Астероиды Солнечной системы

Астероиды

Солнечная система > Астероиды

Крупный план Эроса, отображенный в 2000 году. Орбитальный путь астероида позволяет ему приближаться к Земле. За прибытием наблюдали в телескоп Спитцер и прочие земные приборы

Астероид – небольшое небесное тело, вращающееся вокруг Солнца: характеристика с фото, классификация, главный пояс астероидов, троянцы, околоземные объекты.

Возникновение термина

Слово «asteriskos», которое позже превратилось в «астероид», было введено совместными усилиями английского композитора Чарлза Берни и немецкого астрономома Уильяма Гершеля. С древнегреческого языка «астероид» переводится как «подобный звезде». Дело в том, что в отличие от планет, представляющихся в виде дисков, астероиды при наблюдении через телескоп выглядели точно как звезды – сияющими точками.

До 2006-го года к астероидам относили также некоторые карликовые планеты вроде Цереры.

Семейства астероидов в наши дни

К 1970 году классификация астероидов уже превратилась в довольно сложную науку. К этому времени в 37 семействах состояли 42 процента известных на то время астероидов, а их было 1 697. К сожалению, такая кажущаяся стройность и точность теории не выдержала испытаний временем.

Как были выявлены эти семейства астероидов? Именно по памяти «родительской» орбиты ученые пришли к таким выводам. “Семейственность” здесь проявляется как определенная зона с более высокой концентрацией распределенных на элементах орбит точек. Не всегда со стопроцентной уверенностью можно заявить, что тот или иной астероид принадлежит к определенному семейству.

Крупнейшие астероиды главного пояса астероидов Солнечной системы, в сравнении друг с другом и с Землей

Иногда такие выводы вызывают сомнения. Еще стоит учитывать и то, что разные ученые руководствуются в своих исследованиях разными критериями, потому и результаты у них не всегда сходятся к одному. Только вот эти аспекты не являются принципиальными, ведь они редко когда вызывают определенные сомнения в том, что астероид принадлежит к какому-нибудь семейству.

Чем точнее становятся результаты наблюдений, тем больше появляется сомнений. Именно поэтому некой единой классификации семейств астероидов на данный момент вообще не существует. Астроном из Японии Иосихиде Козаи 75 процентов астероидов с 2125 распределил по 72 родственным семействам. Дальше пошли ученые-астрономы из Америки, которые заявили, что количество семейств превышает отметку ста. Только вот нужно быть особенно внимательным и бдительным, чтобы не посчитать отдельным семейством всего лишь группку случайных точек.

Но официально признанных научным сообществом семейств астероидов на данный момент существует 20—30 семейств астероидов и несколько десятков более мелких групп астероидов, которые не получили официальное признание. Большинство семейств находятся в главном поясе астероидов, но есть и такие, которые встречаются за его пределами, например, семейство Паллады, семейство Венгрии, семейство Фокеи, орбиты которых из-за слишком больших (слишком малых) радиусов или значительного наклонения лежат за пределами главного пояса.

Одно из семейств было найдено даже среди транснептуновых объектов в поясе Койпера, оно связано с карликовой планетой Хаумеа . Некоторые исследователи считают, что и троянские астероиды образовались когда-то в результате разрушения более крупного тела, но чётких доказательств этому пока не найдено.

Понятно, что большие семейства могут содержать сотни крупных астероидов и ещё множество мелких, большинство из которых, вероятно, ещё даже не открыты в силу своего размера. Мелкие же семейства могут содержать всего лишь около десятка более-менее крупных астероидов. Правда мы точно можем утверждать: почти треть астероидов главного астероидного пояса (до 35 %) входят в состав различных семейств, иными словами – приходятся остатками неких более крупных космических объектов, разрушившихся в прошлом в результате столкновений.

Состав

Всего в поясе насчитывается примерно 200 астероидов, чей диаметр (или наибольший линейный размер) превышает 100 км. Ещё 1000 объектов имеют размер более 15 км. Средняя звездная величина астероидов равна 16. Только один астероид, носящий имя Веста, можно увидеть с земли невооруженным взглядом.

Все астероиды можно разделить на несколько больших групп, или спектральных классов. Крупнейшими из них являются:

• класс С – сюда входят темные астероиды, состоящие из углерода;
• класс S – светлые астероиды, состоящие из кремния.
• класс M – металлические астероиды.

Существуют и другие, более редкие классы (классы B, Е, Р, А, D и т. д.). Иногда астероид нельзя строго отнести к одному классу, и тогда считается, что он имеет смешанный тип, который обозначается двумя буквами, например CG.

К классу С относится более 75% всех астероидов. Они отличаются темным цветом (со слабым красным оттенком) и поэтому их отражающая способность невелика. Их альбедо находится в диапазоне от 0,03 до 0,1, то есть они отражают лишь 3-10% падающего света. Из-за этого астероиды класса С сложно обнаружить, поэтому в реальности их доля в главном поясе может быть существенно выше 75%. В составе этих небесных тел помимо углерода присутствует вода, поэтому их можно обнаружить с помощью наблюдений в диапазоне инфракрасного излучения. Крупнейший астероид этого класса – Гигея, чей диаметр оценивается в 434 км.

Астероиды класса S состоят из силикатов (то есть обычных камней) и железа. Их доля в главном поясе оценивается примерно в 17%. Иногда такие астероиды называют каменными. Альбедо этих объектов находится в диапазоне 0,1-0,22. Крупнейшим каменным астероидом считается Юнона, чей диаметр составляет 234 км. Большинство каменных астероидов сосредоточено во внутренней, наиболее приближенной к Солнцу части главного пояса.

Доля астероидов класса М составляет 10%, они преимущественно располагаются в центре главного пояса. Предполагается, что металлические астероиды образовались при столкновении планетезималей и являются фрагментами их ядер. Стоит отметить, что ученые не уверены в том, что металлические астероиды состоят именно из металлов. Дело в их слишком малой плотности. Это означает, что либо астероиды класса М по своему составу подобны астероидам иных классов, либо в их внутренней структуре есть много полостей. Альбедо металлических астероидов находится в пределах от 0,1 до 0,19, то есть они обладают умеренной отражающей способностью.

Малые тела Солнечной системы

В этой статье мы изучим малые тела солнечной системы, их происхождение и классификацию. Астрономия из непонятной науки постепенно превратится в увлекательное путешествие по Солнечной системе!

Ночное небо скрывает в себе множество загадок и тайн. Звезды, планеты, спутники, кометы, яркие росчерки метеоритов — что-то из небесных явлений можно наблюдать невооруженным глазом, для других нужен телескоп. И хотя об авторе изобретения телескопа не прекращаются споры, значение этого прибора для исследования космоса огромно.

В учебнике «Астрономия» под редакцией Б.А. Воронцова-Вельяминова малые тела Солнечной системы делят на:

1. астероиды,
2. карликовые планеты,
3. кометы,
4. метеоры, болиды, метеориты.

АСТЕРОИДЫ. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

В XVIII веке два астронома, Тициус и Боде, вывели правило, которое впоследствии было названо их именами. Следуя данному постулату, расстояние между существующими планетами Солнечной системы увеличивается в геометрической прогрессии и на расстоянии 2.8 астрономических единиц от Солнца должна находиться неизвестная планета.

С открытием Урана на расстоянии в 19.2 астрономических единицы от Солнца, вычисленному согласно правилу Тициуса – Боде, ученые утвердились в своем предположении и активно занялись поисками пропавшей планеты.

Немецкий астроном барон Франц Ксавер фон Цах создал группу астрономов для поиска исчезнувшего небесного тела, которую пресса шутливо называла «Отряд небесной полиции». И в 1801 году Джузеппе Пьяци увидел на нужной орбите астероид Цереру, которая в 2006 году перешла в разряд карликовых планет.

В 1802 году немецкий астроном Генрих Ольберс открыл астероид Палладу на близкой к Церере орбите и предположил, что открытые объекты — обломки искомой планеты. Засев за расчеты, ученый установил место, где можно искать новые астероиды. И не ошибся. Один за одним открывали небесные тела в месте, где предполагалось найти планету. Подробнее о поисках можно прочитать в § 20 учебника «Астрономия» под редакцией Б.А. Воронцова-Вельяминова.

ЛЕГЕНДА О ФАЭТОНЕ

Еще древние шумеры предполагали, что между Юпитером и Марсом существовала планета, взорванная на тысячи мелких отломков. Эту же легенду воспел в поэме «Метаморфозы» Овидий — римский поэт, живший в начале нашей эры. Хотя откуда такие предположения у древних людей, лишенных телескопов, — загадка.

Отголоски древних легенд нещадно эксплуатируются писателями-фантастами в космических историях о призрачной планете Фаэтон, уничтоженной своими же алчными жителями, заигравшимися во всемогущество. В качестве примера можно привести книгу Александра Казанцева «Фаэты» или Михаила Чернолусского «Фаэтон». В 1972 году создан анимационный фильм «Фаэтон — сын солнца».

Но в отличие от древних легенд и мифов современные ученые считают, что пояс астероидов — это не останки разрушенной планеты, а скопление протопланетного вещества, которому гравитационное поле массивного Юпитера не позволило сформироваться в полноценную планету.

АСТЕРОИД. ОПАСНОСТЬ РЕАЛЬНАЯ ИЛИ МНИМАЯ?

Астероид — это небольшое планетоподобное тело диаметром более 10 м, имеющее собственную орбиту движения вокруг Солнца.

В настоящее время в поясе астероидов в Солнечной системе насчитывается около 800 000 космических объектов, для 500 000 из них вычислены орбиты и присвоены номера, около 21 000 имеют имена собственные.

Несмотря на то что риск столкновения Земли с астероидом сценаристы и режиссеры используют для фильмов-катастроф, например как в фильмах «Армагеддон» или «Пятый элемент», опасности в глобальном масштабе для человечества не представляет даже столкновение нашей зеленой планеты с самым непредсказуемым астероидом Апофисом, диаметр которого около 300 м.

Конечно, случись прямое попадание, разрушения будут значительные, ведь энергия взрыва составит примерно 586 мегатонн в тротиловом эквиваленте (для сравнения: энергия взрыва бомбы, сброшенной на Хиросиму, всего около 16–18 килотонн), но непоправимых последствий типа «атомной зимы» и гибели человечества, как в свое время динозавров, не произойдет.

КАРЛИКОВЫЕ ПЛАНЕТЫ

В 2006 году на Генеральной ассамблее Международного астрономического союза введен новый класс объектов Солнечной системы — карликовая планета.

Согласно определению, данный тип планеты должен соответствовать следующим параметрам:

1. обладает гидростатическим равновесием, о чем свидетельствует его сферическая форма;
2. не способен удалить другие малые тела с орбиты, подобной собственной;
3. не является чьим-либо спутником;
4. вращается по собственной орбите вокруг Солнца.

В настоящее время ученые-астрономы выделяют пять карликовых планет. Это Плутон, Церера, Макемаке, Эрида, Хаумеа.

КОМЕТЫ

Появление хвостатой звезды на небе вызывало суеверный трепет у древних людей и предвещало мор, голод и различные несчастья. Античным грекам комета представлялась головой с распущенными волосами, и именно от греческого слова «кометис» («волосатый») произошло название этого малого космического тела.

Составные части кометы:

1. голова, которая состоит из ядра и комы,
2. хвост — пылегазовый шлейф за кометой, появляющийся при приближении кометы к Солнцу и видимый благодаря рассеиванию солнечного света в кометном веществе.

Кометы делятся на короткопериодические (период обращения до 200 лет) и долгопериодические (период обращения более 200 лет).

Наиболее исследованной кометой Солнечной системы является комета Галлея. Благодаря исследованиям Ньютона ученые научились рассчитывать орбиты комет. В своих расчетах Эдмон Галлей определил орбиты нескольких комет, появлявшихся ранее, установил, что несколько из них очень похожи, и предположил, что это одна и та же комета с периодом обращения около 76 лет.

Эту комету наблюдали в 1531, 1607 и 1682 гг. И когда в 1758 году, уже после смерти ученого, комета появилась на небе вновь в предсказанное исследователем время, ее назвали именем Галлея.

Последнее появление кометы Галлея в 1986 году стало одним из разочарований астрономов, поскольку Солнце закрыло от землян перигелий кометы — точку, когда комета максимально ярка, а хвост имеет максимальную длину. Теперь с нетерпением астрономы ждут 2061 год, когда ожидается самое зрелищное возвращение кометы.

В учебнике «Астрономия» под редакцией Б.А. Воронцова-Вельяминова на странице 118 представлен анимационный ролик для более полного раскрытия темы.

МЕТЕОРЫ. БОЛИДЫ. МЕТЕОРИТЫ

Любители загадать желание вооружаются биноклями и смотрят на ночное небо в надежде увидеть падающую звезду. И космос не подводит: в ясные ночи то там, то здесь яркий след прочерчивает звездное небо.

Сейчас даже школьник младших классов скажет, что это сказочное действо всего лишь падающий и сгорающий в атмосфере метеороид. А в древности это необычное явление природы повергало людей в трепет. Иногда небо особенно щедро на падающие звезды. И это значит, что Земля проходит через метеорный поток.

В чем же разница между метеором, болидом, метеоритом, метеороидом?

Метеороид, или метеорное тело, — мелкие камешки, части астероидов, песчинки попадающие в атмосферу Земли.

Метеор — это явление. Тот самый яркий росчерк на ночном небе или след от проходящего в атмосфере Земли метеороида.

Болид — особенно яркий метеор. Его яркость по шкале звездных величин более −4 m .

Одним из крупнейших болидов, падение которого можно было наблюдать днем, был Бенешов, светимость которого равна −21 m звездной величины. Чтобы представить яркость явления, следует вспомнить, что яркость Луны равна −21 m , а Солнца −26 m

Метеорит — космическое тело, не сгоревшее полностью в атмосфере и упавшее на Землю.

Иногда метеороиды не сгорают в атмосфере полностью, а падают на Землю, принося с собой космический металл. Отчаянные смельчаки научились обрабатывать метеоритное железо еще в эпоху бронзового века, задолго до того, как человек научился выплавлять руду.

Металл из космоса обрастал легендами и считался даром богов, а оружие, сделанное из него, — священным, лишь вожди, фараоны и шаманы достойны были владеть клинками из такого железа.

Гипотезы происхождения

Взрыв планеты

Самая романтическая версия – взорвавшаяся мифическая планета Фаэтон. Она якобы была населена разумными существами, достигшими высокого уровня жизни. Но разразилась ядерная война, в итоге и разрушившая планету. Но изучение структуры и состава метеоритов выявило, что вещества только одной планеты недостаточно для такого разнообразия. Да и возраст метеоритов – от миллиона до сотен миллионов лет – показывает, что дробление астероидов было продолжительным. А планета Фаэтон — просто красивая сказка.

Столкновения протопланетных тел

Эта гипотеза превалирует. Она достаточно достоверно объясняет происхождение астероидов. Планеты образовывались из облака, состоящего из газа и пыли. Но в областях, находящихся между Юпитером и Марсом, процесс завершился созданием протопланетных тел, от столкновения которых и рождались астероиды. Есть версия, что самые крупные из малых планет именно зародыши планеты, не сумевшей сформироваться. К таким объектам можно отнести Цереру, Весту, Палладу.

Астероиды недоступны для наблюдения невооруженным глазом.

Как известно, самый большой астероид – Церера (диаметр 1000 км). Вообще же астероиды имеют диаметры от нескольких километров до нескольких десятков километров, причем большинство астероидов – бесформенные глыбы. Массы астероидов хоть и различны, но слишком малы, чтобы эти небесные тела могли удержать атмосферу. Общая масса всех астероидов, собранных вместе, примерно в 20 раз меньше массы Луны. Из всех астероидов получилась бы одна планета диаметром меньше 1500 км.

Ведутся споры по поводу классификации астероидов, комет и спутников. Существует несколько спутников планет, про которые, по всей видимости, лучше сказать, что они являются захваченными астероидами. Крошечные спутники Марса Деймос и Фобос, восемь внешних спутников у Юпитера, у Сатурна самый внешний спутник Феба и, возможно, некоторые из недавно открытых спутников Урана и Нептуна — все они больше похожи на астероиды, чем на спутники планет.

В последние годы удалось открыть спутники (!) у некоторых астероидов. Впервые сфотографировали астероид с расстояния все лишь 16 тыс. км 29 октября 1991 г. с борта американского космического корабля “Галилео”, запущенного 18 октября 1982 г. для исследования Юпитера. Пересекая пояс астероидов, “Галилео” сфотографировал малую планету 951 – астероид Гаспра. Это типичный астероид. Большая полуось его орбиты 2,21 а.е. Он оказался неправильной формы и, возможно, образовался в результате столкновения более крупных тел в поясе астероидов. На фотографиях видны кратеры (их диаметр 1-2 км, освященная часть астероида – 16×12км). На снимках удается различить детали поверхности астероида Гаспра размером 60-100 м.

В заключение

Изучение удаленных районов космоса позволило ученым обнаружить за Плутоном новый пояс астероидов. Эта область лежит в промежутке между орбитами Плутона и поясом Койпера. Точное количество объектов в этой области установить физически невозможно. Эти далекие космические объекты составляют маленькую свиту нашей звездной системы и реальной угрозы для человечества не представляют.

Гораздо опаснее астероиды, которые вертятся рядом с нами. Гигантский шрам на теле Марса может быть как раз местом столкновения красной планеты с одним из непрошенных космических гостей, покинувших пояс астероидов миллиарды лет назад.

Гигантский кратер на Марсе

Мы не застрахованы от подобных столкновений, к тому же в истории планеты Земля было немало подобных неприятных встреч. Близкое расположение нашей планеты к такому массовому скоплению каменных обломков и осколков всегда таит в себе определенную опасность.