"Вторая Луна Земли" раскроет тайны Солнечной системы

Спутник Земли который назвали Cruithne был обнаружен в 1997 году, это «квази-орбитальный спутник" потому, что он движется вокруг внутренней части Солнечной системы на «подковообразной» орбите. Его необычная орбита является идеальным примером для нашего понимания того, как образовалась солнечная система под действием силы тяжести.

Луна не единственный естественный спутник Земли. Совсем недавно, в 1997 году, астрономы обнаружили, еще одно космическое тело, 3753 Cruithne: квази-орбитальный спутник Земли.

Круитни является околоземным астероидом, который регулярно сближается с Землёй. Но так как астероид находится на резонансной орбите, то его сближения строго ограничены этим резонансом: он не может пролететь рядом с Землёй ближе, чем в 30 расстояний до Луны, что составляет примерно 12 млн км. С 1994 года и по 2015 год максимальное ежегодное сближение этого астероида с Землёй происходит в ноябре.

Хотя орбиту этого астероида нельзя назвать стабильной в долгосрочной перспективе, расчёты Wiegert и Innanen показывают, что синхронизация его орбиты с орбитой Земли может сохраняться довольно длительное время. Земная орбита нигде не пересекается с орбитой Круитни, поскольку последняя находится в другой орбитальной плоскости и наклонена к земной орбите под углом 19,8 °. Поэтому никакой опасности столкновения этого астероида с Землёй не существует, по крайней мере, в течение ближайших нескольких миллионов лет.

Круитни движется по довольно сильно вытянутой эллиптической орбите вокруг Солнца, так что он в своих крайних положениях доходит почти до орбиты Меркурия, а потом, пересекая орбиты Венеры и Земли, уходит к орбите Марса, порой пролетая довольно близко от него. Так в 2058 году ожидается, что он сблизится с Марсом до расстояния в 0,09 а. е., что составляет 13,6 млн км. Тем не менее, из-за орбитального резонанса с Землёй, астероид пролетает свою орбиту в течение одного земного года (364 дня), вследствие чего Круитни и Земля в любой момент времени находятся на том же расстоянии друг от друга, что и год назад.


Вследствие малых размеров Круитни, даже во время своего ближайшего подхода к Земле, наблюдается на земном небе как очень слабая звёздочка +15,8 m (ещё слабее, чем Плутон), поэтому её можно разглядеть лишь в достаточно крупные телескопы-рефлекторы, с диаметром зеркала не менее 320 мм.

Интересно, что из-за очень большого эксцентриситета орбитальная скорость этого астероида меняется гораздо сильнее, чем у Земли, так что с точки зрения земного наблюдателя, если принять Землю за систему отсчёта и считать её неподвижной, получится, что не астероид, а его орбита вращается вокруг Солнца, при этом сам астероид начинает описывать впереди Земли подковообразную траекторию, напоминающую по форме «боб», с периодом, равным периоду обращения астероида вокруг Солнца — 364 дня. Из-за того, что длительность периода обращения составляет чуть меньше года, Земля постепенно каждый год всё больше отстаёт от этого «боба», поэтому с нашей точки зрения схема не является стабильной, скорее она представляет собой некоторый спиральный цикл, по которому этот «боб» медленно обгоняет Землю. Спустя достаточно длительное время «боб» удалится от Земли настолько, что станет правильнее говорить, что он догоняет, а не обгоняет Землю.

А когда «боб» снова подойдёт к Земле, что случится примерно в июне 2292 года, астероид сделает серию ежегодных сближений с Землёй на расстоянии 12,5 млн км, в результате которых произойдёт гравитационный обмен орбитальной энергией между Землёй и астероидом, что приведёт к изменению орбиты астероида примерно на 0,5 млн км, так что его орбита вокруг Солнца станет чуть больше года, в то время как орбита Земли изменится не более чем на 1,3 см. В результате «боб» вновь начнёт мигрировать от Земли, но на этот раз уже в другую сторону, — он начнёт отставать от Земли.

Спустя ещё 380—390 лет, примерно в 2676 году, «боб» снова сблизится с Землёй, но уже с другой стороны, в результате чего вновь начнётся серия сближений астероида с Землёй, вследствие которых Земля опять поменяет орбиту Круитни, при этом, период обращения астероида вокруг Солнца вновь уменьшится и станет чуть меньше года, как и сейчас, что изменит направление движения «боба» на обратное. Ближайшая к нашему времени серия подобных сближений произошла довольно давно, ещё в самом начале XX века примерно в 1902 году.