CV3); 4 Веста (спектральный класс V по Толену и по SMASSII) – 66% Yamato 75011 (эвкрит) + 34% Millbillillie (эвкрит); 51 Немауза (спектрального класса CU(Ch)) – Mighei (CM2); 250 Беттина спектрального класса M(Xk)) – 61% Mokoia (CV3) + 36% Abee (E4) + 2% Queen Alexandra Range 93372 (EH5); 704 Интерамния (спектрального класса F(B)) – 55% Murchison (CM2) + 43% Ivuna 700 (CI1) + 2% Yamato 82162 (C1/2) (Савелова А.А., Бусарев В.В.). Полученные в 2023 г. результаты: - На телескопе RC600 КГО ГАИШ МГУ проведена UBVRI-фотометрия 72 астероидов преимущественно примитивных типов, находившихся вблизи перигелийных расстояний с целью поиска новых объектов с признаками сублимационнопылевой активности. Выполнена полная обработка этих данных и осуществляется их изучение. Указанные данные представлены на сайте проекта (http://selena.sai.msu.ru/Home/RSF/UBVRI_proc%2022-23.html). В результате изучения ранее полученных UBVRI-данных 29 астероидов примитивных типов, находившихся вблизи перигелийных расстояний, обнаружены 6 новых астероидов с сублимационно-пылевой активностью и 5 подозреваемых в активности астероидов. Для всех вошедших в эту группу астероидов проведен статистический анализ динамических и физических параметров с целью выявления особенностей и вероятного происхождения активных астероидов. Для остальных астероидов, не имеющих признаков сублимационно-пылевой активности, были определены или уточнены таксономические классы, характеризующие минералогию их вещества. Результаты определения таксономических типов астероидов по UBVRI-данным 2021-2022 гг. приведены на сайте проекта (http://selena.sai.msu.ru/Home/RSF/Taxonomy.html). - Нам пришлось приостановить спектрофотометрические наблюдения астероидов на 2-м телескопе обсерватории "Пик Терскол" (филиал ИНАСАН), так как летом 2023 г. было обнаружено нарастающее искажение спектров объектов по причине деградации ПЗС-приемника изображения спектрометра низкого разрешения. Для восстановления работоспособности спектрометра его ПЗС-приемник заменяется на новый, который был приобретен в САО РАН. Для этого были проведены следующие инженерные работы: измерение и проектирование посадочного места приемника, изготовление переходника для нового приемника, изготовление необходимых креплений и подведение (прокладка) проводов, установка необходимых разъемов и т.п. Кроме того, потребовалось изготовление и переюстировка питающей оптики, а также перенастройка управляющего программного обеспечения спектрофотометра, которые планируется завершить весной 2024 г. - На 2.6-м телескопе КРАО РАН и 2-м телескопе Обсерватории "Пик Терскол" (Филиал ИНАСАН) проведены поляриметрические наблюдения 12 астероидов Главного пояса преимущественно примитивных типов, находившихся вблизи перигелийных расстояний, с целью поиска у них признаков сублимационно-пылевой активности независимым измерительным методом. - С помощью численного моделирования рассчитаны спектры отражения активных астероидов для случаев разного состава вещества и структуры частиц пылевой экзосферы (аморфный углерод, лед Н2О, лед СО2, оливины, толины Титана, толины Плутона, астрономические силикаты, тугоплавкая органика), Созданная в рамках проекта в 2022 году база характеристик рассеяния агрегатов частиц различного состава расширена на более крупные ансамбли частиц разной плотности. Если ранее основной массив данных состоял из характеристик агрегатов, содержащих 50 мономеров, и только в плотных ледяных агрегатах число частиц доходило до 100, теперь характеристики рассеяния рассчитаны для агрегатов, состоящих из 100 мономеров, для четырех вариантов показателя преломления (соответствующих льду, оливинам, тугоплавкой органике и астрономическим силикатам) и трех вариантов плотности упаковки структур, от плотных до рыхлых. Принятые в расчетах радиусы мономеров в агрегатах, от 0.08 до 0.15 мкм, соответствуют размерам мелких зерен, составляющих агрегаты кометной пыли. Охвачен спектральный диапазон от 0.2–0.3 до 1.0–2.0 мкм. Коротковолновая граница расчетов ограничена, особенно для рыхлых частиц, возможностями доступной вычислительной базы. Кроме того, эти возможности не позволили эффективно вычислять характеристики рассеяния агрегатов, содержащих 200–500 мономеров, во всем рассматриваемом спектральном диапазоне, как планировалось ранее. С целью более подробного исследования влияния оптической толщины экзосферы на спектр отражения активного астероида были выполнены соответствующие расчеты для агрегатных и мелких однородных сферических частиц разного состава в экзосфере. В связи с возможным привлечением поляриметрических наблюдений для повышения достоверности оценок свойств частиц экзосферы, получаемых из измерений спектров отражения активных астероидов, рассчитаны фазовые зависимости поляризации оптически тонкой экзосферы над отражающей поверхностью. Рассмотрены варианты присутствия в экзосфере как однородных частиц с радиусами от 0.1 до 1.0 мкм (смесь случайно ориентированных сфероидов с разным отношением осей), так и агрегатных частиц разной морфологии. Расчеты проведены для четырех указанных выше веществ на длинах волн возможных измерений поляризации (UBVR фильтры системы Джонсона) (http://selena.sai.msu.ru/Home/RSF/Petrova2023.html). - С помощью лабораторного спектрометра на базе монохроматора МДР-41 измерены и рассчитаны спектры диффузного отражения в общей сложности 59 образцов-аналогов астероидного вещества (мономинералов, смесей минералов и метеоритов) в четырех поддиапазонах (200-500 нм, 400-1100 нм, 1000-2000 нм, 2000-2500 нм), хотя для некоторых образцов не во всем общем диапазоне 200-2500 нм (http://selena.sai.msu.ru/Home/RSF/Exper.html). Исходные образцы были ранее отобраны из коллекции минералов и метеоритов ГЕОХИ РАН, химический состав которых был определен микрозондовым методом, и из них изготовлены порошкообразные образцы двух размерных фракций (0.1-0.5 мм и менее 0.1 мм) мономинералов, их смесей и метеоритов для измерения спектров диффузного отражения. Согласно договору с ООО "Композит" (г. Москва) был изготовлен отражающий стандарт на основе BaSO4, устойчивый при длительном воздействии коротковолнового ультрафиолета, традиционно используемый для проведения измерений спектральной отражательной способности различных материалов. А согласно договору с ВНИИОФИ (г. Москва) была выполнена калибровка в абсолютных единицах двух отражательных стандартов: BaSO4 (c высокой отражательной способностью) и серого керамического стандарта нашего собственного изготовления (GD, со средней отражательной способностью), которые были использованы при измерениях на лабораторном спектрометре спектров отражения минеральных и метеоритных образцов, а также для абсолютизации полученных спектров. В то же время интенсивная эксплуатация лабораторного спектрометра на базе монохроматора МДР-41 привела к выходу из строя его управляющего блока и приостановке измерений, что помешало нам завершить создание базы лабораторных данных о минералах и метеоритах, являющихся аналогами вещества астероидов. В настоящее время управляющий блок отправлен на гарантийный ремонт изготовителю данного спектрометра ОКБ "Спектр" (С.-Петербург). - На основе пакетов с открытым сходным кодом REBOUND и GENGA был разработан комплекс программ (с использованием языков C, Python) позволяющий проводить моделирование динамики метеороидных потоков, образующихся в результате столкновений АСЗ. Разработаны программы для задания начальных условий, доработаны исходные коды для интегрирования, разработаны программы обработки результатов вычислений и визуализации полученных данных. На основе анализа данных теоретических и лабораторных исследований доступных в литературе построена общая картина выброса при столкновении. Получена оценка для массы выбрасываемого вещества в зависимости от параметров удара, распределение частиц по массам, зависимость начальной скорости выброса от массы (размера) частиц, а также распределение по направлениям. С помощью разработанного комплекса программ проведено моделирование динамической эволюции потока, родительским телом которого послужил модельный астероид, имеющий среднюю орбиту, среди АСЗ, пересекающих Главный пояс астероидов и приближающихся достаточно близко к Земле. Исследовано влияние гравитационных возмущений и сил радиационного характера (давление излучения и эффект Пойтинга-Робертсона) на динамику потока. Также исследовано влияние начальной скорости. Рассмотрены модели населения АСЗ и ГПА. Предложена аппроксимационная формула для распределения плотности вероятности скорости астероидов-ударников, а также связь темпа потери массы и максимального размера ударника. Получена интегральная оценка притока массы твёрдого вещества в результате столкновений АСЗ ~ 10^9 кг/год, что по порядку величины совпадает с темпом “производства” твердого вещества кометами. Оценка получена в предположении о равновесии притока и убыли метеороидов и пыли во внутренней Солнечной системе, аналогично тому, как численность текущего населения АСЗ оставалась практически неизменной на протяжении более миллиарда лет. Задача построения модели диффузии орбит малых тел Солнечной системы в фазовом пространстве (элементов орбит) на основе динамических расчетов перенесена на следующий год выполнения проекта.