Астероиды солнечной системы

Астероиды

Астероиды – сравнительно небольшие небесные тела, движущиеся по орбите вокруг Солнца. Они значительно уступают по размерам и массе планетам, имеют неправильную форму и не имеют атмосферы.

В этом разделе сайта Kvant.Space каждый сможет узнать много интересных фактов об астероидах. Возможно, с некоторыми Вы уже знакомы, другие будут для Вас новыми. Астероиды – интересный спектр Космоса, и мы предлагаем Вам ознакомиться с ними как можно подробнее.

Термин «астероид» впервые был придуман известным композитором Чарльзом Берни и использован Уильямом Гершелем на основе того, что данные объекты при просмотре в телескоп смотрятся как точки звезд, в то время как планеты выглядят дисками.

До сих пор нет точного определения термина «астероид». Астероиды до 2006 года было принято называть малыми планетами.

Основной параметр, по которому их классифицируют, – размер тела. К астероидам относят тела с диаметром больше 30 м, а тела, имеющие меньший размер, называют метеоритами.

Международный астрономический союз в 2006 году отнес большинство астероидов к малым телам нашей Солнечной системы.

На сегодняшний день в Солнечной системе выявлено сотни тысяч астероидов. На 11 января 2015 года в базе данных числится 670474 объекта, из числа которых у 422636 определены орбиты, они имеют официальный номер, более 19 тыс.

из них имели официальные наименования. По мнению ученых, в Солнечной системе может быть от 1,1 до 1,9 млн объектов, размером больше 1 км.

Большинство астероидов, известных на текущий момент, находится в пределах пояса астероидов, находящегося между орбитами Юпитера и Марса.

Самый большой астероид в Солнечной системе – Церера, имеющая размеры примерно 975х909 км, но с 24 августа 2006 г. ее отнесли в число карликовых планет.

Остальные два крупных астероида (4) Веста и (2) Паллада имеют диаметр около 500 км. Причем (4) Веста – это единственный объект пояса астероидов, который видно невооруженным глазом.

Все астероиды, которые двигаются по другим орбитам, могут прослеживаться в период прохождения вблизи нашей планеты.

Что касается общего веса всех астероидов главного пояса, то его оценивают в 3,0 – 3,6•1021 кг, что составляет примерно 4% от веса Луны. Однако на массу Цереры приходится около 32% от всей массы (9,5•1020 кг), а вместе с тремя другими крупными астероидами – (10) Гигея, (2) Паллада, (4) Веста – 51%, то есть большинство астероидов отличаются ничтожной массой по астрономическим меркам.

Изучение астероидов

После того как Уильям Гершель в 1781 году открыл планету Уран, начались первые открытия астероидов. Среднее гелиоцентрическое расстояние астероидов соответствует правилу Тициуса-Боде.

Франц Ксавер в конце 18 века создал группу из двадцати четырех астрономов. Начиная с 1789 года данная группа специализировалась на поисках планеты, которая согласно правилу Тициуса-Боде должна располагаться на расстоянии примерно 2,8 астрономических единиц (а.е.) от Солнца, а именно между орбитами Юпитера и Марса.

Основная задача заключалась в описании координат звезд, находящихся в области зодиакальных созвездий на конкретный момент. Координаты проверялись в последующие ночи, выделялись объекты, смещающиеся на большие расстояния.

По их предположению смещение искомой планеты должно составлять около тридцати угловых секунд в час, что было бы очень заметно.

Первый астероид, Церера, был выявлен итальянцем Пиации, который не участвовал в данном проекте, совершенно случайно, в первую же ночь столетия – 1801 год.

Три остальных – (2) Паллада, (4) Веста и (3) Юнона – были обнаружены в следующие несколько лет. Самой последней (в 1807 году) была Веста.

Еще через восемь лет бессмысленных поисков многие астрономы решили, что там больше нечего искать, и отказались от всяких попыток.

 Но Карл Людвиг Хенке выявлял настойчивость и в 1830 г. опять приступил к поиску новых астероидов. Через 15 лет он обнаружил Астрею, которая была первым астероидом за 38 лет. И уже через 2 года обнаружил Гебу. После этого к работе подключились другие астрономы, и затем обнаруживалось не меньше одного нового астероида в год (кроме 1945 г.).

Метод астрофотографии для поиска астероидов впервые использовал Макс Вольф в 1891 году, согласно с которым на фото с длинным периодом экспонирования астероиды оставляли светлые короткие линии.

Такой метод существенно ускорил выявление новых астероидов по сравнению с методами визуального наблюдения, использованными ранее. В одиночку Максу Вольфу удалось обнаружить 248 астероидов, тогда как до него немногим удалось найти больше 300.

В наше время 385 000 астероидов имеют официальный номер, а 18 000 из них – еще и имя.

Пять лет назад две независимые группы астрономов из Бразилии, Испании и США заявили, что одновременно выявили водяной лед на поверхности Фемиды, одного из крупнейших астероидов. Их открытие позволило узнать происхождение воды на нашей планете. В начале своего существования она была слишком горячая, не в состоянии удержать большое количество воды.

Данное вещество появилось позднее. Ученые предположили, что воду на Землю занесли кометы, но только изотопные составы воды в кометах и земной воды не совпадают. Поэтому можно предположить, что она попала на Землю при ее столкновении с астероидами. Вместе с тем ученые обнаружили на Фемиде сложные углеводороды, в т.ч. молекулы – предшественники жизни.

Название астероидов

Изначально астероидам давали имена героев греческой и римской мифологии, позже открыватели могли называть их, как им захочется, вплоть до своего имени. Сначала астероидам почти всегда давали женские имена, мужские же получали только те астероиды, которые имели необычные орбиты. С течением времени данное правило соблюдаться перестало.

Стоит отметить и то, что не любой астероид может получить имя, а только тот, орбита которого надежно вычислена. Нередко бывали случаи, когда астероид называли спустя много лет после открытия.

Пока орбита не была вычислена, астероиду давалось только временное обозначение, отображающее дату его открытия, к примеру, 1950 DA.

Первая буква означает номер полумесяца в году (в примере, как видите, это вторая половина февраля), соответственно, вторая обозначает его порядковый номер в указанном полумесяце (как видите, этот астероид был открыт первым). Цифры, как несложно догадаться, обозначают год.

Поскольку английских букв 26, а полумесяцев 24, в обозначении никогда не применялись две буквы: Z и I. В том случае, если число астероидов, открытых в течение полумесяца, будет больше 24, ученые возвращались к началу алфавита, а именно прописывая второй букве – 2, соответственно, при следующем возвращении – 3 и т.д.

Наименование астероида после получения имени состоит из порядкового номера (числа) и названия – (8) Флора, (1) Церера и т.д.

Определение размеров и формы астероидов

Первые попытки измерить диаметры астероидов, применяя метод прямого измерения видимых дисков посредством нитяного микрометра, предприняли Йоганн Шретер и Уильям Гершель в 1805 году.

Затем в 19 веке другими астрономами точно таким же методом проводились измерения самых ярких астероидов.

Основной недостаток такого способа – значительные расхождения результатов (к примеру, максимальные и минимальные размеры Цереры, которые были получены астрономами, отличались в 10 раз).

Современные методы определения размеров астероидов состоят из методов поляриметрии, тепловой и транзитной радиометрии, спекл-интерферометрии, радиолокационного метода.

Один из самых качественных и простых – транзитный метод. При движении астероида относительно Земли он может проходить на фоне отделенной звезды. Такое явление получило название «покрытие звезд астероидами».

Измерив длительность снижения яркости звезды и имея данные о расстоянии до астероида, можно точно определить его размер. Благодаря такому методу можно точно вычислить размеры крупных астероидов, по типу Паллады.

Сам метод поляриметрии состоит в определении размера на основе яркости астероида. От величины астероида зависит количество солнечного света, который он отражает.

Но во многом яркость астероида зависит от альбедо астероида, что определяется составом, из которого состоит поверхность астероида.

К примеру, из-за высокого альбедо астероид Веста отражает в четыре раза больше света по сравнению с Церерой и считается самым заметным астероидом, который нередко можно заметить даже невооруженным глазом. 

Однако само альбедо тоже очень легко определяется. Чем меньше яркость астероида, то есть чем он меньше отражает в видимом диапазоне солнечной радиации, тем, соответственно, больше он ее поглощает, после того как он нагревается, излучает ее в виде тепла в инфракрасном диапазоне.

Также он может быть использован для вычисления формы астероида посредством регистрации изменения его блеска во время вращения, так и для определения периода данного вращения, а также для выявления наиболее крупных структур на поверхности. К тому же результаты, полученные посредством инфракрасных телескопов, используются для определения размеров посредством тепловой радиометрии.

Астероиды и их классификация

В основе общей классификации астероидов лежат характеристики их орбит, а также описание видимого спектра солнечного света, который отражается их поверхностью.

Астероиды принято объединять в группы и семейства, опираясь на характеристики их орбит.

Чаще всего группа астероидов получает название по имени самого первого обнаруженного на данной орбите астероида.

Группы – сравнительно свободное образование, в то время как семейства – более плотные, сформировавшиеся в прошлом при разрушении больших астероидов в результате столкновения с прочими объектами.

Спектральные классы

Бен Целлнер, Дэвид Моррисон, Кларк Р. Чампен в 1975 году разработали общую систему классификации астероидов, которая опиралась на показатели альбедо, цвета и характеристики спектра отраженного солнечного света. В самом начале данная классификация определяла исключительно 3 типа астероидов, а именно:

— Класс С – углеродные (большинство известных астероидов).

— Класс S – силикатные (около 17% известных астероидов).

— Класс М – металлические.

Данный список по мере изучения все большего числа астероидов был расширен. Появились следующие классы:

— Класс А – отличаются высоким альбедо и красноватым цветом в видимой части спектра.

— Класс B – относятся к астероидам класса C, вот только они не поглощают волны ниже 0,5 микрон, а их спектр немного голубоватый. В целом альбедо выше по сравнению с другими углеродными астероидами.

— Класс D – имеют низкое альбедо и ровный красноватый спектр.

— Класс E – поверхность данных астероидов содержит в своем составе энстатит и имеет сходство с ахондритами.

— Класс F – схожи с астероидами B класса, но не имеют следов «воды».

— Класс G – имеют низкое альбедо и практически плоский спектр отражения в видимом диапазоне, что говорит о сильном УФ-поглощении.

— Класс P – точно так же, как и астероиды D-класса, отличаются низким альбедо и ровным красноватым спектром, не имеющим четких линий поглощения.

— Класс Q – имеют широкие и яркие линии пироксена и оливина на длине волны в 1 микрон и особенности, говорящие о наличии металла.

— Класс R – отличаются сравнительно высоким альбедо и на длине 0,7 мкм имеют красноватый спектр отражения.

— Класс Т – отличаются красноватым спектром и низким альбедо. Спектр похож на астероиды D и P классов, но занимает промежуточное положение по наклону.

— Класс V – характеризуются умеренными яркими и схожими к более общему S-классу, которые тоже в большей степени состоят из силикатов, камня и железа, но отличаются высоким содержанием пироксена.

— Класс J – класс астероидов, которые образовались предположительно из внутренних частей Весты. Несмотря на то что их спектры приближены к спектрам астероидов класса V, на длине волн 1 микрон их отличают сильные линии поглощения.

Читайте также:  Прозрачные реки бониту (bonito), бразилия

https://www.youtube.com/watch?v=RLHuk3JJH_A

Стоит учитывать, что число известных астероидов, которые относятся к определенному типу, необязательно отвечает действительности. Многие типы сложны для определения, тип какого-то астероида может изменяться при более подробных исследованиях.

Распределение астероидов по размерам

С ростом размеров астероидов их количество заметно уменьшалось. Несмотря на то что в целом это отвечает степенному закону, существуют пики при 5 и 100 километрах, где больше астероидов, чем это прогнозировалось в соответствии с логарифмическим распределением.

 Как образовывались астероиды

Ученые полагают, что в поясе астероидов планетезимали эволюционировали точно так же, как и в прочих областях солнечной туманности до того, пока планета Юпитер не достигла своей нынешней массы, после чего в результате орбитальных резонансов с Юпитером из пояса 99% планетезималей было выброшено.

Моделирование и скачки спектральных свойств и распределений скоростей вращений показывают, что астероиды, имеющие диаметр больше 120 километров, сформировались в результате аккреции в эту раннюю эпоху, тогда как меньшие тела представляют собой осколки от столкновений между разными астероидами после или во время рассеивания гравитацией Юпитера изначального пояса.

Вести и Церера приобрели габаритный размер для гравитационной дифференциации, во время которой тяжелые металлы погрузились к ядру, а из относительно скальных пород сформировалась кора. Что касается модели Ниццы, множество объектов пояса Койпера сформировались во внешнем поясе астероидов, на расстоянии больше чем 2,6 астрономических единиц.

Причем позже большинство из них были выброшены гравитацией Юпитера, но те, что сохранились, могут относиться к астероидам класса D, в том числе и Церера.

Угроза и опасность от астероидов

Несмотря на то что наша планета существенно больше всех астероидов, столкновение с телом, имеющим размер больше 3 километров, может стать причиной уничтожения цивилизации. Если размер меньший, но более 50 м в диаметре, то он может привести к гигантскому экономическому ущербу, включая многочисленные жертвы.

Чем тяжелее и больше астероид, тем, соответственно, он представляет большую опасность, но и выявить его в данном случае куда проще. На данный момент самым опасным является астероид Апофис, диаметр которого составляет около 300 метров, при столкновении с ним может быть уничтожен целый город. Но, по мнению ученых, в целом никакой угрозы человечеству при столкновении с Землей он не несет.

Астероид 1998 QE2 приблизился к планете 1 июня 2013 года на самое близкое расстояние (5,8 млн км) за последние двести лет. 

Если Вы хотите постоянно быть в курсе последних новостей и узнать больше информации об астероидах, рекомендуем следить за новостями и интересными публикациями этого раздела сайта Kvant.Space.

Источник: http://kvant.space/asteroidy

Пояс астероидов

Солнечная система > Пояс астероидов

 |

Пояс астероидов – область между Марсом и Юпитером, населенная небольшими космическими телами: обнаружение, структура, состав, список объектов, исследование.

В 18 веке ученые могли составить примерную картину нашей Солнечной системы, изучив орбитальные пути планет. Отсюда появился закон Тиция-Боде, предсказавший пространственные промежутки между планетами. Четко вырисовывалось, что между Марсом и Юпитером наблюдается примечательный разрыв, привлекший внимание исследователей.

Кроме того, в объективы начали попадать мелкие тела, которые позже именуют «астероидами», а затем вышли и на сам «пояс».

Обнаружение Пояса астероидов

В 1800 году проблему закона Тиция-Боде планировал решить Франц Ксавер фон Зак. Он собрал астрономический клуб «Объединенное космическое сообщество», куда также вошел Уильям Гершель.

Удивительно, что первый крошечный объект 1 января 1801 года заметил Джузеппе Пьяцци, который получил приглашение, но официально членом клуба еще не числился.

Сравнение Цереры (слева) и Тефия (справа)

Изначально он посчитал, что это комета, но стало ясно, что у нее нет комы. Он назвал находку Церера и предположил, что столкнулся с планетой. Через 15 месяцев Генрих Ольберс нашел второе тело в том же участке – 2 Паллада.

По внешнему виду объекты мало отличались от звезд, так как даже в максимальном увеличении не разрешались на диски. Но стремительное движение указывало на орбитальный характер. Уильям Гершель предложил создать класс «астероиды».

В 1807 году находят 3 Джуно и 4 Веста, в 1845-м – 5 Астрея. В 1850-х гг. термин «астероиды» вошел в широкое употребление, а объекты находились все чаще. Постепенно начали использовать и «пояс астероидов», хотя точного первоисточника не нашли.

Астероиды внутренней системы и Юпитера: астероидный пояс в виде пончика находится между Юпитером и Марсом

В 1868 году существовал список из 100 астероидов, а с появлением фотографии в 1891 году удалось существенно увеличить количество. До 1921 года нашли 1000 объектов, в 1981 году – 10000, а в 2000-м – 100000. Современные системы применяют автоматические программы поиска.

Структура пояса Астероидов

Несмотря на распространенное заблуждение, астероидный пояс выступает по большей части пустым пространством, где объекты отдалены на большие дистанции. Но мы знаем о присутствии сотен тысяч астероидов, а общее число может приближаться к миллиону. Примерно 200 объектов в диаметре охватывают 100 км, а ИК-обзор показал 0.7-1.7 млн. астероидов с протяжностью в 1 км и больше.

Сравнение размеров некоторых астероидов главного Пояса

Пояс отдален от Солнца на 2.2-3.2 а.е. и охватывает в протяжности 1 а.е. Общая масса достигает от 2.8 х 1021 кг до 3.2 х 1021 кг, что приравнивается к 4% лунной. Примерно половина массы уходит на 4 крупнейших объекта: Церера (1/3), 4 Веста, 2 Паллада и 10 Гигея.

Главную популяцию пояса иногда делят на три зоны, основанные на разрыве Кирквуда. Его наименовали в честь Даниэля Кирквуда, который в 1866 году нашел зазоры между орбитальными путями астероидов.

Зона I расположена между резонансами 4:1 и зазорами Кирквуда 3:1, что соответствует удаленности от Солнца на 2.6 а.е. и 2.5 а.е. Зона II продолжается от конца I до резонансной щели 5:2 (2.88 а.е.). Зона III идет от внешнего края II до зазора 2:1 (3.28 а.е.).

Пояс также делят на внутренний и внешний, где первый формируется приближенными к Марсу астероидами, а внешний ближе к орбитальному пути Юпитера. Астероиды с удаленностью в 2.06 а.е. от звезды можно воспринимать как внутреннюю границу.

Температура в поясе меняется в зависимости от удаленности от солнечных лучей. Для внутренних частичек градус понимается к -73°С при дистанции в 2.2 а.е. и до -108°С при 3.2 а.е.

Состав пояса Астероидов

Многие астероиды представлены скалистым материалом, но некоторые располагают железом и никелем. Остальные обладают примесями углеродов, льдом и летучими веществами.

Изображение Весты, полученное во время близкого прохода аппарата Dawn в 2011-м году

На территории пояса проживает три вида астероидов: С (углеродистые), S (силикатные) и М (металлические). С-тип богат на углерод, доминирует над внешними территориями и вмещает более 75% наблюдаемых объектов. По поверхностному составу соотносятся с углеродистыми медно-хондритовыми метеоритами, а спектры демонстрируют древнюю Солнечную систему.

S-тип чаще встречаются во внутренней части при удаленности в 2.5 а.е. от Солнца. Обычно представлены силикатами и некоторыми металлами. Полагают, что их материал изменился со временем из-за плавления и реформации.

ОбъектСредний диаметрОбъём(109 км3)Масса1017 кгПлотностьг/см3Тип объекта
Церера 950,0 км 0,437 9500 2,08 Карликовая планета
Паллада 532,0 км 0,078 2110 2,8 Астероид
Веста 529,2 км 0,078 2620 3,42 Астероид
Гигея 407,12 км 0,04 885 2,5 Астероид
Эрос 16,84 км ? (0,0669 ± 0,00002) 2,670 Астероид
Ида 59,8 × 25,4 × 18,6 км ? 0,42 2,6 ± 0,5 Астероид
Аннафранк 6,6 x 5,0 x 3,4 км ? 0,0013 2,300 Астероид
Матильда 66 × 48 × 46 км ? (1,033 ± 0,044) 1,300 ± 0,2 Астероид
Итокава 0,33 км ? 0,0000000351 1,9 ± 0,13 Астероид

М-типа представляют 10% от общего количества и наполнены железо-никелевым и силикатным соединениями. Есть предположение, что определенная часть могла появиться из металлических ядер дифференцированных астероидов.

Есть также редкая разновидность V-типа (базальтовые). В 2001 году предположили, что большая часть базальтовых астероидов произошла от Веста. Но потом выяснили, что они отличались по составу. Считается, что их должно быть много, но 99% предсказанных объектов просто отсутствуют.

Семейства и группы пояса Астероидов

Примерно 1/3 объектов в поясе входит в семейства. Они делятся по сходству в орбитальных особенностях, вроде эксцентриситета, орбитального наклона и прочих спектральных признаков. Могли сформироваться при столкновении с более крупными объектами, которые позже распались на мелкие тела.

Художественная концепция создания астероидных семей

Среди наиболее известных семейств стоит вспомнить группы Флоры, Эвномы, Корониса, Эоса и Темис. Семья Флоры считается одной из крупнейших и вмещает более 800 объектов. Могла появиться из-за удара миллиард лет назад. Находится во внутренней области пояса. Объекты относятся к S-типу и составляют 4-5% от общего астероидного количества.

https://www.youtube.com/watch?v=s_GyDtiY0lg

В Эвноме проживают тела S-типа. Наименование взято от богини права и порядка. Тела находятся в промежуточном поясе и охватывают 5%. Примерно 300 астероидов живет в Коронисе. Среди них крупнейшим выступает 208 Лакримоса, простирающийся на 41 км.

Семья Эоса отдалена на 2.96-3.03 а.е. и появилась после удара 1-2 млрд. лет назад. Включает 4400 участников, напоминающих S-тип. Но ИК-анализ показывает отличия, поэтому отнесли в собственную категорию (К).

Наблюдаемые астероиды демонстрируют кратерные поверхности

Группа Темис расположена на внешней территории пояса при удаленности в 3.13 а.е. Среди объектов примечательным кажется 24 Темис, относящийся к С-типу. Крупнейшим считается Веста, а одноименное семейство сформировалась из-за столкновений.

Также в поясе можно найти пылевые линии с радиусами частичек до нескольких сотен микрометров. Мелкий материал создается при астероидных столкновениях. Есть три линии с похожими орбитальными наклонами.

Происхождение Пояса Астероидов

Изначально полагали, что астероидный пояс – результат уничтожения крупной планеты, расположенной между Марсом и Юпитером. Эту теорию предложили Г. Олбдерс и У. Гершель. Но ее отбросили.

Художественная интерпретация ранней Солнечной системы, где столкновения частичек в аккреционном диске вызвало формирование планетезималей

Прежде всего, для уничтожения планеты потребуется огромное количество энергии. К тому же, факт в том, что весь астероидный объем по массе достигает всего лишь 4% лунной. Да и сами объекты отличаются по химическому составу.

Сегодняшний вывод состоит в том, что астероиды выступают остаточным материалом ранней системы и они никогда не были частью планеты. В первые миллионы лет, когда гравитационная аккреция привела к планетному формированию, скопления материала слились в крупные объекты. Но на территории астероидного пояса планетезимали поддались мощной гравитации Юпитера и не смогли слиться.

Но не стоит воспринимать астероиды как первоначальный материал системы. Они прошли сквозь длительный эволюционный этап (внутреннее нагревание, поверхностное таяние от столкновений и космическое выветривание). Поэтому современный пояс вмещает лишь незначительную массу изначального.

Компьютерные модели полагают, что ранняя массивность сопоставлялась с земной. Из-за гравитационных колебаний большую часть выбросило спустя миллион лет после формирования. При создании первого астероида температура на удаленности 2.7 а.е. от Солнца соответствовала «снежной линии» (ниже точки замерзания воды).

Изучение пояса Астероидов

Астероиды рассредоточены в пространстве, поэтому аппараты путешествуют по поясу без повреждений. Вероятность столкновения: 1 к миллиарду.

Космический корабль Dawn прибывает к астероиду Веста

В 10972 году Пионер-10 стал первым аппаратом, пролетевшим сквозь астероидный пояс на пути к Юпитеру. На тот момент боялись, что осколки могут повредить корабль. Но он, вместе с 11-й миссией, прошел успешно. Далее были Вояджеры-1 и 2, Уллис, Галилео, NEAR, Кассини, Звездная Пыль, Новые Горизонты, Розетта и Dawn.

Читайте также:  Оаэ. география, описание и характеристики

По большей части эти миссии предназначались для исследования внешней системы и ее объектов. Конкретно за астероидами следили Dawn, NEAR и Хаябуса. Dawn полетел к Веста в 2011-2012 гг. и потом направился к Церере.

В будущем рассматривают возможность использовать астероиды как ресурсы – драгоценные металлы, материалы и летучие вещества. Некоторые даже строят планы по колонизации крупных объектов.

Ссылки

(1

Источник: http://v-kosmose.com/asteroidyi-solnechnoy-sistemyi/

Главный пояс астероидов Солнечной системы

Главный пояс астероидов — область Солнечной системы, расположенная между орбитами Марса и Юпитера, являющаяся местом скопления множества объектов всевозможных размеров, преимущественно неправильной формы, называемых астероидами или малыми планетами.

Эту область также часто называют главным поясом астероидов или просто главным поясом, подчёркивая тем самым её отличие от других подобных областей скопления малых планет, таких как пояс Койпера за орбитой Нептуна или скопления объектов рассеянного диска.

Главный пояс астероидов

Первые астероиды пояса были обнаружены астрономами еще вначале XIX века. Сегодня, пояс астероидов известен астрономам, как одно из крупнейших скоплений космических объектов, находящихся в Солнечной системе.

Данные космических объекты, также известные как «малые планеты», имеют размеры от нескольких сотен метров до нескольких сотен километров.

Как минимум 300 тысяч таких огромных каменных объектов перемещаются по собственным орбитам в поясе астероидов Солнечной системы.

В 1802 году немецкий врач Ольберс, увлекавшийся астрономией, открыл неподалеку от Цереры новый астероид, который назвали Паллада. В 1804 году была открыта Юнона, в 1807 году – Веста.

Их средний диаметр составляет более 400 км, а самый крупный из них, Церера, единственная в главном поясе карликовая планета, имеет диаметр более 950 км и вдвое превышает суммарную массу Паллады и Весты. Но большинство астероидов, которых насчитывается несколько миллионов, значительно меньше, вплоть до нескольких десятков метров.

Большинство объектов Пояса Астероидов сосредоточено ближе к Юпитеру, поскольку мощное гравитационное поле Газового Гиганта переманивает их на свою сторону. Хотя Пояс Астероидов насчитывает большое количество объектов, все же из-за большого объема пространства они находятся на больших расстояниях друг от друга.

Поэтому, попав в область Пояса, можно годами в нем находится, но так и не встретить ни одного астероида или комету.

Главной отличительной чертой, характеризующей отдельные астероиды, является их спектр, по которому можно судить о химическом составе данного тела.

Подавляющее большинство объектов в главном поясе составляют астероиды трёх основных классов: тёмные углеродные астероиды класса C, светлые силикатные астероиды класса S и металлические астероиды класса M. Существуют астероиды и других, более специфических классов, но их содержание в поясе крайне незначительно.

Все эти классы астероидов, особенно металлические, представляют интерес с точки зрения космической индустрии в целом и промышленного освоения астероидов в частности. Астероиды движутся по орбитам вокруг Солнца в том же направлении, что и планеты, в зависимости от величины большой полуоси, их период обращения колеблется от 3,5 до 6 лет.

Большинство астероидов, движется по орбитам с эксцентриситетом не более 0,4, но существует немало астероидов, движущихся по сильно вытянутым орбитам.

Наряду с астероидами, в поясе существуют также шлейфы пыли, состоящие из микрочастиц радиусом в несколько сотен микрометров, которые образовались в результате столкновений между астероидами и их бомбардировки микрометеоритами. Однако эта пыль под действием солнечной радиации постепенно по спирали движется к Солнцу. Сочетание астероидной пыли и пыли, выбрасываемой кометами, даёт явление зодиакального света. Это слабое свечение простирается в плоскости эклиптики в виде треугольника, и его можно увидеть в экваториальных районах вскоре после захода или незадолго перед восходом Солнца.

Крупнейшие объекты пояса астероидов

Ныне принято считать астероидами все тела, размеры которых не менее 1 км. Тела меньших размеров получили название метеороидов. Кроме астероидов в Поясе находится порядка 20 мелких планет (или крупных астероидов), а также одна карликовая планета Церера.

Церера – карликовая планета

Диаметр — 950 км.
Расстояние до Солнца 413,9 млн. км.
Подобно планетам земной группы, на Церере произошла дифференциация вещества на силикатное ядро, окружённое ледяной мантией, и тонкую углеродную кору.

Веста – астероид

Диаметр — 525,4 км.
Расстояние до Солнца 353,2 млн. км.
Занимает первое место по яркости, второе место по массе и третье место по размеру.

Паллада – астероид

Диаметр — 512 км.
Расстояние до Солнца 414,7 млн. км.
Паллада подобно Урану, имеет довольно сильный наклон оси вращения, равный 34°, в то время как у трёх других крупнейших астероидов этот угол не превышает 10°.

Гигея – астероид

Диаметр — 407,12 км.
Расстояние до Солнца 350 млн. км.
Крупнейший углеродный астероид (75% всех астероидов углеродные), неправильной формы.

Астероидами считают тела диаметром более 30 м, меньшие называют метеороидами или метеоритами. Особо крупных тел в главном поясе астероидов довольно мало, например стокилометровых астероидов всего около 200, и известно порядка тысячи астероидов радиусом больше 15 км. Основное население главного пояса, судя по всему, образует несколько миллионов астероидов диаметром в десятки и сотни метров.

Малые объекты главного пояса астероидов

На начало 21-го века астрономам известно более 285 тысяч малых планет, находящихся в Большом (главном) поясе астероидов. Причем, огромное количество приходится на астероиды диаметром от 0,7 до 100 км. Как и следовало ожидать, такие небесные тела существуют без атмосферы.

Юнона – астероид

Диаметр — 233,92 км.
Расстояние до Солнца 400 млн. км.
Юнона — самый крупный астероид класса S после Эвномии. Его масса составляет 3 % массы крупнейшего тела Пояса астероидов — Цереры.

Антиопа – двойной астероид

Диаметр — 87,8 км.
Расстояние до Солнца 467 млн. км.
Антиопа — двойной астероид главного пояса. Компоненты системы обращаются вокруг общего центра масс на расстоянии 171 км.

Прослеживается довольно чёткая зависимость между составом астероида и его расстоянием от Солнца.

Как правило, каменные астероиды, состоящие из безводных силикатов, расположены ближе к Солнцу, чем углеродные глинистые астероиды, в которых часто обнаруживают следы воды, в основном в связанном состоянии, но возможно, и в виде обычного водяного льда.

При этом близкие к Солнцу астероиды обладают значительно более высоким альбедо, чем астероиды в центре и на периферии. Считается, что это связано со свойствами той части протопланетного диска, из которого формировались астероиды.

Во внутренних областях пояса влияние солнечной радиации было более значительно, что привело к выдуванию лёгких элементов, в частности, воды, на периферию. В результате вода сконденсировалась на астероидах внешней части пояса, а во внутренних областях, где астероиды прогреваются достаточно хорошо, её практически не осталось.

С точки зрения промышленного освоения астероиды являются одними из самых доступных тел в Солнечной системе. Ввиду малой гравитации посадка и взлёт с их поверхности требуют минимальных затрат топлива, а если использовать для разработки околоземные астероиды, то и стоимость доставки ресурсов с них на Землю будет низкой.

Астероиды могут быть источниками таких ценных ресурсов, как, например, вода (в виде льда), из которой можно получить кислород для дыхания и водород для космического топлива, а также различные редкие металлы и минералы, такие как железо, никель, титан, кобальт и платина, и, в меньшем количестве, другие элементы вроде марганца, молибдена, родия.

Главный пояс астероидов Солнечной системы

Источник: http://astroson.com/astronomiya/poyas-asteroidov-solnechnoy-sistemy/

Астероид, какой самый большой в поясе, орбиты и имена, скорость приближения и карта упавших, масса гигантских и размеры опасных

Долгое время человечество не имело представление о реальном составе Солнечной системы. Предполагалось, что единственным небесными телами являются планеты, их спутники и кометы. О существовании более мелких образований приходилось только догадываться, судя по тем следам, которые оставили на поверхности нашей планеты упавшие астероиды.

Для более точного изучения космического пространства не имелось ни технических средств, ни возможностей. Прогресс наступил только в начале XIX века, когда на помощь астрономам пришла математика.

Первые математические расчеты подтвердили предположение астрономов о том, что в пределах ближнего космоса существует множество мелких космических объектов.

Астероиды

История открытия астероидов

Еще Иоганн Кеплер в 1596 году, изучая расчеты, сделанные Коперником, отметил следующую особенность в положении орбит известных планет Солнечной системы. Все планеты земной группы имели орбиты, расположенные примерно в одном интервале друг от друга.

Область космического пространства между орбитами Марса и Юпитера явно не вписывалась в строгий порядок и выглядела достаточно широкой. Это натолкнуло ученого на мысль, что вероятно в этой части космоса должна быть еще одна планета, или, по крайней мере, какие ни будь следы ее существования.

Предположения Кеплера, сделанные много лет назад, остались неразрешенными до 1801 года, когда итальянский астроном Пиации сумел обнаружить в этой части космоса небольшой тусклый объект.

Церера

За вычисления точного местоположения нового объекта принялись все известные на то время ученые, включая математика Гаусса. В 1802 году состоялось очередное свидание с новым небесным телом, и, благодаря совместным усилиям математиков и астрономов, объект был обнаружен.

Первый астероид получил название Церера в честь древнеримской богини. Все последующие открытые астероиды получили названия, созвучные именам богинь древнеримского пантеона. Рядом с Церерой на космической карте появилась Паллада.

Чуть позже это список дополнился двумя другими подобными телами. В 1804 году Астроном Гардинг открыл Юнону, а через три года, все тот же Генрих Ольберс нанес на звездную карту название четвертого астроида — Весты.

Новые космические объекты назывались для удобства именами персонажей древнеримской мифологии. Благо древнеримская мифология располагала достаточным количеством персонажей, которые дали имена астероидам.

Так начался поход за малыми небесными телами, которых оказалось в Солнечной системе огромное множество.

Пояс астероидов в Солнечной системе

После того, как ученые сумели обнаружить Цереру, Палладу, Юнону и Весту — самые крупные и самые большие астероиды Солнечной системы — становится очевидным факт существования целого скопления подобных объектов.

Примерный состав пояса астероидов

В конце XIX продолжилось открытие новых объектов в этой части космоса. К 1957 году стало известно о существовании 389 других более мелких объектов.

Их природа и физические параметры дали все основания причислить подобные тела к классу астероидов.

Столь массовое скопление твердых небесных тел, напоминающих по своей форме и структуре осколки крупного небесного тела, получило название «пояс астероидов».

Пояс астероидов

Орбиты астероидов находятся примерно в одной плоскости, ширина которой составляет 100 тыс. км. Такой массив осколков в космосе натолкнул ученых на версию о планетарной катастрофе, которая произошла в системе нашей звезды миллиарды лет назад.

Ученые сходятся в мысли, что крупные и маленькие астероиды – это легендарная планета Фаэтон, расколовшаяся на мелкие части. Еще у древних греков ходил миф о том, что была в космосе планета, которая стала жертвой гравитационного противостояния Юпитера и Солнца.

Вероятно, пояс астероидов между Марсом и Юпитером и является реальным подтверждением того, что мы имеем дело с останками некогда существовавшей планеты.

Разрушение Фаэтона

После того, как удалось определить реальные масштабы и размеры пояса астероидов, стало понятно, откуда может исходить угроза нашей планете. Огромный массив каменных осколков является реальным источником метеоритной опасности, которая ставит под угрозу спокойное существование земной цивилизации.

Основная проблема заключается в том, что небесные тела небольшой массы не имеют достаточной устойчивости для стабильного положения на орбите. Находясь постоянно под влиянием крупных соседей Юпитера и Марса, астероиды могут вылетать из пояса астероидов подобно камню, выпущенному из пращи.

Куда полетит этот огромный космический булыжник в очередной раз, остается только гадать.

Читайте также:  Как написать изложение кратко и правильно?

Сейчас невозможно предположить и просчитать, куда упадет астероид, какими последствиям для землян грозит падение астероидов. Времени на принятие каких-то решений в плане спасения у нас останется крайне мало.

Вероятно по этой же причине с лица планеты Земля исчезли в свое время динозавры. Наша планета миллионы лет назад могла столкнуться с астероидом, в результате чего на Земле кардинально изменились условия обитания.

Падение астероида

Астрономические и физические данные самых крупных астероидов

Что касается самых крупных объектов Цереры, Паллады, Юноны и Весты, то им ответили отдельную ложу в астрономическом каталоге. Первый из них, самый крупный, был причислен к классу карликовых планет. Причиной такого решения послужило вращение этого небесного тела вокруг собственной оси.

Другими словами, помимо орбитального пути, крупные астероиды совершают собственное вращательное движение. Чем оно вызвано, точно установить не удается. Вероятно, тела продолжают вращаться по инерции, получив мощный импульс в момент образования.

Однако в отличие от Плутона и других карликовых планет, у Цереры нет спутников. Форма карликовой планеты традиционно планетарная, типичная для всех планет Солнечной системы. Астрономы допускают, что сферическая форма Цереры способствовала развитию планетарного магнетизма.

Соответственно у вращающегося вокруг собственной оси тела должен быть собственный центр тяжести.

Строение Цереры

Выяснилось, что обнаруженные небесные тела своими размерами значительно проигрывают планетам, к тому же имеют неправильную, камнеподобную форму. Размеры астероидов самые разнообразные, как и масса этих обломков. Так размер Цереры составляет 960 х 932 км. Установить точный диаметр астероидов не представляется возможным, ввиду отсутствия сферической формы.

Масса этой гигантской скалы составляет 8,958E20 кг. Паллада и Веста хотя и уступают Церере размерами, однако массу имеют в три, в четыре раза больше. Ученые допускают различную природу этих объектов. Церера представляет собой каменное тело, которое возникло при разломе планетарной коры.

Паллада и Веста могут быть остатками разорвавшегося ядра планеты, где преобладает железо.

Поверхность астероидов неоднородна. У одних объектов она достаточно ровная и гладка, словно оплавленный высокой температурой булыжник. Другие астероиды имеют поверхность с отсутствующими четкими деталями.

Нередко на поверхности крупных астероидов наблюдаются кратеры, свидетельствующие древней природе подобных объектов. Ни о какой атмосфере на столь малых по размеру небесных телах не может быть и речи.

Это обычные фрагменты строительного материала, которые вращаются по орбите вокруг Солнца под воздействием гравитационных сил.

Поверхность астероида Эрос

Общая масса всех небесных тел, которые обнаружены в поясе астероидов, ориентировочно составляет 2,3-3,2 астрономические единицы. На данный момент науке известно более 20000 астероидов из этого скопления. Средняя орбитальная скорость космических объектов, располагающихся в этой области, составляет 20 км/с. Период вращения вокруг Солнца варьируется в диапазоне 3,5-9 земных лет.

Опасные астероиды: чем грозит Земле столкновение с астероидом

Для того, чтобы иметь представление, с чем мы имеем дело, достаточно посмотреть на физические параметры некоторых астероидов, которые расположены на внутреннем крае пояса астероидов. Именно эти небесные объекты представляют наибольшую угрозу нашей планете. К ним относятся:

  • группа астероидов Амура;
  • группа объектов Аполлона;
  • группа астероидов Атона.

Все перечисленные объекты имеют нестабильные орбиты, которые в разное время могут пересекаться не только с Марсом, но и с орбитами других планет земной группы.

Ученые допускают, что в процессе орбитальных эволюций под действием гравитации Юпитера и других крупных тел Солнечной системы орбиты Амуров, Аполлонов и Атонов могут пересекаться с орбитальным путем планеты Земля.

Уже сейчас ученые вычислили, что орбиты некоторых астероидов из перечисленных групп в определенный период находятся внутри орбитального кольца Земли и даже Венеры.

Мелкие группы астероидов

Установлено, что до 800 подобных объектов имеют тенденцию к изменению своего орбитального пути. Однако следует брать во внимание сотни, тысячи мелких астероидов, с массой 10,50, 1000 и 10000 кг, которые также движутся в этом направлении.

Соответственно путем математических вычислений можно допустить вероятность столкновения Земли с таким космическим скитальцем. Последствия такого рандеву будут катастрофическими.

Даже небольшие астероиды, размерами океанский лайнер, упав на Землю, приведут к глобальной катастрофе.

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.

Источник: https://WarWays.ru/kosmos/asteroid.html

Астероиды

Астероиды представляют собой небольшие каменистые миры, вращающиеся в космическом пространстве вокруг нашего Солнца. Они имеют слишком маленький размер, чтобы называться планетами. Они также известны как планетоиды или маленькие планеты.

В общей сложности, масса всех астероидов меньше чем масса земной Луны. Однако это их размер и сравнительно небольшая масса, не делает их безопасными космическими объектами. Многие их них падали на поверхность Земли в прошлом и будут падать в будущем.

Это одна из причин, почему астрономы изучают астероиды и готовы узнать их орбиты движения и физические характеристики.

Большинство астероидов находиться в огромном кольце между орбитами Марса и Юпитера. Более широко это место известно под названием Главный пояс астероидов. Ученые подсчитали, что в поясе астероидов содержится около 200 астероидов размером более 100 километров в диаметре, более 75 000 астероидов с диаметром более 1 километра и миллионы более мелких тел.

Приблизительное количество астероидов N с диаметром больше чем D

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

Однако не все объекты в главном поясе астероидов являются астроидами – недавно там были обнаружены кометы, кроме того там находиться Церера, астероид которому из-за своих размеров подняли статус до карликовой планеты.

Расположение, как и размер астероидов, также может отличаться. Например, астероиды под названием Трояны находятся вдоль орбитальной траектории Юпитера. Астероиды из группы Амуры и Аполлоны из-за своего близкого расположения к центру Солнечной системы, могут пересекать орбиту Земли.

Как формируются астероиды?

Астероиды являются остаточным материалом после процесса формирования нашей Солнечной системы около 4,6 млрд лет назад.

Процесс их формирования аналогичен процессу формирования планет, но до того момента пока Юпитер не набрал свою текущую массу. После этого более 99% всей массы образовавшихся астероидов было выброшено за пределы главного пояса гравитационным влиянием Юпитера. Оставшийся 1 % это то что мы наблюдаем в главном поясе астероидов.

Как классифицируются астероиды?

Астероиды классифицируются в зависимости от расположения орбиты его движения и элементов из которых они состоят. В настоящее время точно выделено три основных класса астероидов в зависимости от их химического состава.

C – класс: К этому классу принадлежит более 75 % известных астероидов. В их составе в большом количестве присутствует углерод и его соединения. Такой тип астероидов широко распространен во внешней области Главного пояса астероидов;

S – класс: На этот тип астероидов приходиться около 17% известных астероидов, которые в основном расположены во внутреннее области пояса астероидов. Их основой служит каменистая порода.

M – класс: Данный тип астероидов состоит в основном из металлических соединений и занимает оставшуюся часть известных астероидов.

Хочется отметить, что приведенная выше классификация охватывает большинство астероидов. Но существуют и другие довольно редкие виды.

Особенности астероидов.

Астероиды могут сильно разниться по размерам. Церера — самый большой представитель главного пояса астероидов имеет размер около 940 километров в диаметре. Один из самых маленьких представителей пояса получивший название 1991 BA был найден в 1991 году и составляет всего 6 метров в диаметре.

10 первых открытых астероидов

Название астероида Средний диаметр, км Масса, кг Абсолютная звездная величина, m
Церера 950,0 9,43 ± 0,07·1020 3,36
Паллада 532,0 2,06·1020 4,13
Юнона 233,92 2,82·1019 5,33
Веста 530,0 2,59·1020 3,20
Астрея 167х123х82 2,4·1018 6,85
Геба 185,18 1,37·1019 5,71
Ирида 199,83 1,79·1019 5,51
Флора 135,89 8,47·1018 6,49
Метида 190 1,47·1019 6,28
Гигея 407,12 9,03·1019 5,43

Почти все астероиды имеют неправильную форму. Только самые крупные, приближенно имеют сферическую форму. Чаще всего, их поверхность полностью покрыта кратерами – например, на Весте есть кратер с диаметров около 460 километров. Поверхность большинства астероидов покрыта глубоким слоем космической пыли.

Большинство астероидов спокойно вращаются по эллиптическим орбитам вокруг Солнца, но это не мешает отдельным представителям создавать более хаотичные траектории своего движения.

В настоящее время астрономам известно около 150 астероидов, которые имеют небольшие спутники. Также существуют бинарные или двойные астероиды примерно одинакового размера вращающиеся вокруг созданного ими центра масс.

Ученым также известно существование тройных систем астероидов.

По мнению ученых многие астероиды в процессе становления Солнечной системы были захвачены гравитационным притяжением других планет.

Так в качестве примера можно привести луны Марса – Деймос и Фобос, которые в далеком прошлом вероятнее всего являлись астероидами.

Такая же история могла произойти с большинством мелких лун расположенных на орбитах вокруг газовых гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

Температура на поверхности большинства астероидов не превышает -73 градусов по Цельсию. Астероиды в своем большинстве оставались нетронутыми космическими телами на протяжении миллиардов лет. Этот факт позволяет ученым, проводя их исследования понять и изучить процесс формирования и эволюции Солнечной системы.

Опасны ли астероиды для Земли?

С тех пор как образовалась Земля 4,5 млрд лет назад, астероиды постоянно падали на ее поверхность. Однако падение крупных объектов является довольно редким событием.

Падение астероидов с размером около 400 метров в диаметре может привести к глобальной катастрофе на Земле. Исследователи подсчитали, что падение астероида подобного размера сможет поднять в атмосферу достаточно пыли для создания «ядерной зимы» на Земле. Падение таких объектов случается в среднем один раз в 100 000 лет.

Небольшие астероиды, которые могут уничтожить например город или вызвать огромное цунами но не приведет к катастрофе мирового характера, падают на Землю чуть чаще, примерно каждые 1000 – 10000 лет.

Последним ярким примером, является падение астероида диаметров около 20 метров в Челябинской области. В результате удара его поверхность образовалась ударная волна, от которой пострадало более 1600 человек, большинство от выбитых стекол. Общая мощность взрыва по разным оценкам составила порядка 100 – 200 килотонн в тротиловом эквиваленте.

Объекты глубокого космоса

Звезды

Экзопланеты

Звездные скопления

Галактики

Черные дыры

Темная энергия

Источник: http://24space.ru/asteroidy.html

Ссылка на основную публикацию