Астероїди Сонячної системи. Що таке астероїди? Форма орбіти астероїда

Розміри та маси.Розміри планет визначають, вимірюючи кут, під яким видно із Землі їх діаметр. До астероїдів цей метод не застосовується: вони такі малі, що навіть у телескопи здаються крапками як зірки (звідси і назва «астероїди», тобто «зіркоподібні»).

Тільки перші чотири астероїди вдається розрізнити їх диск. Кутовий діаметр Церери виявився найбільшим: він досягає 1 » (У Палади, Юнони та Вести він у кілька разів менший). Кутові розміри цих астероїдів були дуже точно виміряні ще 1890 р. е. Барнардом на Лікській та Йєркській обсерваторіях. Визначивши в момент спостережень відстань до Церери, Палади, Юнони і Вести і зробивши необхідні обчислення, Барнард отримав, що їх діаметри становлять відповідно 770, 490, 190 і 380 км (як видно, всі вони могли б уміститися на площі, яку займає Аляска!) .

Як визначити розміри багатьох інших, дрібніших астероїдів?

До останнього часу вони оцінювалися на підставі блиску астероїдів, причому зіркова величина астероїда зіставлялася із зірковими величинами Церери, Палади, Юнони та Вести (розміри яких вже були відомі). Однак блиск астероїдів змінюється: по-перше, зі зміною відстані астероїда від Сонця (через зміну кількості сонячного світла, що падає на астероїд); по-друге, зі зміною відстані від Землі (через зміну кількості світла, що досягає Землі, відбитого від астероїда); по-третє, із зміною фазового кута, оскільки зі зростанням цього кута стає видно з Землі дедалі менша частка освітленої поверхні астероїда. Тому для визначення кутових розмірів порівнюють між собою не видимі зіркові величини астероїдів, а величини, які мали б дані астероїди, якби їх «помістити» на певні (поодинокі) відстані від Сонця та Землі і якщо їх «розташувати» так, щоб їх фазовий кут дорівнював нулю.

До МакДоналдського огляду ці наведені зоряні величини (звані також абсолютними) різні спостерігачі висловлювали у своїх, не порівнянних між собою, фотометричних системах, що давало сильний розкид в оцінках розмірів астероїдів. У МакДоналдському огляді всім нумерованих астероїдів було встановлено абсолютні зоряні величини, виражені вже у єдиної Міжнародної фотографічної системі (та сама система використана в Паломар-Лейденском огляді).

Щоправда, залишилася інша, здавалося б, непереборна труднощі даного методу: визначення розмірів доводиться робити за деяких припущень про відбивну здатність астероїдів - їх альбедо. Зазвичай припускають, що альбедо астероїда таке саме, як середнє альбедо чотирьох найбільших астероїдів. А тим часом зрозуміло, що в одних і тих же умовах спостережень маленький астероїд, складений світлим, добре відбиває речовиною, може виявитися яскравішим за великий, але темніший астероїд. Проте за оцінок розмірів багатьох астероїдів і зараз використовують саме середнє альбедо.

Отже, якщо нам відома абсолютна зоряна величина астероїда m a 6 c , то припускаючи, що альбедо всіх астероїдів однаково, можна легко визначити радіус (в кілометрах) астероїда R за дуже простою формулою: lg R = 3,245-0,2 ma 6 c.

Далі, на підставі обчисленого радіусу можна оцінити масу астероїда М,якщо відома густина астероїдної речовини. Зазвичай вважають, що вона дорівнює середньої щільності речовини астероїдних уламків - метеоритів, що час від часу падають на нашу Землю. Ця щільність g, виміряна в земних лабораторіях, становить 3,5 г/см 3 (хоча зустрічаються зразки досить легкі, з щільністю близько 2 г/см 3 , а також дуже важкі, що складаються з нікелістого заліза з щільністю 7,8 г/ див 3).

У деяких випадках розміри астероїдів вдалося визначити «нестандартним» способом, наприклад, при покритті ними зірок (природа такого явища та сама, що і при покритті зірок Місяцем). Одне з таких покриттів відбулося ввечері 23 січня 1975 і спостерігалося в США. Астероїд Ерос, як було передбачено Б. Марсден, повинен був покрити зірку x Лебедя. Смуга покриття шириною близько 25 км повинна була пройти через міста Олбані, Хартферт, Коннектикут та поблизу східної околиці Лонг-Айленда. Було організовано 17 пунктів спостережень, де розташувалися на відстані 6-8 км вздовж смуги покриття учні навколишніх коледжів та студенти астрономічних факультетів.

Під час покриття Ерос (близько 9 m) з кутовою швидкістю 0,2-0,3 ° на годину наблизився до зірки % Лебедя, яка була значно яскравішою за астероїд (близько 4 m). Раптом світло зірки зникло (на шляху її променів, що йдуть до нас, з'явився непрозорий заслін - астероїд), а за кілька секунд зірка знову з'явилася (рис. 3).

По тривалості покриття Марсден визначив, що видимий діаметр Ероса становить близько 24 км.

Як ще (крім оцінки за абсолютною зоряною величиною) можна визначити маси астероїдів? Принципово можливо, хоч і дуже важко, обчислити масу астероїдів на підставі їх взаємних обурень (при зближеннях), які відчувають астероїди. Такий метод визначення мас був розроблений І. Шубартом з Астрономічного інституту у Гейдельберзі. Він застосував його для визначення мас найбільших астероїдів і отримав, що маса Церери становить (5,9±0,3) 10 -11 Мc (де Мc - маса Сонця), маса Палади - (1,14±0,22) 10 -11 Мс.Аналогічним способом інші астрономи отримали, що маса Вести становить (1,20±0,12) 10 -11 Мс.Таким чином, маса навіть найбільшого астероїда - Церери - у 5000 разів менша за масу Землі і в 600 разів менша за масу Місяця.

Після того, як пояс астероїдів став «досягаємо» для космічних літальних апаратів, ми отримали можливість визначати маси дуже дрібних астероїдів.

Телескопічна апаратура, встановлена ​​на космічних ракетах, дозволила визначити зоряні величини (і розміри) астероїдних уламків з діаметрами кілька сантиметрів і дециметрів (які недоступні спостереженням із Землі).

Таким чином, в даний час є відомості про астероїди "всіх рангів" - від великих тіл з масами в мільярди мільярдів тонн до зовсім дрібних, які могли б уміститися на долоні. У поясі астероїдів рухаються і цілі «хмари» пилу, властивості якого досліджуються за непрямими ознаками. Все це дозволяє скласти досить повне уявлення про пояс астероїдів.

Ще в 50-х роках радянський астроном І. І. Путілін зробив підрахунки загальної кількості нумерованих (тобто з добре відомими орбітами) астероїдів. Результат вийшов дивним. Виявилося, що всі астероїди, зібрані разом, вмістилися б у кубику зі стороною лише близько 500 км! Майже половину обсягу зайняли б Церера з Вестою і Палладою. Ще 25% припало б на частку Юнони з астероїдами до 100 включно. Відкриття наступних астероїдів (все дрібніших) призводили лише до дуже повільного зростання цього «об'єму» ​​астероїдної речовини, а після 1000-го за рахунком астероїда зростання їхнього загального «об'єму» ​​майже зовсім припинилося (рис. 4). Невідкриті астероїди, ймовірно, такі малі, що, незважаючи на їхнє величезне число, не зможуть збільшити скільки-небудь значно цей «об'єм», а дрібних частинок і порошинок, за оцінками, навряд чи вистачить, щоб засипати порожнечі між астероїдами, що лежать поруч. 500-кілометровий куб.

Можна прийняти, що загальний об'єм астероїдної речовини в міжпланетному просторі становить приблизно 10 23 см. Але астероїди розподілені за величезним обсягом міжпланетного простору, так що на одне тіло припадає багато кубічних кілометрів простору. Тому ймовірність зіткнення космічного апарату, що пролітає крізь пояс астероїдів (наприклад, на шляху до Юпітера), з якимсь навіть крихітним астероїдом мізерно мала.

Якщо прийняти за середню щільність астероїдної речовини величину 3,5 г/см 3 (див. вище), тоді отримаємо, що загальна маса всіх астероїдів становить близько 3,5 10 23 г - число, величезне за нашими земними уявленнями, але мізерне за астрономічних масштабів. (Щоб «зліпити» всі астероїди – відомі та невідомі – потрібно було б з поверхні Землі здерти шар «всього» в 500 м завтовшки!)

Нещодавно І. Шубарт визначив масу астероїдної речовини за тими сумарними обуреннями, які зазнають найбільших астероїдів, рухаючись в оточенні своїх численних побратимів. Він отримав значення 3 10 23 г, що знаходиться в чудовій згоді з отриманою оцінкою раніше.

Проводилися спроби визначити вплив гравітаційного поля пояса астероїдів на рух Марса. Однак Марс виявився занадто масивним для астероїдів, і цей вплив не вдалося виявити, що також підтверджує нікчемність загальної маси астероїдів. Припускають, щоправда, що біля самої орбіти Юпітера рухаються невідомі поки що нам масивні тіла. Але малоймовірно, щоб їх там було занадто багато, і навряд чи вони зможуть значно збільшити оцінку загальної маси астероїдної речовини.

До чого наводять малі розміри.За законом всесвітнього тяжіння, кожен астероїд притягує інші тіла. Але як слабке це тяжіння! На астероїді досить великих розмірів (діаметром в 200 км) сила тяжіння на поверхні в 100 разів менша, ніж на Землі, так що людина, опинившись на ньому, важила б менше 1 кг і навряд чи відчув би свою вагу. Стрибнувши на астероїді з висоти 10-поверхового будинку, він би майже чверть хвилини опускався на поверхню, досягнувши швидкості лише близько 1,5 м/с на момент «приземлення». Загалом, перебування на астероїдах мало чим відрізняється від перебування в умовах повної невагомості.

Перша космічна швидкість на них зовсім невелика: на Церері – близько 500 м/с, а на астероїді кілометрових розмірів – лише близько 1 м/с. Друга космічна швидкість в 1,4 рази більша, так що, рухаючись зі швидкістю автомобіля (близько 100 км/год), можна було б відлетіти назавжди з астероїда діаметром навіть у 5 км. Чи можна після цього дивуватися з того, що на астероїдах немає атмосфери? Якщо навіть з надр астероїдів і виділялися якісь гази, сили тяжіння не могли утримати їх молекули, і вони мали назавжди розвіятись у міжпланетному просторі.

У 1973 році відсутність атмосфер на астероїдах була підтверджена результатами вимірювань спектрів астероїдів в інфрачервоному діапазоні. Спектри, отримані американським астрофізиком О. Гансен для декількох великих астероїдів в області довжин хвиль близько 12 мкм, свідчили лише про те, що астероїди злегка теплі.

Однак у спектрі інфрачервоного випромінювання Церери була одна особливість: якраз близько довжини хвилі 12 мкм у межах вузької смуги впевнено відзначався «підскок» випромінювання майже вдвічі. Такі спектральні «смуги» випромінювання характерні для газів, і тому вони спостерігаються у тих планет та їх супутників, які оточені атмосферою. Але ж Церера дуже мала і не може утримати атмосферу!

Щоб пояснити цей парадокс, Гансен висунув привабливу гіпотезу: на Церері відбувається безперервне випаровування летких речовин, які повинні входити (!) до складу речовини її поверхні. Слід сказати, що серед різних оцінок маси та діаметра Церери можна підібрати таку пару значень цих величин, яка призведе до низької оцінки середньої щільності її речовини (близько 1 г/см 3), що відповідає припущенню, що Церера значною мірою складається з льоду. Однак це припущення навіть самому Гансену здалося настільки неймовірним, що він просто засумнівався у своїх розрахунках, вважаючи за необхідне отримати нові, точніші оцінки маси та обсягу Церери, перш ніж зробити остаточний висновок. Крім того, припущення Гансена суперечили результати поляриметричних спостережень Церери, згідно з якими цей астероїд, хоч і є дуже темним об'єктом, не може мати надто пухких структур на поверхні, які мали б утворитися при випаровуванні льодів. Таким чином, інфрачервоні спектральні смуги Церери поки що залишаються загадкою.

Внаслідок своїх малих розмірів астероїди мають дуже незграбну форму. Незначна сила тяжкості на астероїдах не в змозі надати їм форму кулі, яка властива планетам та їх великим супутникам. У разі величезна сила тяжкості змінює окремі брили, утрамбовуючи їх. На Землі високі гори біля своєї підошви розповзаються. Міцність каменю виявляється недостатньою, щоб витримати навантаження в багато тонн на 1 см 2 і камінь біля підніжжя гори, не дроблячись, не розколюючись, стиснутий з усіх боків, немов «тече», тільки дуже повільно.

На астероїдах діаметром до 200-300 км через малу «ваги» каменю явище подібної «плинності» зовсім відсутнє, а на найбільших астероїдах воно відбувається дуже повільно, та й то лише в їх надрах. На поверхні астероїдів залишаються без будь-яких змін величезні гори та западини, набагато більші за своїми розмірами, ніж на Землі та інших планетах (середні відхилення в той та інший бік від рівня поверхні становлять близько 10 км і більше), що проявляється в результатах радіолокаційних спостережень астероїдів (рис. 5).

Неправильна форма астероїдів підтверджується також тим, що їхній блиск надзвичайно швидко падає зі зростанням кута фази (див. виноску на стор. 11). Подібні зміни блиску Місяця добре нам знайомі: вона буває дуже яскравою в повний місяць, потім світить все слабше, поки в молодик не зникає зовсім. Але у Місяця ці зміни відбуваються значно повільніше, ніж у астероїдів, і тому цілком пояснюються лише за допомогою зменшення видимої із Землі частки освітленої Сонцем поверхні (тіні від місячних гір і западин мають слабкий вплив на загальну яскравість Місяця). Інакше справа з астероїдами. Однією лише зміною освітленої Сонцем поверхні астероїда настільки швидкі зміни їхнього блиску пояснити не можна. І основна причина (особливо для малих астероїдів) такого характеру зміни блиску полягає в неправильній формі астероїдів, через яку одні ділянки освітленої поверхні екрануються від сонячних променів іншими.

Неправильну форму в астероїдів спостерігали безпосередньо в телескоп. Вперше це сталося в 1931 р., коли маленький астероїд Ерос, що рухається дуже екзотичною орбітою, про яку далі ми ще розповімо, підійшов до Землі на надзвичайно малу відстань (всього в 28 млн. км). Тоді в телескоп побачили, що цей астероїд схожий на «гантель» або невирішену подвійну зірку з кутовою відстанню між компонентами близько 0,18; було видно, що «гантель» обертається!

У січні 1975 р. Ерос підійшов до Землі ще ближче – на відстань 26 млн. км. Його спостерігали на великому відрізку орбіти, і це дозволило побачити Ероса буквально з різних боків. Ретельний аналіз результатів численних спостережень Ероса, проведених різних обсерваторіях всього світу, призвів до дуже цікавого відкриття.

Ерос під час спостережень сильно змінював свій блиск – на 1,5 m(Тобто майже в чотири рази) з періодом у 2 год з невеликим (рис. 6). Припустили, що ці зміни блиску обумовлені зміною видимого із Землі перетину «гантелеподібного» Ероса, що обертається навколо своєї осі, і що саме в 4 рази відрізняються його максимальний і мінімальний переріз. І тут мінімум блиску астероїда мав би спостерігатися тоді, коли Ерос звернений до нас своїм гострим кінцем. Проте все виявилося набагато складнішим. По-перше, всупереч очікуванням, послідовні максимуми та мінімуми блиску мали різну форму та різну амплітуду. Аналіз результатів спостережень, проведений із застосуванням лабораторного моделювання форми Ероса, показав, що великий вплив на блиск Ероса має гра світла і тіні на нерівній поверхні астероїда. В результаті мінімум блиску Ероса спостерігався якраз тоді, коли астероїд був звернений до нас майже максимальним своїм перетином! Причому період звернення Ероса дорівнював двом періодам коливання блиску - 5 год 16 хв. Як з'ясувалося, цей астероїд є видовженим тілом із співвідношенням довжини до товщини приблизно 1:2,5. Він. обертається навколо короткої осі проти годинникової стрілки, причому так, що вісь майже лежить у площині його орбіти (Ерос подорожує Сонячною системою ніби лежачи на «біці»).

Коливання блиску, спричинені тією самою причиною (обертанням навколо власних осей тіл неправильної форми), спостерігалися у багатьох астероїдів. І що найцікавіше, всі вони обертаються в один бік – проти годинникової стрілки. Встановити це вдалося лише останніми роками за допомогою чутливої ​​електронно-оптичної техніки спостережень.

Земля та астероїди рухаються у просторі на різних орбітах навколо Сонця та з різною швидкістю. І хоча рух їх по орбіті відбувається в одному напрямку, нам із Землі здається, що астероїди переміщуються на небі серед зірок то вперед (праворуч наліво, коли вони обганяють Землю), то назад (зліва направо, коли Земля обганяє їх). Цей різний характер руху астероїдів теж впливає на зміну їхнього блиску: коли астероїди рухаються по небу ліворуч (Земля обганяє їх), період зміни блиску виявляється трохи коротшим.

Цікаво, що період змін блиску астероїдів досить короткий і майже однаковий – з інтервалом значень від 2-3 до 10-15 год. Що ж змусило їх так швидко обертатися? Свого часу була висунута гіпотеза про те, що невеликі астероїди неправильної форми можуть придбати обертання під дією потоків «сонячного вітру» (часток, що викидаються Сонцем), що «дме» вже протягом мільярдів років. Як не слабкий цей «вітер», а все ж таки він повинен передавати астероїдам якийсь імпульс кількості руху, який внаслідок неправильної форми астероїда нерівномірно розподіляється по астероїду з різних боків від його центру тяжкості. В результаті з'являється нерівна нулю сила, що рівнодіє тих сил тиску, які надає «сонячний вітер» на кожен 1 см 2 поверхні астероїда, і астероїд починає обертатися (спочатку дуже повільно, а потім все швидше).

Розрахунки показують, деякі астероїди (дуже неправильної форми) можуть розкрутитися «сонячним вітром» настільки, що можуть бути розірвані відцентровими силами обертання. Однак для великих астероїдів це пояснення не підходить, і доводиться припустити, що вони придбали обертання ще в період своєї освіти.

Але, можливо, коливання блиску обумовлені не неправильною формою, а «плямистістю» астероїдів (якщо різні ділянки поверхні астероїдів складені різною речовиною)? Звичайно, «плямистість» астероїдів можлива, і на їх поверхнях можуть, ймовірно, існувати світлі та темніші ділянки (різної речовини). Проте лише припущення про «плямистість» мало, і, як було показано, за допомогою лише «плямистості» характер обертання астероїдів пояснити не вдається.

Навіть в одного з найбільших астероїдів – Вести, зміни блиску пов'язані не з «плямистістю», а з її неправильною формою. У 1971 р. спостереження Вести за допомогою електронно-оптичних перетворювачів показали, що наступні максимуми та мінімуми блиску цього астероїду злегка відрізняються за величиною, і обертання Вести відбувається з періодом, вдвічі більшим, ніж передбачали раніше - 10 год 41 хв. Американський астрофізик Р. Тейлор, вивчивши особливості кривих блиску цього астероїда, запропонував наступну модель: Веста є тривісним сфероїдом, один з діаметрів якого на 15% довший двох інших. Якраз біля його південного полюса, вздовж довгої сторони, тягнеться сплощена область, яка простягається не далі 45-го градуса широти і яку не видно з боку північної півкулі Вести. Ця область, вважає Тейлор, може бути величезним кратером ударного походження (діаметром чи не 400 км!).

З чого складаються астероїди?Давно було помічено, що світло астероїдів має жовтуватий відтінок, аналогічно світла Місяця та Меркурія.

Оскільки астероїди світять відбитим сонячним світлом, їх колір, зокрема, обумовлений відбивними властивостями самої поверхні астероїдів. Тому і виникла ідея визначити, якими речовинами вона складена, порівнюючи колір астероїдів із кольором земних предметів та метеоритів. Одне з перших таких досліджень у нашій країні провів у 30-х роках радянський дослідник метеоритів Є. Л. Крінов. Він отримав, що багато метеорити мають колір, подібний до кольору тих чи інших астероїдів. Великий прогрес у вивченні властивостей астероїдів було досягнуто наприкінці 60-х років, коли група американських учених зайнялася поляриметричними дослідженнями. Порівнюючи поляризацію світла, відбитого від різних земних речовин, місячного ґрунту та метеоритів, вони отримали, що між відбивною здатністю (альбедо) матеріалів та характером поляризації світла, відбитого від цих матеріалів, існує певна залежність.

Частково поляризованим виявилося і світло, що йде до нас від астероїдів. Аналіз його дозволив вченим зробити важливі висновки про характер астероїдної поверхні (рис. 7).

Великий ряд поляриметричних спостережень астероїдів було організовано США Т. Герельсом. Виявилося, що характером поверхні астероїди розпадаються кілька груп (рис. 8). Найбільш численною групою з дуже подібними між собою властивостями виявилися астероїди, поляризація світла яких подібна до поляризації світла, відбитого від земних кам'янистих речовин світлого забарвлення, що складаються в основному з різних силікатів. До цієї групи астероїдів потрапила Юнона.

Інша група виявилася складовою з астероїдів з темною поверхнею, що погано відображає світло. Їхня речовина схожа на темні базальтичні скла або брекчії (уламкові породи) зразків місячного ґрунту, а також на темний різновид метеоритів та на речовину поверхні супутника Марса – Фобоса. Серед цих темних астероїдів виявилася Церера.

Астероїдів із проміжними характеристиками поверхні мало. Так само мало і астероїдів з екстремальними характеристиками (наприклад, темніших і світліших).

Поляриметричний метод дозволив визначити точні розміри астероїдів, тому що враховував їхню істинну (а не середню) відбивну здатність (альбедо). Насамперед було уточнено розміри перших чотирьох астероїдів. Виявилося, що діаметр Церери трохи перевищує 1000 км, діаметр Палади - близько 600 км, Юнони - 240 км, Вести - 525 км. Коли зробили перерахунки розмірів та інших досліджених поляриметричним методом астероїдів, то виявилося, що на право називатися найбільшими можуть претендувати не тільки ці, а ще принаймні шість астероїдів, що виявилися навіть більшими за Юнону. Усі вони мають низьку відбивну здатність і, незважаючи на великі розміри, дають мало світла. Тому коли діаметри астероїдів оцінювали за їх видимим блиском, розміри цих шести вийшли сильно занижені. Насправді, діаметр Гігеї (10-й астероїд) – 400, Інтерамнії (704-й) – 340, Давиди (511-й) – 290, Психеї (16-й) – 250 км, а Бамберги (324-й) та Фортуни (19-й) - 240 км (такий, як і Юнони).

Фортуна - найтемніший об'єкт Сонячної системи. За кількістю світла, що відображається, з Фортуною може змагатися навіть роздроблене чорне вугілля.

Найсвітлішими об'єктами як серед астероїдів, так і серед взагалі всіх тіл Сонячної системи виявилися Ангеліна (64-й астероїд), що відображає майже половину світла, і Ліза (44-й), яка трохи поступається Ангелині. Ледве темніше Веста, відбивна здатність якої приблизно в 1,5-2 рази гірша, ніж у Ангелини. Через велику відбивну здатність Веста, перебуваючи на однаковій відстані з Церерою, здається на 20% яскравіше її (за однакових умов освітленості і спостережень), а Палладу перевершує по блиску вдвічі.

Поляриметричні результати визначення істинних альбедо, а отже, і більш вірних розмірів астероїдів, підтверджуються й іншим методом, який виник також останніми роками. Йдеться про радіометричний метод, який був розроблений і вперше застосований до астероїдів американськими вченими Д. Алленом та Д. Матсоном у 1970 р. Він заснований на вимірі теплового (інфрачервоного) випромінювання астероїду (зазвичай у діапазоні довжин хвиль 10-20 мкм). Великі темні астероїди та маленькі світлі через різну відбивну здатність можуть мати однакову зоряну величину у видимій області світла. Що ж до їхньої яскравості в інфрачервоному діапазоні, то вона у великих тіл більше (через великі розміри випромінюючої поверхні і через більш високу температуру темних тіл, які краще поглинають сонячне випромінювання). Відношення величин яскравості астероїда у видимому та інфрачервоному діапазонах якраз і характеризує його відбивну здатність (а також його розміри).

Поляриметричні спостереження показали також, що поляризація світла астероїдів значно більша, ніж та, яка могла виникнути при одноразовому відображенні світла від їхньої поверхні. За допомогою експериментів, проведених у лабораторіях на Землі, було виявлено, що такий самий ступінь поляризації світла, як і у астероїдів, виходить при відображенні від поверхні, покритої пилом та уламками каміння різної величини.

Саме в період проведення дослідження стало ясно, що такого роду «пильна» поверхня в умовах космічного вакууму поводитиметься зовсім інакше. Цей висновок було зроблено виходячи з аналізу властивостей місячного грунту. По поки що не цілком зрозумілих причин пил на Місяці веде себе інакше, ніж земний: з нього утворюються надзвичайно пухкі структури, всередині яких промінь світла «кидається» як у лабіринті, випробовуючи багаторазові відображення, причому ступінь його поляризації стає дуже великим, набагато більшим. ніж ступінь поляризації світла, відбитого від земного пилу чи то з астероїдів.

Подальші дослідження показали, що поверхня астероїдів повинна бути, судячи з поляризації, складена з порівняно великого каміння, покритого дуже тонким шаром пилу. Як побачимо надалі, це узгоджується з уявленнями про характер поверхні астероїдів, отриманими виходячи з інших методів дослідження.

З 1970 р. США почали проводити спектральні спостереження астероїдів, які охоплювали як видиму частину спектра, і прилеглий до неї інфрачервоний діапазон. Були отримані та проаналізовані спектри випромінювання десятків астероїдів (рис. 9). Результати, як і за інших вищеописаних методів, порівнювалися з результатами лабораторних досліджень земних порід, місячної та метеоритної речовини, а також різних чистих мінералів. Особливо велику роботу з інтерпретації даних провів американський астрофізик К. Чепмен.

В даний час за різними особливостями спектрів, зокрема за смугами поглинання, характерними для тих чи інших мінералів та їх сумішей, а також за ступенем поглинання світла в межах цих спектральних смуг вдалося визначити для багатьох астероїдів характер мінералів, що складають речовину їхньої поверхні і, наприклад , Відсоток вмісту заліза. Виявляється, більшість астероїдів складається із залізомагнезіальних силікатів, як і більшість метеоритів (щоправда, лише в небагатьох астероїдів склад цих силікатів такий самий).

На подив дослідників, було виявлено, що деякі астероїди відбивають світло і поляризують його точно так, як метали. Такі, наприклад, астероїди Психея (16-й астероїд), Лютеція (21-й) та Джулія (89-й). Про існування «металевих» астероїдів свідчать і металеві метеорити, що падають на Землю. Вони складаються з розчину нікелю в залозі з невеликими домішками деяких інших речовин. Таким був, наприклад, широко відомий Сихоте-Алінський метеорит, який 12 лютого 1947 р. впав в уссурійській тайзі Приморського краю. Металева брила масою близько 100 т влетіла в атмосферу Землі зі швидкістю близько 15 км/сек.

Це свідчить, що в минулому астероїди були нагріті до високих температур, що призвело до утворення металевих ядер, частина яких тепер оголилася і частково роздробилася. Правда, слід зазначити, що не цілком зрозуміле джерело тепла, необхідне для такого переплавлення. Розрахунки показують, що з малих тіл тепло дуже швидко вислизає у космічний простір. Тому таке джерело має бути дуже потужним. Можливо, певну роль тут відіграв розпад радіоактивних елементів. Однак такі елементи, як уран, торій та радіоактивний ізотоп калію, мабуть, що забезпечили нагрівання та переплавлення речовини великих планет (Меркурія, Венери, Землі та Марса), а також Місяця, розпадаються надто повільно і не можуть підняти температуру дрібних астероїдів. Отже, у цьому випадку необхідний радіоактивний ізотоп із досить малим періодом напіврозпаду, і до того ж його має бути досить багато (для забезпечення великого тепловиділення за одиницю часу). Таким ізотопом, на думку вчених, може бути радіоактивний ізотоп алюмінію 26 А1. За розрахунками, однак, виходить, що цього ізотопу в період утворення астероїдів було мало.

Іншим таким джерелом нагрівання астероїдів, може бути Сонце (звичайно, не за допомогою сонячних променів, а, наприклад, під впливом змінних електромагнітних полів, що створюються у міжпланетному просторі «сонячним вітром»). Сучасне Сонце, зрозуміло, не дає такого нагрівання. Але в минулому, на початковій стадії свого існування, Сонце, як припускають, було набагато гарячіше, ніж зараз, і нагрівання астероїдів могло бути дуже сильним.

Якщо побудувати залежність числа астероїдів від їх розмірів, то вийде, що кількість астероїдів швидко зменшується зі збільшенням їх розмірів (що взагалі зрозуміло), але в області значень їх розмірів 50-100 км ця виявлена ​​залежність змінює свій характер (див. нижче ). Кількість астероїдів таких розмірів чомусь більша, ніж це має бути, якщо користуватися залежністю, характерною для дрібніших астероїдів. Намагаючись пояснити це, К. Чепмен припустив, що великі астероїди зазнали минулого повного або часткового переплавлення, після чого всередині них утворилися залізонікелеві ядра, а «спливлі» силікати утворили оболонку. Якщо астероїди зіштовхувалися і дробилися, така оболонка повинна легко зруйнуватися. Коли ж оголилося міцне металеве ядро, дроблення, а отже, і зменшення розмірів сповільнилося, що призвело до виявленого ефекту.

Температура астероїдів. Хоч би як були нагріті астероїди в далекому минулому, вони давно охолонули. Тепер вони - холодні мляві брили, що літають у міжпланетному просторі, і сонячні промені не в змозі їх нагріти.

Наближено обчислити середню температуру астероїду легко. Порівняємо потоки тепла, що падають на астероїд та на Землю. Взявши Сонце за точкове джерело, ми отримаємо, що потоки тепла обернено пропорційні квадратам відстаней Землі та астероїда від Сонця. Нагріті Земля та астероїд випромінюють у простір теплову енергію. Тому температура кожного тіла встановлюється така, що кількість тепла на випромінювання, що втрачається, дорівнює кількості тепла, одержуваного тілом від Сонця. Далі, використовуючи закон Стефана – Больцмана, можна отримати таке співвідношення: Т 4 а /Т 4 3 = a 2 3 / a 2 а , де Т- Абсолютна температура, виражена в градусах шкали Кельвіна, а a - Середня відстань (велика піввісь орбіти) тіла, що розглядається в астрономічних одиницях.

Середня температура Землі відома. Вона становить 288 К (15 ° С). Підставляючи її у отримане співвідношення та витягуючи корінь четвертого ступеня з обох частин рівності, після невеликих перетворень ми отримаємо: Та (К) = 288 корінь a a.

У Церери, наприклад, температура (обчислена, щоправда, більш точної формулі) становить 165 До (т. е. - 108°С). Приблизно при такій температурі і нормальному атмосферному тиску Землі замерзають аміак, спирт, ефір.

Нещодавно Церера була додана до списку об'єктів Сонячної системи, які можна вивчати за допомогою радіотелескопів. Використовуючи великий радіоінтерферометр радіоастрономічної обсерваторії в Грін-Бенк (США), Ф. Бріггс визначив теплове випромінювання від Церери на довжині хвилі 3,7 см. Церера виявилася дуже слабким радіоджерелом з потоком 0,0024 Ян. У припущенні, що діаметр Церери 1025 км, Бріггс за радіояскістю визначив абсолютну температуру Церери, яка була рівною 160±55К, що узгоджується з наведеною вище оцінкою. Це підтверджує, що радіовипромінювання Церери має теплове походження.

У Вести, складеної на відміну Церери світлим, добре відбиває речовиною, температура поверхні нижче і становить лише 133 До, оскільки в цього астероїда на нагрівання йде менша частина сонячної енергії, що досягає його поверхні. На астероїдах, що рухаються далі від Сонця, ще холодніше. Лише в небагатьох астероїдів, що рухаються незвичайними орбітами, які можуть наближатися до Сонця, проникаючи навіть усередину орбіти Меркурія, поверхня нагрівається до кількох сотень градусів Кельвіна, і, будучи розпеченою, починає навіть слабко світитися. Однак це триває недовго, оскільки астероїди, слідуючи своїми орбітами, знову віддаляються від Сонця, швидко остигаючи.

Утворення кратерів.Мільярди років кружляють астероїди навколо Сонця і стикаються один з одним, а потім і з осколками, що утворилися. Швидкості зіткнення в поясі астероїдів великі - в середньому близько 5 км/с, тому явища, що відбуваються при цих зіткненнях, грандіозні. При зазначеній швидкості кожен грам астероїдної речовини несе кінетичну енергію близько 10 11 ерг (близько 12 кДж, або 3 ккал). Коли навіть невеликий астероїд врізається в поверхню свого великого побратима, вся ця енергія миттєво звільняється, і відбувається гігантський вибух. Штори астероїдів, що зіткнулися в момент зіткнення, піддаються настільки сильному стиску, що частково звертаються в газ, частково плавляться. Від місця удару на всі боки розходяться ударні хвилі стиснення і розрідження, які тиснуть, кришать і струшують речовину. Величезним фонтаном уламки та пил змітаються над астероїдом. На його поверхні залишається кратер, а під кратером - велика зона роздроблених порід.

Вивчення метеоритних кратерів на Землі, вибухові та ударні експерименти (зокрема, «бомбардування» мішеней з різного матеріалу надшвидкісними кульками), проведені в СРСР і за кордоном, дозволяють в даний час зробити ряд висновків про процеси при кратероутворенні на астероїдах. Коли, зокрема, астероїд падає на поверхню, складену великими монолітними блоками кам'янистої речовини (наприклад, на свіжу поверхню розколу, що утворилася в результаті дроблення при потужному ударі), швидкості осколків, що розлітаються, повинні становити сотні метрів в секунду. Якщо падіння відбувається на поверхні астероїда, складеної речовиною, роздробленим численними попередніми зустрічами з іншими астероїдами, уламки повинні розлітатися зі значно меншими швидкостями (десятки метрів в секунду).

Наведені вище оцінки – це лише середні швидкості. Серед уламків завжди є і швидші, що летять зі швидкостями, навіть перевищують швидкість астероїда, що впав, і більш повільні.

Хоча маси «астероїдів невеликі, вони все ж таки здатні утримати частину осколків, що розлітаються зі швидкостями менше другої космічної швидкості, що становить на Церері близько 600 м/с, на Юноні - понад 100 м/с. Навіть малюки діаметром 10 км можуть утримувати уламки, мають швидкість до 6 м/с.

Американський астрофізик Д. Голт, аналізуючи експериментальні дані про розподіл швидкостей осколків, що розлітаються, дійшов висновку, що для астероїда діаметром в 200 км близько 85% осколків, що зметнулися над ним, не в змозі подолати тяжіння астероїда і знову падають на його поверхню. Астероїди діаметром у 100 км утримують близько половини своїх уламків. Щоправда, уламки, викинуті з кратера, можуть відлетіти від кратера на великі відстані (залітаючи на зворотний бік астероїда) або навіть можуть почати рухатися навколоастероїдними орбітами. Таким чином, виникнення кратера на астероїді має супроводжуватися створенням над усім астероїдом короткочасної хмаринки каменів та пилу – його кам'янистої «атмосфери». Через деякий час осколки та пил осідають тонким шаром на поверхню астероїду.

Слід зазначити, що речовина астероїда, що зіткнувся з Церерою, буде присутній в цьому «шарі-» у вигляді абсолютно невідчутної домішки, так як об'єм викидається з кратера речовини в сотні і в тисячі разів більше об'єму «впав» астероїда.

Поки що ми не маємо жодної фотографії астероїда, зробленої на малій відстані від його поверхні за допомогою якого-небудь космічного апарату. Але чи може чимось суттєвим відрізнятися зовнішній вигляд астероїдів від супутників Марса – Фобоса та Деймоса? Серія фотографій, зроблених з космічних апаратів, посланих на Марс, показала, що навіть ці крихітні тіла (розміром близько 15 і 6 км), що кружляють біля Марса далеко від найбільш густо населених частин поясу астероїдів, зазнали бомбардування астероїдними осколками, і всі , великими та дрібними, діаметрами від кількох кілометрів до кількох десятків метрів. Ймовірно, є на них і такі дрібні, розглянути які на фотографіях не вдалося. Астероїди, що залітають хоча б на нетривалий час у щільні частини пояса астероїдів, можуть відрізнятися від Фобоса та Деймоса хіба лише тим, що будуть усіяні кратерами ще сильніше.

При дробленні астероїдів у зіткненнях утворюються разом із великими та дрібними уламками цілі «хмари» пилу. Тому нерідко припускали, що пояс астероїдів буквально насичений нею. Однак, як з'ясувалося, у поясі астероїдів пилу не більше, ніж у внутрішніх районах Сонячної системи, а скоріше навіть менше. Таким чином, пояс астероїдів повинен безперервно очищатися від пилу. Відбувається так.

Під дією світлового тиску сонячних променів найдрібніший астероїдний пил (пилки розміром у кілька мікрометрів) по гіперболічних орбітах повинен залишати Сонячну систему, а більші частинки повільно гальмуються і переходять на всі менші орбіти щодо Сонця. Багато хто з них осідає на Марс, Землю, Венеру і Меркурій, інші «гинуть» на Сонці. Астероїдна компонента у міжпланетному пилу становить близько 2% (2 10 13 т).

> Астероїди

Все про астероїдидля дітей: опис та пояснення з фото, цікаві факти, що таке астероїд та метеорити, пояс астероїдів, падіння на Землю, типи та ім'я.

Для най меншихважливо запам'ятати, що астероїд є невеликим кам'яним об'єктом, позбавленим повітря, що обертається навколо зірки і має недостатній розмір, щоб претендувати на звання планети. Батькиабо вчителі у школіможуть пояснити дітямщо загальна маса астероїдів поступається земною. Але не варто думати, що їх розмір не становить загрози. У минулому багато хто з них врізався в нашу планету, і це може повторитися. Саме тому дослідники постійно вивчають ці об'єкти, обчислюючи склад та траєкторію. І якщо на нас мчить небезпечний космічний камінь, то краще підготуватися.

Формування астероїдів – пояснення для дітей

Почати пояснення для дітейможна з того, що астероїди – це залишковий матеріал після створення нашої системи 4.6 мільярда років тому. Коли формувався, він просто не дозволяв з'являтися іншим планетам у проміжку між собою і. Через це дрібні об'єкти там стикалися і перетворювалися на астероїди.

Важливо, щоб дітизрозуміли цей процес, адже вчені з кожним днем ​​все глибше занурюються у минуле. Останнім часом фігурувало дві теорії: модель Ніцци та Grand Tack. Вони вважають, що перш ніж зупинитися на звичних орбітах, газові гіганти подорожували системою. Цей рух міг вирвати астероїди з головного пояса, змінюючи його первісний вигляд.

Фізичні характеристики астероїдів – пояснення для дітей

Астероїди відрізняються за розмірами. Деякі можуть досягати обсягу Церери (940 км завширшки). Якщо брати найменший, то це був 2015 рік TC25 (2 метри), що пролетів недалеко від нас у жовтні 2015 року. Але дітиможуть не переживати, тому що в найближчому майбутньому астероїди мало шансів, щоб попрямувати до нас.

Майже всі астероїди сформувалися в неправильній формі. Хоча найбільші можуть наближатися до сфери. На них помітні поглиблення та кратери. Наприклад, у Вести є величезний кратер (460 км). Поверхня більшості усіяна пилом.

Астероїди також обходять зірку по еліпсу, тому на своєму шляху роблять хаотичні перекиди та оберти. Для най меншихбуде цікаво почути, що в деяких є невеликий супутник або два місяці. Бувають двійкові чи подвійні астероїди, а також потрійні. Вони приблизно однакового розміру. Астероїди можуть еволюціонувати, якщо їх схопить планета гравітацією. Тоді вони нарощують масу, виходять на орбіту і перетворюються на супутники. Серед кандидатів: і (марсіанські супутники), і навіть більшість супутників у Юпітера, і .

Вони відрізняються не лише за розмірами, а й формами. Бувають твердими шматками або дрібними уламками, пов'язаними разом гравітацією. Між Ураном і Нептуном є астероїд, який має власну систему кілець. А ще один наділений шістьма хвостами!

Середній показник температури досягає -73°C. Протягом мільярдів років вони існують практично без змін, тому важливо досліджувати їх, щоб подивитися на первісний світ.

Класифікація астероїдів – пояснення для дітей

Об'єкти розташовані у трьох зонах нашої системи. Більшість згрупована в гігантському кільцеподібному ділянці між орбітами Марса і Юпітера. Це головний пояс, що налічує понад 200 астероїдів з діаметром 100 км, а також від 1.1-1.9 мільйонів з діаметром 1 км.

Батькиабо у школіповинні пояснити дітям, Що в поясі мешкають не тільки астероїди Сонячної системи. Раніше Церера вважалася астероїдом, доки її не перенесли до класу карликових планет. Понад те, нещодавно вчені виявили новий клас – «астероїди основного пояса». Це невеликі кам'яні об'єкти із хвостами. Хвіст з'являється, коли вони врізаються, розпадаються або перед вами прихована комета.

Дуже багато каменів знаходиться за межею головного пояса. Вони збираються біля великих планет у певних місцях (точка Лагранжа), де сонячна та планетна гравітації перебувають у балансі. Найбільше представників – троянці Юпітера (за кількістю практично досягають кількості поясу астероїдів). Також вони є у Нептуна, Марса та Землі.

Навколоземні астероїди обертаються ближче до нас, ніж . Амури підходять близько орбітою, але з перетинаються із земної. Аполлони перетинаються з нашою орбітою, але більшу частину часу розташовуються на відстані. Атони також перетинають орбіту, але перебувають у ній. Ближче за всіх розташовані атір. За даними Європейського космічного агентства, нас оточують 10000 відомих навколоземних об'єктів.

Крім розподілу по орбітах, вони ще бувають трьох класів за складом. С-тип (вуглецевий) - сірий і займає 75% відомих астероїдів. Швидше за все, формуються з глини та кам'янистих силікатних порід та населяють зовнішні зони головного поясу. S-тип (кремнезем) – зелений та червоний, становлять 17% об'єктів. Створені з силікатних матеріалів та нікель-заліза та переважають у внутрішньому поясі. М-тип (металеві) – червоні та становлять решту представників. Складаються із нікель-заліза. Звісно, дітиповинні знати, що є ще багато різновидів, заснованих на композиції (V-тип - Веста, що має базальтову вулканічну кору).

Астероїдна атака – пояснення для дітей

З моменту формування нашої планети пройшло 4.5 мільярда років і падіння астероїдів на Землю було частим явищем. Щоб завдати серйозної шкоди Землі, астероїд повинен досягати завширшки 1/4 милі. Через це в атмосферу підніметься така кількість пилу, що сформує умови ядерної зими. У середньому сильні удари відбуваються раз на 1000 років.

Найменші об'єкти падають з періодичністю 1000-10000 років і можуть зруйнувати ціле місто або створити цунамі. Якщо астероїд не досяг 25 метрів, то найімовірніше згорить в атмосфері.

У космічному просторі мандрують десятки потенційних небезпечних ударників, за якими постійно стежать. Деякі досить близько підходять, інші розглядають таку можливість у майбутньому. Щоб встигнути зреагувати, має бути запас у 30-40 років. Хоча зараз дедалі більше говорять про технологію боротьби з такими об'єктами. Але є небезпека пропустити загрозу, і тоді просто не залишиться часу на реакцію.

Важливо пояснити для найменших, Що можлива загроза таїть у собі та користь. Адже колись саме астероїдний удар спричинив нашу появу. При освіті планета була сухою та безплідною. Комети та астероїди, що падають, залишали на ній воду та інші молекули на основі вуглецю, що дозволило сформуватися життю. У процесі формування Сонячної системи об'єкти стабілізувалися та дозволили закріпитися сучасним формам життя.

Якщо астероїд або його частина падає на планету, його називають метеоритом.

Склад астероїдів – пояснення для дітей

• Залізні метеорити: залізо (91%), нікель (8,5%) ), кобальт (0,6%).
• Кам'яні метеорити: кисень (6%), залізо (26%), кремній (18%), магній (14%), алюміній (1,5%), нікель (1,4%), кальцій (1,3%) .

Відкриття та ім'я астероїдів - пояснення для дітей

1801 року священик з Італії Джузеппе Пьяцци займався створенням зіркової карти. Цілком випадково між Марсом і Юпітером він помітив перший і великий астероїд Церера. Хоча сьогодні це вже карликова планета, адже на її масу припадає маса всіх відомих астероїдів в основному поясі або поруч.

У першій половині 19 століття знайшли дуже багато таких об'єктів, але все відносили до розряду планет. Тільки 1802 року Вільям Гершель запропонував слово «астероїд», хоча інші продовжували називати їх «малими планетами». До 1851 знайшли 15 нових астероїдів, тому довелося змінити і принцип найменування, додавши цифри. Наприклад, Церера стала (1) Церера.

Міжнародна астрономічна спілка не виявляє суворості в найменуванні астероїдів, тому зараз можна знайти об'єкти, названі на честь Спока із «Зоряного шляху» або рок-музиканта Френка Хаппи. 7 астероїдів назвали на честь екіпажу корабля Колумбія, які загинули у 2003 році.

Також до них додаються цифри – 99 942 Апофіс.

Дослідження астероїдів – пояснення для дітей

Вперше крупним планом зняв астероїди корабель Галілео у 1991 році. В 1994 йому також вдалося знайти супутник на орбіті астероїда. Довгий час НАСА вивчало навколоземний об'єкт Ероса. Після довгих роздумів вони вирішили надіслати на нього апарат. NEAR здійснив вдалу посадку, ставши першим у цьому плані.

Хаябус став першим апаратом, який сів і злетів з астероїда. Він вирушив у 2006 році і повернувся у червні 2010 року, привезши з собою зразки. НАСА запустили місію Dawn (Світанок) у 2007 році, щоб вивчити Весту у 2011 році. Через рік вони вирушили з астероїда до Церери і досягли її у 2015 році.

У січні 2017 року НАСА обрали два проекти – Люсі та Психея для програми Discovery. Планується, що їх запустять у жовтні 2021 року. Люсі вирушить до пояса астероїдів і вивчить 6 троянців. Психея полетить до 16-ї Психеї - гігантський металевий астероїд. Він важливий тим, що може стати ядром стародавньої планети, позбавленої кори через сильне зіткнення.

У 2012 році компанія Planetary Resources, Inc. оголосила про прагнення відправити апарат для видобутку води та матеріалу з астероїдів. Після цього про подібні прагнення заговорили і до НАСА. Це важливий момент, тому що в поясі астероїдів зберігається величезна кількість дорогоцінних ресурсів, що прирівнюються до 100 мільярдів доларів для кожного землянина.

Діти та школярі різного віку повинні розуміти, що падіння астероїдів або комети зараз не становить загрози для Землі. НАСА постійно контролює потенційно небезпечні космічні об'єкти, знаючи орбіти, відстані та точні розміри великих астероїдів на кілька десятиліть та навіть століть уперед. Обов'язково уважно прочитайте всі цікаві факти про астероїди, а також перегляньте фото та картинки, щоб краще познайомитись із цими об'єктами.

За масою астероїди значно легше, ніж планети Сонячної системи, але у них можуть бути супутники. Власної атмосфери в астероїдів немає, оскільки вони можуть утримати її своїм слабким гравітаційним полем. Форма астероїда неправильна.

Саме слово «астероїд» походить від з'єднання грецьких слів, що означають «подібний до зірки», «зірка» і «вид, зовнішність». А поняття «астероїд» увів англійський астроном Вільям Гершель на підставі того, що при спостереженні в телескоп ці небесні тіла виглядали як точки зірок, на відміну від планет, що були схожі на диски.

Донедавна астероїди вважали «малими планетами», уточнюючи, що їх діаметр менший за 1500 км. Однак на XXVI Асамблеї Міжнародного астрономічного союзу в 2006 році було дано оновлене визначення поняття «планета» і з того часу більшість астероїдів зараховано до небесних тіл і не вважаються планетами.

Вважається, що перший астероїд Цецера було відкрито випадково італійським астрономом. Джузеппе Піацці 1 січня 1801 року, хоча орбіта цього астероїда була прорахована ще раніше групою астрономів під керівництвом німецького астронома Франца Ксавера.

p align="justify"> Метод візуального спостереження, який використовували для пошуку астероїдів на початку, змінився методом астрофотографії. 1891 року німецький астроном Максиміліан Вольфвперше використав новий метод, суть якого полягала у фотографуванні небесних тіл із довгим періодом експонування. На фото астероїди залишали короткі світлі лінії. Цей метод значно прискорив виявлення нових астероїдів.

До теперішнього часу вже виявлено та пронумеровано кілька тисяч небесних тіл цього виду.

Імена знову відкритим астероїдам дозволено давати будь-які, у тому числі - на честь їхніх відкривачів, але тільки після того, як їхня орбіта буде достатньо надійно обчислена. До того часу астероїду надається порядковий номер.

У чому різниця між астероїдом та метеорним тілом?

Метеорне тіло (або метеороїд) – це тверде космічне тіло, яке рухається у міжпланетному просторі. Головний параметр, яким їх можна розрізняти з астероїдами - це розмір. Астероїдами, як було зазначено, вважаються тіла з діаметром понад 30 м, метеороїди ж - тіла набагато меншого розміру. Крім того, їх не можна порівнювати як космічні об'єкти в тому плані, що закони, згідно з якими астероїд і метеороїд рухаються в космічному просторі, є різними.

Чи небезпечний астероїд 2012DA14?

Вчені вважають, що ні.

Астероїд під номером 2012DA14, відкритий іспанськими астрономами минулого року, підійде до Землі на 17 тисяч кілометрів. Для порівняння, висота, на якій знаходяться штучні супутники Землі, що передають телевізійні сигнали, становить понад 35 тисяч кілометрів.

Розмір астероїда невеликий: діаметр – близько 45 метрів, маса – 130 тисяч тонн. Якби він зіткнувся з Землею, від вибуху виділилася б енергія, яка можна порівняти з вибухом 2,4 мегатонн тротилу.

Проте вчені заспокоюють: жодної небезпеки зіткнення із Землею ця «зустріч» не несе. Натомість за «проходженням» небесного тіла біля Землі можна буде навіть спостерігати. Видно його буде мешканцям Австралії та Азії за допомогою біноклів, а якщо атмосфера буде досить чистою – то й неозброєним поглядом. У Москві за польотом астероїда можна буде поспостерігати, скориставшись сильним біноклем або невеликим телескопом, далеко від міського світла. В принципі, як кажуть дослідники, побачити небесне явище можна буде на всій території Росії, крім східних регіонів, де на момент максимального зближення астероїда з Землею вже буде світанок.

Астероїд максимально наблизиться до Землі о 23.25 мск.

Бажаючі зможуть спостерігати політ астероїда через інтернет-трансляцію на сайті NASA.

Чи існує небезпека глобальної катастрофи від зіткнення з астероїдом?

Основна маса їх розташована в поясі, що протягнувся між орбітами Юпітера та . Пояс має форму тора, і його щільність зменшується за відстанню від 3,2 а.

До 24 серпня 2006 року найбільшим астероїдом вважалася Церера (975х909 км), але її статус вирішили поміняти, надавши їй звання карликової планети. А загальна маса всіх об'єктів головного поясу невелика – 3,0 – 3,6.1021 кг, що у 25 разів менше за масу.

Фото карликової планети Церерри

Чутливі фотометри дають змогу досліджувати зміни яскравості космічних тіл. Виходить крива блиску, формою якої можна дізнатися період обертання астероїда і розташування осі його обертання. Періодичність буває від кількох годин до кількох сотень годин. Також крива блиску може допомогти у визначенні астероїдних форм. До форми кулі наближаються лише найбільші об'єкти, інші мають неправильну форму.

За характером зміни блиску можна припустити, що деякі астероїди мають супутники, а інші є подвійними системами або тілами, які перекочуються по поверхнях один одного.

Орбіти астероїдів змінюються під сильним впливом планет, особливо на їх орбіти впливає Юпітер. Воно призвело до того, що є цілі зони, де малі планети відсутні, а якщо їм вдається потрапити туди, то дуже ненадовго. Такі зони, які називають люками або пробілами Кірквуда, чергуються з областями, заповненими космічними тілами, що утворюють сім'ї. Основна частина астероїдів розділена на сімейства, які з великою ймовірністю утворилися віддроблення більших тіл.Назви ці скупчення одержують на ім'я найбільшого свого члена.

На відстані після 3,2 а. по юпітеріанській орбіті кружляють дві зграї астероїдів – троянців та греків. Одна зграя (греки) обганяє газовий гігант, а інша (троянці) відстає. Ці групи рухаються досить стійко, бо перебувають у «точках Лагранжа», де гравітаційні сили, які діють них, зрівняні. Кут розходження їх однаковий – 60°. Троянці змогли накопичитися протягом довгого часу після еволюції зіткнень різних астероїдів. Але є й інші сімейства з дуже близькими орбітами, утворені останніми розпадами їхніх батьківських тіл. Таким об'єктом є сімейство Флора, у якому близько 60 членів.

Взаємодія із Землею

Неподалік внутрішнього краю головного поясу знаходяться групи тіл, чиї орбіти можуть перетинатися з орбітами Землі та планет земної групи. До основних об'єктів належать групи Аполлона, Амура, Атона. Їх орбіти не стабільні, залежні від впливу Юпітера та інших планет. Поділ на групи таких астероїдів досить умовний, тому що вони можуть переходити з групи до групи. Такі об'єкти перетинають орбіту Землі, що створює потенційну небезпеку. Земну орбіту періодично перетинають близько 2000 об'єктів, розмір яких більше 1 км.

Вони або уламками більших астероїдів, або кометними ядрами, з яких випарувалися всі льоди. Через 10 – 100 млн. років ці тіла обов'язково впадуть на планету, яка їх притягує, або на Сонце.

Астероїди у минулому Землі

Найвідомішою подією такого плану стало падіння астероїда 65 млн. років тому, коли загинула половина всього, що живе на планеті. Вважається, що розмір тіла, що впав, був близько 10 км, а епіцентром стала Мексиканська затока. На Таймирі також виявлені сліди стокілометрового кратера (у закруті річки Попігай). На поверхні планети налічується близько 230 астроблем – великих ударних кільцевих утворень.

склад

Астероїди можна класифікувати за хімічним складом та морфологією. Визначити розміри такого невеликого тіла, як астероїд у величезній Сонячній системі, яке до того ж не випромінює світло, надзвичайно важко. Це допомагає здійснити фотометричний метод – вимір блиску небесного тіла. За властивостями та характером відбитого світла судять про властивості астероїдів. Так, за допомогою цього методу всі астероїди розділили на три групи:

1. Вуглецеві– тип С. Їх найбільше – 75%. Вони погано відбивають світло, а розташовані на зовнішній стороні пояса.
2. Піщані– тип S. Світло ці тіла відбивають сильніше і перебувають у зоні внутрішньої.
3. Металеві– тип М. Зображення, що відображає їх подібна до тіла групи S, а розташовані вони в центральній зоні пояса.

Склад астероїдів аналогічний, адже останні фактично є їх уламками. Мінералогічний склад їх не відрізняється різноманітністю. Виявлено лише близько 150 мінералів, тоді як на Землі їх понад 1000.

Інші астероїдні пояси

Подібні космічні об'єкти існують і за межами орбіти. Їх чимало на периферійних ділянках Сонячної системи. За орбітою Нептуна знаходиться пояс Койпера, в якому зосереджено сотні об'єктів з розмірами від 100 до 800 км.

Між поясом Койпера і головним поясом астероїдів є ще одне зібрання подібних об'єктів, що належать до «класу Кентаврів». Основним їх представником став астероїд Хірон, який іноді прикидається кометою, покриваючись комою та розпускаючи хвіст. Цей дволикий тип має розмір прядка 200 км і є доказом, що між кометами та астероїдами є багато спільного.

Гіпотези походження

Що таке астероїд - уламок іншої планети або протовисловість? Це поки що загадка, вирішити яку намагаються давно. Ось дві основні гіпотези:

Вибух планети.Найромантичніша версія - вибухнула міфічна планета Фаетон. Вона нібито була населена розумними істотами, які досягли найвищого рівня життя. Але вибухнула ядерна війна, що в результаті і зруйнувала планету. Але вивчення структури та складу метеоритів виявило, що речовини лише однієї планети недостатньо для такого розмаїття. Та й вік метеоритів – від мільйона до сотень мільйонів років – показує, що дроблення астероїдів було тривалим. А планета Фаетон – просто гарна казка.

Зіткнення протопланетних тіл.Ця гіпотеза переважає. Вона достовірно пояснює походження астероїдів. Планети утворювалися з хмари, що складається з газу та пилу. Але в областях, що знаходяться між Юпітером та Марсом, процес завершився створенням протопланетних тіл, від зіткнення яких народжувалися астероїди. Є версія, що найбільші з малих планет саме зародки планети, що не змогла сформуватися.До таких об'єктів можна зарахувати Цереру, Весту, Палладу.

Найбільші астероїди

Церера.Це найбільший об'єкт астероїдного пояса, що має діаметр 950 км. Маса його становить майже третину загальної маси всіх тіл пояса. Складається Церера з кам'яного ядра, оточеного крижаною мантією. Передбачається, що під льодом є рідка вода. Навколо Сонця карликова планета звертається за 4,6 року на швидкості 18 км/сек. Період її обертання 9,15 години, а середня густина 2 г/см 3 .

Палада.Другий за розмірами об'єкт астероїдного поясу, але з переведенням Церери в статус карликової планети, став найбільшим астероїдом. Його параметри 582х556х500 км. Обліт світила відбувається за 4 роки зі швидкістю 17 км/сек. Добу на Паладі становлять 8 годин, а температура поверхні 164 ° До.

Веста.Цей астероїд став найяскравішим та єдиним, який можна побачити без застосування оптики. Габарити тіла – 578х560х458 км, і лише асиметрична форма не дозволяє віднести Весту до карликових планет. Усередині неї залізо-нікелеве ядро, а довкола – кам'яна мантія.

На Весті багато великих кратерів, найбільший з яких має в діаметрі 460 км і розташований в районі південного полюса. Глибина цього утворення досягає 13 км, а краї його піднялися над навколишньою рівниною на 4 – 12 км.

Євгенія.Цей великий астероїд діаметром 215 км. Цікавий тим, що має два супутника. Ними стали Маленький принц (13 км) та S/2004 (6 км). Вони віддалені від Євгенії відповідно на 1200 та 700 км.

Вивчення

Початок детального вивчення астероїдів поклали апарати "Піонер". Але першим зробив знімки об'єктів Гаспра та Іда апарат «Галілео» у 1991 році. Детальне обстеження також було проведено апаратами NEAR Shoemaker та Хаябуса. Метою їх стали Ерос, Матільда ​​та Ітокава. З останнього навіть було доставлено частинки ґрунту. У 2007 році до Вести та Церери вирушила станція Dawn, що досягла Вести 16 липня 2011 року. Цього року станція має прибути до Церери, а потім намагатиметься досягти Палади.

Навряд чи на астероїдах знайдеться якесь життя, але там, напевно, є багато цікавого. Можна чекати багато від цих об'єктів, але не хочеться лише одного: несподіваного їхнього прильоту до нас у гості.