Астероиды что это такое

Астероиды Солнечной системы

Пояс астероидов в представлении художника. В реальности небесные камни редко собираются в столь тесные группы — их разделяют сотни тысяч километров.

Астероидами Солнечной системы считаются небесные тела, с диаметром превышающим 30 метров, которые двигаются вокруг Солнца, обладают неправильной формой и не имеют атмосферы. Вместе с этим у астероидов могут быть собственные спутники.

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.

Образование

Астероиды представляют собой небесные тела, которые были образованы за счет взаимного притяжения плотного газа и пыли, вращающихся по орбите вокруг нашего Солнца на раннем этапе его формирования. Некоторые из таких объектов, вроде астероида Лютеция, достигли достаточной массы, чтобы сформировать расплавленное ядро. В момент достижения Юпитера своей массы, большая часть планетозималей (будущих протопланет) была расколота и выброшена с изначального пояса астероидов между Марсом и Юпитером. В эту эпоху сформировалась часть астероидов за счет столкновения массивных тел в пределах воздействия гравитационного поля Юпитера.

Классификация по орбитам

Астероиды классифицируются по таким признакам как видимый спектр отражения солнечного света и характеристики орбит.

Семейство астероидов Ефросины в инфракрасном спектре

Согласно характеристикам орбит астероиды объединяют в группы, среди которых могут выделять семейства. Группой астероидов считается некоторое число таких тел, характеристики орбит которых схожи, то бишь: полуось, эксцентриситет и орбитальный наклон. Семейством астероидов следует считать группу астероидов, которые не просто движутся по близким орбитам, но вероятно являются фрагментами одного большого тела, и образованы в результате его раскола.

Наиболее крупные из известных семей могут насчитывать несколько сотен астероидов, наиболее компактные же – в пределах десяти. Примерно 34% тел главного пояса астероидов являются членами семей астероидов.

В результате образования большинства групп астероидов Солнечной системы, их родительское тело было уничтожено, однако встречаются и такие группы, родительское тело которых уцелело (например Веста).

Размеры астероида Веста и карликовой планеты Церера

Классификация по спектру

Спектральная классификация основывается на спектре электромагнитного излучения, который является результатом отражения астероидом солнечного света. Регистрация и обработка данного спектра дает возможность изучить состав небесного тела и определить астероид в один из следующих классов:

Эрос, представитель астероидов класса S

Крупные астероиды

Астероид Церера — самый крупный в поясе астероидов. С 2006 года его считают карликовой планетой. Имеет сферическую форму, кора состоит из водяного льда и минералов, а ядро из камня.

Астероид Паллада — богат кремнием, его диаметр 532 км.

Астероид Веста — самый тяжелый астероид имеет диаметр 530 км. Ядро из тяжелого металла, кора из скальных пород.

Астероид Гигея — самый распостраненный тип астероида с углеродистым содержимым. Диаметр 407 км.

Астероид Интерамния — относится к астероидам редкого спектрального класса F. Диаметр 326 км.

Астероид Европпа — имеет вытянутую орбиту, диаметр составляет 302,5 км. Имеет пористую поверхность.

Астероид Давида — диаметр от 270 до 326 км.

Астероид Сильвия — имеет как минимум два спутника. Его диаметр 232 км.

Астероид Гектор — размер составляет 370 × 195 × 205 км с формой похожей на арахис. Состоит из скальных пород и льда.

Астероид Евфросина — размер от 248 до 270 км.

История открытий астероидов

В 1766 году немецкий математик Иоганн Тициус вывел формулу, которая позволяет посчитать приблизительные радиусы орбит планет Солнечной системы. Работоспособность этой формулы была подтверждена после открытия Урана в 1781 году, радиус орбиты которого совпадает с предсказанным значением. Позже была сформирована группа астрономов, которая занималась поиском планеты, орбита которой пролегала между Юпитером и Марсом.

Таким образом, астрономы наткнулись на большое количество разных небесных тел, которые, тем не менее, нельзя было причислить к планетам. Среди них оказались такие астероиды как Паллада, Юнона и Веста. Примечательно, что первым открытым астероидом являлась Церера, которую к тому же обнаружил итальянский ученый Джузеппе Пиацци, не числящийся в вышеупомянутой группе астрономов.

Церера, снимок зонда Dawn

Потерпев неудачу в поиске планеты между Юпитером и Марсом, астрономы опустили руки. Однако спустя некоторое время пояс астероидов стал привлекать все больше ученых, благодаря которым сегодня известно более 670 000 астероидов, 422 00 из которых имеют собственный номер, а 19 000 — имена.

Исследование астероидов сегодня

Поводов для проведения исследований астероидов, вообще говоря, — всего два. Первый – это значимый вклад в фундаментальную науку. Благодаря подобным исследованиям у человечества формируется понимание устройства Солнечной системы, а также ее образования, структуры; понимание поведения Вселенной и ее составных. Астрономы активно изучают, что такое астероид и состав, чтобы понять их природу. Все вышесказанное не дает определенного понимания пользы от изучения этих небесных тел, поэтому приведем следующий пример.

Точки возможного падения астероида Апофис — ближайшей астероидной угрозы Земле

Модель формирования современных земных природных условий предусматривает возникновение воды на поверхности нашей планеты. Однако, как известно, на первых этапах своей эволюции Земля была слишком разогрета, чтобы после остывания на ней остались запасы воды. Предполагалось, что вода была позже занесена кометами, но благодаря последним исследованиям состава их воды, оказалось, что вода в кометах слишком отлична от земной. В 2010-м году на одном из крупнейших астероидов главного пояса – Фемиде, ученые обнаружили лед. Это позволяет предположить, что вода на Землю была занесена астероидами. Кроме того, на Фемиде также нашли углеводороды и некоторые молекулы, которые могли бы послужить зачатию жизни на Земле.

Второй повод для изучения астероидов, более актуален для рядовых жителей планеты Земля – это возможная угроза со стороны этих космических тел. О том, что может произойти при падении астероида на Землю можно узнать из множества фильмов-катастроф. Поэтому во избежание подобных ситуаций астрономы пристально следят за астероидами, опасными для землян. Одним из таких объектов является Апофис, диаметр которого примерно 325 м. Для сравнения, диаметр Челябинского метеорита – 17 метров. В 2029-м году траектория Апофиса будет проходить вблизи Земли (на высоте 35 000 км), в 2036-м году и вовсе не исключена вероятность столкновения.

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Источник

Что такое астероиды

До 24 августа 2006 года самым большим астероидом считалась Церера (975х909 км), но её статус решили поменять, присвоив ей звание карликовой планеты. А общая масса всех объектов главного пояса невелика – 3,0 – 3,6.1021 кг, что в 25 раз меньше массы Луны.

Чувствительные фотометры позволяют исследовать изменения яркости космических тел. Получается кривая блеска, по форме которой можно узнать период вращения астероида и расположение оси его вращения. Периодичность бывает от нескольких часов до нескольких сотен часов. Также кривая блеска может помочь в определении астероидных форм. К форме шара приближаются только самые крупные объекты, остальные имеют неправильную форму.

По характеру изменения блеска можно предположить, что у некоторых астероидов имеются спутники, а другие являются двойными системами или телами, которые перекатываются по поверхностям друг друга.

Орбиты астероидов изменяются под мощным влиянием планет, особенно сильно на их орбиты влияет Юпитер. Оно привело к тому, что есть целые зоны, где малые планеты отсутствуют, а если им удаётся туда попасть, то очень ненадолго. Такие зоны, называемые люками или пробелами Кирквуда, чередуются с областями, заполненными космическими телами, образующими семьи. Основная часть астероидов разделена на семейства, которые с большой вероятностью образовались от дробления более крупных тел. Названия эти скопления получают по имени крупнейшего своего члена.

На расстоянии после 3,2 а.е. по юпитерианской орбите кружат две стаи астероидов – троянцев и греков. Одна стая (греки) обгоняет газовый гигант, а другая (троянцы) отстаёт. Эти группы двигаются достаточно устойчиво, потому что находятся в «точках Лагранжа», где гравитационные силы, действующие на них, уравнены. Угол расхождения их одинаков – 60°. Троянцы смогли накопиться за долгое время после эволюции столкновений различных астероидов. Но есть и другие семейства с очень близкими орбитами, образованные недавними распадами их родительских тел. Таким объектом является семейство Флора, в котором около 60 членов.

Взаимодействие с Землёй

Недалеко от внутреннего края главного пояса находятся группы тел, чьи орбиты могут пересекаться с орбитами Земли и планет земной группы. К главным объектам относятся группы Аполлона, Амура, Атона. Их орбиты не стабильные, зависящие от влияния Юпитера и остальных планет. Деление на группы таких астероидов достаточно условно, потому что они могут переходить из группы в группу. Такие объекты пересекают орбиту Земли, что создаёт потенциальную угрозу. Земную орбиту периодически пересекают около 2000 объектов, размер которых больше 1 км.

Они являются либо обломками более крупных астероидов, либо кометными ядрами, с которых испарились все льды. Через 10 — 100 млн. лет эти тела обязательно упадут на планету, которая их притягивает, или на Солнце.

Астероиды в прошлом Земли

Самым известным событием такого плана стало падение астероида 65 млн. лет назад, когда погибла половина всего живущего на планете. Считается, что размер упавшего тела был порядка 10 км, а эпицентром стал Мексиканский залив. На Таймыре также обнаружены следы стокилометрового кратера (в излучине реки Попигай). На поверхности планеты насчитывается около 230 астроблем – крупных ударных кольцевых образований.

Состав

Астероиды можно классифицировать по химическому составу и морфологии. Определить размеры такого небольшого тела как астероид в огромной Солнечной системе, которое к тому же не излучает свет, чрезвычайно трудно. Это помогает осуществить фотометрический метод — измерение блеска небесного тела. По свойствам и характеру отражённого света судят о свойствах астероидов. Так, с помощью этого метода все астероиды разделили на три группы:

Состав астероидов аналогичен метеоритному, ведь последние фактически являются их осколками. Минералогический состав их не отличается разнообразием. Выявлено всего около 150 минералов, тогда как на Земле их больше 1000.

Другие астероидные пояса

Подобные космические объекты существуют и за пределами орбиты Юпитера. Их достаточно много на периферийных участках Солнечной системы. За орбитой Нептуна находится пояс Койпера, в котором сосредоточены сотни объектов с размерами от 100 до 800 км.

Между поясом Койпера и главным поясом астероидов находится ещё одно собрание подобных объектов, относящихся к «классу Кентавров». Основным их представителем стал астероид Хирон, который иногда притворяется кометой, покрываясь комой и распуская хвост. Этот двуликий тип имеет размер прядка 200 км и является доказательством, что между кометами и астероидами есть много общего.

Гипотезы происхождения

Что такое астероид — осколок другой планеты или протовещество? Это пока загадка, разрешить которую пытаются давно. Вот две основные гипотезы:

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.

Крупнейшие астероиды

Паллада. Второй по размерам объект астероидного пояса, но с переводом Цереры в статус карликовой планеты, стал крупнейшим астероидом. Его параметры 582х556х500 км. Облёт светила совершается за 4 года со скоростью 17 км/сек. Сутки на Палладе составляют 8 часов, а температура поверхности 164° К.

Веста. Этот астероид стал самым ярким и единственным, который можно увидеть без применения оптики. Габариты тела – 578х560х458 км, и только ассиметричная форма не позволяет отнести Весту к карликовым планетам. Внутри неё железо-никелевое ядро, а вокруг – каменная мантия.

На Весте много больших кратеров, крупнейший из которых имеет в поперечнике 460 км и расположен в районе южного полюса. Глубина этого образования достигает 13 км, а края его вознеслись над окрестной равниной на 4 – 12 км.

Евгения. Этот достаточно крупный астероид диаметром 215 км. Интересен тем, что у него имеются два спутника. Ими стали Маленький принц (13 км) и S/2004 (6 км). Они удалены от Евгении соответственно на 1200 и 700 км.

Изучение

Начало детального изучения астероидов положили аппараты «Пионер». Но первым сделал снимки объектов Гаспра и Ида аппарат «Галилео» в 1991 году. Детальное обследование также было произведено аппаратами NEAR Shoemaker и «Хаябуса». Целью их стали Эрос, Матильда и Итокава. С последнего даже были доставлены частицы грунта. В 2007 году к Весте и Церере отправилась станция Dawn, достигшая Весты 16 июля 2011 года. В этом году станция должна прибыть к Церере, а потом она попытается достичь Паллады.

Вряд ли на астероидах отыщется какая-либо жизнь, но там наверняка есть много интересного. Можно ожидать многого от этих объектов, но не хочется только одного: неожиданного их прилёта к нам в гости.

Источник

Астероид

Астеро́ид — относительно небольшое небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды значительно уступают по массе и размерам планетам, имеют неправильную форму, и не имеют атмосферы, хотя при этом и у них могут быть спутники.

Содержание

Определения

Термин астероид (от др.-греч. ἀστεροειδής — «подобный звезде», из ἀστήρ — «звезда» и εῖ̓δος — «вид, наружность, качество») был введён Уильямом Гершелем на основании того, что эти объекты при наблюдении в телескоп выглядели как точки звёзд — в отличие от планет, которые при наблюдении в телескоп выглядят дисками. Точное определение термина «астероид» до сих пор не является установившимся. До 2006 года астероиды также называли малыми планетами.

Астероиды в Солнечной системе

В настоящий момент в Солнечной системе обнаружены сотни тысяч астероидов. По состоянию на 6 сентября 2011 в базах данных насчитывалось 84 993 238 объектов, у 560 021 точно определены орбиты и им присвоен официальный номер. [2] 15 615 из них на этот момент имели официально утверждённые наименования. [3] Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1,1 до 1,9 миллиона объектов, имеющих размеры более 1 км. [4] Большинство известных на данный момент астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера.

Самым крупным астероидом в Солнечной системе считалась Церера, имеющая размеры приблизительно 975×909 км, однако с 24 августа 2006 года она получила статус карликовой планеты. Два других крупнейших астероида (2) Паллада и (4) Веста имеют диаметр

500 км. (4) Веста является единственным объектом пояса астероидов, который можно наблюдать невооружённым глазом. Астероиды, движущиеся по другим орбитам, также могут быть наблюдаемы в период прохождения вблизи Земли (см., например, (99942) Апофис).

Изучение астероидов

Изучение астероидов началось после открытия в 1781 году Уильямом Гершелем планеты Уран. Его среднее гелиоцентрическое расстояние оказалось соответствующим правилу Тициуса — Боде.

В конце XVIII века Франц Ксавер (англ.) русск. организовал группу, включавшую 24 астрономов. С 1789 года эта группа занималась поисками планеты, которая, согласно правилу Тициуса-Боде, должна была находиться на расстоянии около 2,8 астрономических единиц от Солнца — между орбитами Марса и Юпитера. Задача состояла в описании координат всех звёзд в области зодиакальных созвездий на определённый момент. В последующие ночи координаты проверялись, и выделялись объекты, которые смещались на большее расстояние. Предполагаемое смещение искомой планеты должно было составлять около 30 угловых секунд в час, что должно было быть легко замечено.

По иронии судьбы первый астероид, Церера, был обнаружен итальянцем Пиацци, не участвовавшим в этом проекте, случайно, в 1801 году, в первую же ночь столетия. Три других — (2) Паллада, (3) Юнона и (4) Веста были обнаружены в последующие несколько лет — последний, Веста, в 1807 году. Ещё через 8 лет бесплодных поисков большинство астрономов решило, что там больше ничего нет, и прекратило исследования.

Однако Карл Людвиг Хенке проявил настойчивость, и в 1830 году возобновил поиск новых астероидов. Пятнадцать лет спустя он обнаружил Астрею, первый новый астероид за 38 лет. Он также обнаружил Гебу менее чем через два года. После этого другие астрономы подключились к поискам, и далее обнаруживалось не менее одного нового астероида в год (за исключением 1945).

В 1891 году Макс Вольф впервые использовал для поиска астероидов метод астрофотографии, при котором на фотографиях с длинным периодом экспонирования астероиды оставляли короткие светлые линии. Этот метод значительно ускорил обнаружение новых астероидов по сравнению с ранее использовавшимися методами визуального наблюдения: Макс Вольф в одиночку обнаружил 248 астероидов, начиная с (323) Брюсия, тогда как до него было обнаружено немногим более 300. Сейчас, век спустя, только несколько тысяч астероидов идентифицировано, пронумеровано и поименовано. Известно об их гораздо большем количестве, однако учёные не очень беспокоятся об их изучении, называя астероиды «космическим сбродом» («vermin of the skies»).

Именование астероидов

Сначала астероидам давали имена героев римской и греческой мифологии, позднее открыватели получили право называть их как угодно — например, своим именем. Вначале астероидам давались преимущественно женские имена, мужские имена получали только астероиды, имеющие необычные орбиты (например, Икар, приближающийся к Солнцу ближе Меркурия). Позднее и это правило перестало соблюдаться.

После получения имени официальное именование астероида состоит из числа (порядкового номера) и названия — (1) Церера, (8) Флора и т. д.

Определение формы и размеров астероида

Метод поляриметрии заключается в определении размера на основании яркости астероида. Чем больше астероид, тем больше солнечного света он отражает. Однако яркость астероида сильно зависит от альбедо поверхности астероида, что в свою очередь определяется составом слагающих его пород. Например, астероид Веста из-за высокого альбедо своей поверхности отражает в 4 раза больше света, чем Церера и является самым заметным астероидом на небе, который иногда можно наблюдать невооружённым глазом.

Однако само альбедо тоже можно определить достаточно легко. Дело в том, что чем меньше яркость астероида, то есть чем меньше он отражает солнечной радиации в видимом диапазоне, тем больше он её поглощает и, нагреваясь, излучает её затем в виде тепла в инфракрасном диапазоне.

Классификация астероидов

Общая классификация астероидов основана на характеристиках их орбит и описании видимого спектра солнечного света, отражаемого их поверхностью.

Группы орбит и семейства

Астероиды объединяют в группы и семейства на основе характеристик их орбит. Обычно группа получает название по имени первого астероида, который был обнаружен на данной орбите. Группы — относительно свободные образования, тогда как семейства — более плотные, образованные в прошлом при разрушении крупных астероидов от столкновений с другими объектами.

Спектральные классы

В 1975 году Кларк Р. Чапмен (Clark R. Chapman), Дэвид Моррисон (David Morrison) и Бен Целлнер (Ben Zellner) разработали систему классификации астероидов, опирающуюся на показатели цветности, альбедо и характеристики спектра отражённого солнечного света. [8] Изначально эта классификация определяла только три типа астероидов [9] :

Этот список был позже расширен и число типов продолжает расти по мере того, как детально изучается все больше астероидов:

Следует учитывать, что количество известных астероидов, отнесённых к какому-либо типу, не обязательно соответствует действительности. Некоторые типы достаточно сложны для определения, и тип определённого астероида может быть изменён при более тщательных исследованиях.

Проблемы спектральной классификации

Изначально спектральная классификация основывалась на трёх типах материала, составляющего астероиды:

Однако существуют сомнения в том, что такая классификация однозначно определяет состав астероида. В то время, как различный спектральный класс астероидов указывает на их различный состав, нет никаких доказательств того, что астероиды одного спектрального класса состоят из одинаковых материалов. В результате, учёные не приняли новую систему, и внедрение спектральной классификации остановилось.

Распределение по размерам

Число астероидов заметно уменьшается с их размерами. Хотя это в целом соответствует степенному закону, есть пики при 5 км и 100 км, где больше астероидов, чем ожидалось бы в соответствии логарифмическому распределению. [10]

Приблизительное число астероидов N с диаметром больше чем D

D	100 м	300 м	500 м	1 км	3 км	5 км	10 км	30 км	50 км	100 км	200 км	300 км	500 км	900 км
N	25 000 000	4 000 000	2 000 000	750 000	200 000	90 000	10 000	1100	600	200	30	5	3	1

Образование астероидов

В модели Ниццы многие объекты пояс Койпера захватываются во внешнем поясе астероидов, на расстоянии более чем 2,6 а.е. Большинство из них были позже выбрасывается Юпитером, но те, что остались, могут быть астероидами класса D и, возможно, включают в себя Цереру. [13]

Опасность астероидов

В настоящий момент не существует астероидов, которые могли бы существенно угрожать Земле.

Чем больше и тяжелее астероид, тем большую опасность он представляет, однако и обнаружить его в этом случае гораздо легче. Наиболее опасным на данный момент считается астероид Апофис, диаметром около 300 м, при столкновении с которым в случае точного попадания может быть уничтожен большой город, однако никакой угрозы человечеству в целом такое столкновение не несёт. Представлять глобальную опасность могут астероиды более 10 км в поперечнике. Все астероиды такого размера известны астрономам и находятся на орбитах, которые не могут привести к столкновению с Землёй.

Источник