Новый временный спутник Земли оказался куском Луны

Иногда Земля своей гравитацией может захватить небольшие околоземные астероиды. Происходит это в том случае, если такие объекты расположены достаточно близко к нашей планете (внутри сферы Хилла) и пролетают на подходящей скорости, чтобы гравитация Земли смогла изменить их орбиту. Ученые называют эти тела «мини-лунами». Они могут стать как квазиспутниками, способными находиться на орбите столетиями, так и временными спутниками, оставаясь вблизи планеты от нескольких часов до нескольких дней и даже месяцев. 

Большинство «захваченных» околоземных астероидов слишком малы, чтобы причинить вред людям. Однако для ученых они удобные цели, так как находятся ближе, чем другие околоземные объекты. 

За время астрономических наблюдений исследователи открыли десятки временных спутников Земли. Среди последних — 2024 PT5 диаметром 10-11 метров, который обнаружили в августе 2024 года благодаря наземной системе телескопов ATLAS. В статусе временного спутника он пробыл 56 дней, с сентября по ноябрь, снова «временным» станет только в 2055 году. 

Первые наблюдения показали, что 2024 PT5 — вероятно, один из  представителей семейства околоземных астероидов Арджуна, орбиты которых очень похожи на земные по своему характеру, имеют низкое наклонение и орбитальные периоды, близкие к одному году.

Команда астрономов из США под руководством Тедди Карета (Teddy Kareta) из обсерватория Лоуэлла в Аризоне повторно изучила 2024 PT5 и выяснила, что по своему внешнему виду космическое тело не похоже на большинство других известных околоземных астероидов. Об этом исследователи рассказали в статье, опубликованной на сайте электронного архива препринтов arXiv.org.

Химический состав 2024 PT5 схож с химическим составом образцов лунных пород, собранных миссией «Аполлон-14» в 1971 году. Кроме того, давление солнечного излучения, наблюдаемое на траектории астероида, на порядки ниже, чем ожидалось бы для искусственного объекта. Поэтому с большой долей вероятности 2024 PT5 не рукотворный объект или космический странник, образовавшийся на задворках Солнечной системы, а часть Луны — порода, отколовшаяся от поверхности нашего естественного спутника в результате столкновения с крупным телом. 

Карет и его коллеги исследовали спектр отражения 2024 PT5 с помощью двух наземных телескопов: Lowell Discovery и инфракрасного телескопа NASA IRTF, установленного на вершине вулкана Мауна-Кеа на острове Гавайи. Ученые пришли к выводу, что состав астероида богат пироксеном — минералом, который часто встречается на Луне: его находят в базальтовых породах, образовавшихся из лавы в лунных морях. 

Например, пироксена много в образцах, собранных астронавтами Аланом Шепардом и Эдгаром Митчеллом на видимой стороне Луны в формации Фра-Мауро — холмистой местности, сложенной, как предполагается, из обломочных пород. То есть из материала, который возник на глубине, но в результате импактного события оказался выброшен на поверхность.

«Астронавты собирали образцы в основном на возвышенностях — более светлых участках Луны, которые можно увидеть с Земли. Мы предполагаем, что относительно недавно — возможно, 200 тысяч лет назад — что-то большое врезалось в этот регион и выбросило в космос лунные породы, включая 2024 PT5. Если бы меня спросили, с какой именно части Луны родом этот астероид, я бы ответил, что из высокогорья», — объяснил Карет.

Если 2024 PT5 действительно фрагмент лунной породы, он будет вторым известным астероидом, сформировавшимся таким образом. В 2021 году группа астрономов пришла к выводу, что ранее открытый небольшой околоземный астероид (469219) Камоалева был выбит с поверхности Луны. Его спектры похожи на спектры образцов лунного грунта, доставленные миссиями «Аполлон-14» и «Луна-24». В частности, исследования спектра отраженного света показали, что химический состав астероида напоминает химический состав минерала анортозита — основной компонент лунной коры.

В 2025 году Китай собирается отправить миссию «Тяньвэнь-2» к околоземному астероиду (469219) Камоалева с возвратом образцов его грунта. В случае успеха миссии у ученых окажется ценный материал, который прольет свет не только на состав и происхождение этих объектов, но и позволит лучше понять процессы образования Луны и взаимодействия между Землей и ее спутником.

По мнению ученых, сделавших открытие, вблизи нашей планеты могут находиться около 16 околоземных астероидов, образовавшихся из лунных пород. Однако заметить их достаточно сложно, потому что они маленькие и очень тусклые. 

Другие исследователи уверены, что такие объекты вряд ли будут встречаться слишком часто, поскольку для их образования нужны «правильные условия». Если во время столкновения астероида с лунной поверхностью выделится недостаточно энергии, образовавшиеся обломки просто упадут обратно на поверхность. Если же выделится слишком много энергии, обломки преодолеют гравитацию Луны и покинут гравитационное поле системы Земля — Луна.