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 сайт 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.
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.
Основное различие астероидов и комет - в составе вещества: астероиды - это небесные тела в основном каменного состава, а кометы - это тела преимущественно ледяные. Другое важное различие - разница орбитальных параметров, то есть различие формы орбиты. Если астероиды находятся в основном в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера и орбиты у них преимущественно круговые (у них тоже есть эллипсоидальность, но все-таки они ближе к круговой форме), то у комет, как правило, орбиты хотя и эллипсоидальные, но очень вытянутые, вплоть до гиперболической формы.
В центральной части Солнечной системы в зоне планет земной группы вещество астероидов подвергалось воздействию высоких температур и претерпело довольно большие изменения вплоть до дифференциации, переплавления, испарения-конденсации и так далее.
Орбитальные параметры комет сильно различаются. Существуют такие кометы, которые всего один раз проходят мимо Солнца и уходят куда-то в бесконечность. Они могут вернуться к Солнцу снова, поскольку связаны со звездой гравитационно, но это происходит через очень большое время, вплоть до тысяч и десятков тысяч лет. Подобные кометы называют долгопериодическими. Для всех небесных тел используется такой параметр, как большая полуось орбиты. Это, попросту говоря, расстояние между центральной точкой эллипса и его наиболее удаленной точкой. Большая полуось орбиты долгопериодических комет может достигать сотен астрономических единиц (астрономическая единица - это расстояние от Земли до Солнца). Поэтому они очень редко сближаются с Солнцем и большую часть времени расположены на периферии Солнечной системы, в так называемом Облаке Оорта. Облако состоит из замерзших небесных тел, то есть комет, абсолютное большинство которых вообще ни разу не приближалось к Солнцу.
Вещество в долгопериодических кометах малоизмененное. Оно имеет в основном ледяной состав очень древнего возраста. Такие тела сформировались в ранний период Солнечной системы, может быть, в первые несколько сотен тысяч или несколько миллионов лет. С тех пор они находятся в замороженном состоянии, в неизменном виде, поскольку не подвергаются никаким воздействиям, таким как большие температуры и потоки разных видов солнечного излучения. Интерес к данным объектам очень высокий, поскольку это то вещество, из которого сформировалась вся Солнечная система. Поэтому ядра комет можно назвать самыми примитивными телами нашей системы.
Существует еще ряд комет, которые тоже достаточно часто сближаются с Солнцем, например комета Энке. Мы знаем группы комет, которые после сближения с Солнцем переходят на более короткопериодические орбиты и попадают в семейства планет-гигантов. Наиболее обширным кометным семейством обладает Юпитер. Большие полуоси орбит комет его семейства близки к большой полуоси его собственной орбиты. По этой причине такие кометы достаточно часто проходят мимо Солнца. Их вещество регулярно подвергается воздействию высоких температур. Одна из них - комета Чурюмова - Герасименко, которую как раз смогли детально изучить с помощью космического аппарата «Розетта». Было получено много новой информации и о составе вещества этой кометы, и о ее внутренней структуре.
П адение Челябинского метеорита привело к тому, что интерес к такой науке как астроном ия возрос. При этом люди стали задумываться о том, в чём разница между кометой и астероидом, ведь Челябинский метеорит относили и к той, и к другой группе. На самом деле упавший объект причислен к классу болидов. Остается определить, в чём заключается отличие между кометами и астероидами.
Астероид представляет собой небесное твёрдое тело. Оно обладает большими габаритами и включает в себя такие элементы как углерод, кремний и металл. Диаметр астероида может варьироваться в пределах от 100 м. нескольких сотен км. Если астероид упадёт на нашу планету, последствия столкновения для нас будут крайне неприятными.
Комета – небесное тело, состоящее из газа, льда и твёрдых частиц. Объект характеризуется тем, что его орбита проходит вокруг Солнца. Габариты тела составляют несколько километров. Если комета столкнется с Землей, для нас это обернется непоправимыми последствиями. Во время приближения тела к Солнцу у него появляется хвост, представляющий собой испарение газов.
Таким образом, от комет астероиды отличаются, прежде всего, составом и размерами. Комета – это тело, состоящее из жидкости и газов с незначительным содержанием твёрдых веществ. Астероиды включают в себя в основном твёрдые вещества. Кометы в сравнении с астероидами – это небольшие тела. Их размеры не превышают и нескольких километров. Астероиды могут достигать нескольких сотен километров.
Отмечаются и другие различия. К примеру, комета имеет яркий хвост и ядро, чего не скажешь об астероидах. Оба космических тела обращаются вокруг Солнца. Однако, когда комета близко подходит к нему, у неё появляется хвост. Его видно невооруженным взглядом. У астероидов хвостов нет, но столкновение с ними более опасно и может привести к тому, что погибнет вся цивилизация.
Итак, подведем итоги. Разница между кометами и астероидами заключается в следующем:
1. Размеры. Астероиды намного крупнее комет. Самые большие из них – это Паллада и Веста, обладающие диаметром свыше 500 километров.
2. Состав. Астероиды преимущественно включают твердые элементы. Кометы называют «снежками» по причине того, что в них содержатся газ и лед, находящиеся в замороженном состоянии.
3. Ядро. У кометы оно присутствует, у астероида его нет.
4. Хвост. Во время движения и при приближении к звезде у кометы образуется хвост. Он развевается на млн. километров, а с Земли увидеть его можно даже без специальных приборов. Астероиды не имеют хвостов, поэтому увидеть и распознать их достаточно тяжело.
Это основные различия между рассмотренными космическими телами.
Слова «астероид» и «метеорит» часто потребляються в общении, литературе, кинематографе. Однако не все до конца понимают разницу между этими понятиями.
Откуда берутся метеориты
Время от времени на поверхность земли из-за ее пределов попадают твердые тела. Их принято называть метеоритами. Помимо земной поверхности эти предметы космического происхождения падают и на другие крупные космические объекты. На места их падения указывают кратеры, которых, например, много на Луне и на других планетах.
Некоторые астрономы формулируют такие признаки метеорита:
- Это происходящий от небесного тела небольшой твердый объект.
- Имеет природное происхождение.
- Естественным путем отделился от породившего его небесного тела.
- Выйдя из под гравитационного влияния, столкнулся с большим по размерам, чем он, небесным телом или объектом искусственного происхождения.
- Не может называться метеоритом, если объединяется с более крупным объектом.
Метеориты могут быть различными по размерам и массе. Их длина может начинаться с долей миллиметра и заканчиваться несколькими метрами. Весить могут от нескольких грамм до десятков тонн . Ученые подсчитали, что ежесуточно на нашу планету падает тонны внеземных веществ. Когда космическое тело пронизывает атмосферу, возникают свечения, называемые метеорами, а при падении множества мелких тел — метеоритным дождем.
Метеорное тело на скорости в несколько десятков километров в секунду входит в атмосферу. Сразу же оно разогревается и начинает светиться. Происходит его обгорание и потеря массы. В результате на землю падает тело с массой значительно меньше, чем было у него при приближении к нашей планете.
При скорости 25 и более километров в секунду они практически полностью исчезают. Их сотни тонн может остаться ничтожная часть. При потере метеорным телом у земли скорости оно перестает светиться и теряет температуру. Во время такого полета оно может разрушаться, что вызывает метеоритный дождь.
Порой разрушение таких тел имеет катастрофические последствия, как это имело место с Тунгусским метеоритом . Когда метеорит на большой скорости ударяется о поверхность земли, происходит взрыв и образуется округлой формы кратер. При относительно небольших скоростях в сотни метров в секунду метеорит может сохраниться, а кратер по размерам не будет намного больше самого метеорита. На поверхности нашей планеты известны несколько больших кратеров диаметром от одного до трехсот километра.
Найденные на Земле метеориты обладают определенными признаками. Они обычно имеют неправильную форму, кору плавления, характерные углубления на поверхности, похожие на отпечатки пальцев, и магнитные свойства. Чаще всего на планету падают метеориты, представляющие собой камни (92.8 %), а также железные и содержащие железо с камнем.
Что такое астероид
Еще десяток лет назад их называли малыми планетами. Сегодня понятием «астероид» называют вращающиеся по солнечной орбите тела, длина которых превышает 30 метров. Их форма неправильная, атмосферы у них нет. Встречаются астероиды со своими спутниками. Возникновение больших астероидов диаметром более 120 км связывают с развитием Юпитера. Полагают, что астероиды образовались в процессе увеличения массы небесных тел за счет гравитационного притяжения к ним газа и иной материи из окружающего эти тела космического пространства. Астероиды меньших размеров появились как осколки от столкновений между астероидами. Большая часть известных науке астероидов сконцентрированы в районе пояса астероидов, который расположен в районе между Юпитером и Марсом.
По некоторым оценкам количество находящихся в пределах Солнечной системы астероидов размером свыше километра, может составлять до 1,9 миллиона единиц . Зафиксировано, что вокруг Солнца вращаются почти 670 с половиной тысяч астероидов. Орбиты большинства из них определены, они имеют официальные номера, а свыше 19 тысяч астероидов получили официально зафиксированные названия. Для этого их орбита должна была быть надежно вычислена. Самыми крупными астероидами считаются Церера, Паллада, Веста, Апофис и Гигея. Некоторых из них можно наблюдать невооруженным глазом во время прохождения мимо Земли. По расчетам вся масса астероидов главного пояса не достигает четырех процентов массы Луны.
Ученые всего мира исследовали астероиды, начиная с XVIII века. Использовались различные методы для этого. В 1991 году космический зонд передал изображение астероида Гаспра. В 2010 году ими на одном из самых крупных астероидов были обнаружены лед из воды и сложные углеводороды. Это открывает возможности для понимания происхождения воды и жизни на нашей планете. В 2016 году американцами была запущена межпланетная станция, которая в 2019 году должна получить образцы грунта с астероида Бену и в 2023 году доставить их на Землю. Такие небесные тела классифицируют по характеристикам их орбит и степени отражения солнечного света их поверхностью.
Они могут представлять огромную опасность при столкновении с Землей. Даже удар астероида 50- метрового диаметра может вызвать взрыв как при падении Тунгусского метеорита. Он приведет к многочисленным жертвам и огромным экономическим потерям. Чтобы уничтожить человеческую цивилизацию, достаточно столкновения с трехкилометровым астероидом. В России и других странах функционируют мощные телескопы для обнаружения небесных тел, представляющих опасность.
Есть ли отличия
Метеоритом считается преимущественно небольшое небесное тело, частично сгоревшее в атмосфере Земли. В пространстве перемещаются хаотически. Чаще всего поверхности Земли достигает ничтожная часть метеорита. Ежесуточно на землю падают в совокупности несколько тонн разных метеоритов. Их количество измерить невозможно.
Астероид –это относительно небольшое небесное тело, которое вращается по стационарной орбите вокруг Солнца. Он может иметь свои супутники. Под воздействием гравитации орбита астероида может измениться. Большинство крупных астероидов имеют свои регистрационные номера и даже имена. Их системно изучают ученые. Крупные астероиды могут представлять опасность для человечества.