Как вы думаете, сколько у Земли естественных спутников? Да каждый школьник знает – спутник у Земли один, называется Луна. А между тем, астрофизики на эту истину уже замахнулись. Ученые из Франции, Финляндии и США показали, что спутников как минимум два, при этом второй спутник - временный. Это пока теория, но с теории все всегда начинается, не так ли?Эта статья появилась в Nature летом 2011 года. Авторы предположили, что давным-давно, более 4,5 млрд лет назад, у Земли было два спутника. В наше время существует теория столкновения Земли с планетой Тейей. Эта относительно небольшая планетка (размером с Марс) отколотила от Земли довольно значительный кусок коры.
Кусок остался на орбите, застыл и превратился в Луну. Разумеется, у этой теории есть масса недостатков, например, она не объясняет неравномерное строение земного спутника. Ведь что характерно: обращенная к Земле сторона имеет, за исключением кратеров, сравнительно ровный рельеф, в котором доминируют лавовые равнины.
Обратная сторона Луны отличается очень сильно - она покрыта долинами и горными цепями, а кора спутника на его обратной стороне толще на 50 километров и содержит больше калия, фосфора и редких элементов. Ученые пытаются объяснить этот факт по-разному. Например, что все дело в приливных силах Земли, которые вызвали образование гор. Другие утверждают, что во всем виноваты метеориты.
Что же касается гипотезы о второй Луне, то она-то как раз позволяет относительно естественно решить вопрос с рельефом: на первом этапе образовались два спутника, один из которых потом врезался в другой. Это случилось на относительно небольшой скорости, поэтому ученые в шутку прозвали свою гипотезу "большим шлепком".
В новой работе также в основе лежит теория двух Лун. В своей статье ученые из Франции, Финляндии и США изучали вопросы динамики небольших тел (астероидов) в системе Земля-Луна. Они, если говорить конкретно, пытались ответить на несколько вопросов по поводу тел, которые долгое время находятся под влиянием гравитации Земли (то есть, по сути, оказываются ее спутниками).
Работе предшествовало открытие, сделанное в 2009 году. Дело в том, что в 2006 году в рамках обзора "Каталина" был зарегистрирован астероид, который получил название 2006 RH120. Выяснилось, что этот объект является спутником Земли. Анализ отраженного излучения заставил ученых предположить, что спутник имеет антропогенное происхождение. Предполагалось, что этот объект представлял собой третью ступень "Сатурна", выведшего в космос "Аполлон 12". Однако точно идентифицировать 2006 RH120, не удалось.
Объект пробыл на орбите вокруг Земли с июля 2006 года по июль 2007 года, после чего, вероятно в поисках приключений, отправился в космическое пространство. И вот в 2009 году в Astronomy and Astrophysics появилась работа, в которой убедительно доказывалось, что целый год астрономы наблюдали уникальный объект - первый зарегистрированный временный спутник Земли. Этот факт был весьма удивителен, ведь временные спутники – это непременный атрибут газовых гигантов. Таких объектов в системе Земля-Луна вообще никогда раньше не наблюдали.
В новой работе ученые искали ответы на разные естественные вопросы, касающиеся временных спутников. Например, какова в среднем стабильная популяция астероидов, вращающихся вокруг Земли? Как долго они пребывают на орбите и, наконец, какая часть из этих небесных тел падает на Луну или на Землю?
Делали они, конечно же, при помощи компьютера. Дело в том, что большинство уравнений, описывающих движение нескольких тел под воздействием гравитации, не интегрируются, а изучать их как-то надо. Вот здесь на помощь ученым и приходят компьютеры.
В самом общем виде методология подобных работ выглядит так: сначала исследователи создают вполне себе детерминистскую модель изучаемой системы. Затем, случайным образом генерируют "тестовые" частицы с некоторыми начальными условиями. Модель несколько раз прогоняют, наблюдая за поведением частиц. После этого собранные данные анализируют статистически и делают некоторые выводы. Компьютеры в такой схеме позволяют автоматизировать процесс формулирования гипотез, которые потом, впрочем, могут быть и опровергнуты.
Модель, которая изучалась в новой работе - это поведение небольших тел в окрестности системы Земля-Луна, а тестовые частицы - астероиды. Всего ученые прогнали модель для 9 346 396 100 тестовых астероидов. Из них 18 096 попали на временные орбиты вокруг Земли. При этом среднее время пребывания на орбите Земли составило 286 дней. Из этих более чем 18 тысяч оставшихся на орбите объектов лишь 169 упали на Землю.
Статистика, построенная по такой модели, позволяет ученым сделать интересное заявление: в любой момент времени на орбите Земли присутствует как минимум один подобный спутник. Несмотря на то, что его диаметр составляет, скорее всего, всего несколько метров, его можно обнаружить существующими телескопами.
Любопытно, что предложенную учеными гипотезу вполне можно проверить. К таким временным спутникам вполне можно отправить космический аппарат – и, кстати, долететь до земного спутника много проще, чем гоняться за каким-нибудь астероидом по всей Солнечной системе, как это делают современные миссии. Сами ученые говорят, что при дальнейшем усовершенствовании системы мониторинга околоземного пространства "ловить" подобные объекты станет гораздо легче.
