Пояс астероидов между Марсом и Юпитером. Пояс астероидов между марсом и юпитером это бывшая планета
Пояс астероидов между Марсом и Юпитером.
Пояс астероидов - общие сведения.
Пояс астероидов между Марсом и Юпитером, точнее между их орбитами, называется "Главным поясом астероидов" На приведённом ниже рисунке он обозначен белыми точками.
Пояс астероидов между Марсом и Юпитером представляет из себя кольцо крупных и мелких астероидов, которые вращаются вокруг Солнца по своим собственным орбитам. Расстояния между ними довольно велики, за миллиарды лет всё уравновесилось и взаимные столкновения случаются уже редко. Но, всё-же столкновения видимо происходят под действием гравитации Юпитера, иначе эти обломки давно бы соединились в планету.
"Главным" этот пояс астероидов называется по трациции - его начали изучать довольно давно. Как следует из названия, в Солнечной системе есть ещё один пояс астероидов - Пояс Койпера. На рисунке видны другие группы астероидов - "Троянцы", "Греки" и "Хильды", обозначенные зелёным и оранжевым цветами, но сейчас мы не будем на них останавливаться.
Согласно правилу Тициуса-Боде, на расстоянии около 2,8 а.е. от Солнца должна была находиться планета. Её долго искали и наконец обнаружили Цереру, а затем и Палладу. Увы, это были слишком маленькие планеты... Затем, там, где расположен Главный пояс астероидов, на орбитах в пределах 2,2-3,6 а.е., были обнаружены более мелкие астероиды. В 19 веке возникло предположение, что это остатки несчастной планеты Фаэтон, погибшей от столкновения с кометой или разорванной гравитацией Юпитера. Далее, с развитием астрономической аппаратуры стало понятно, что поясе астероидов между Марсом и Юпитером располагаются многие десятки, если не сотни тысяч мелких фрагментов (сейчас открыто уже около 300 тысяч).
Однако, расчёты показали, что воздействия Юпитера всё-же недостаточно для того, чтобы разрушить целую планету. Зато те же расчёты показали, что его гравитации вполне хватает, чтобы сообщать астероидам достаточно большие орбитальные скорости. Эта избыточная энергия заставляет астероиды сталкиваться на больших скоростях и разрушаться, не давая плавно слипаться друг с другом.
В начале космической эры, были опасения, что космические аппараты могут быть повреждены при пролёте через пояс астероидов. На деле оказалось, что обломки довольно редко рассеяны по Главному поясу астероидов. Через него пролетело уже около дюжины аппаратов, но пока не было ни одного столкновения с астероидами.
Общая масса всех объектов пояса астероидов составляет всего 4% от массы Луны. Причём, больше половины приходится на четыре крупнейших астероида: на Цереру, Палладу, Весту и Гигею. А, 32% всей массы главного пояса астероидов приходятся на одну только Цереру. Ниже даны сравнительные размеры первых десяти астероидов на фоне Луны:
В порядке открытия: 1 - Церера, 2 - Паллада, 3 - Юнона, 4 - Веста, 5 - Астрея, 6 - Геба, 7 - Ирис, 8 - Флора, 9 - Метис, 10 - Гигея. Щели Кирквуда
Орбиты астероидов располагаются в Главном поясе неравномерно. Здесь есть так называемые "щели Кирквуда". Это орбиты, на которых астероиды почти отсутствуют. Механизм образования щелей Кирквуда довольно интересен.
Вращаясь на этих орбитах вокруг Солнца, астероиды Главного пояса попадают в орбитальный резонанс относительно вращения Юпитера вокруг нашего светила. Благодаря этому, Юпитер действует на них своей гравитацией, с одной и той же периодичностью. То есть, Юпитер как бы раскачивает астероиды, искажая их орбиты. Это слабое влияние, но оно накапливается раз от раза. В итоге, астероиды на этих орбитах либо сталкиваются со своими соседями и меняют орбиту, или Юпитер их "выбрасывает" из Солнечной системы вообще. Образуются пустые орбиты, которые и назвали щелями Кирквуда.
Наиболее известные щели Кирквуда находятся на следующих орбитальных радиусах: 2,06 а. е. (резонанс 4:1) 2,5 а. е. (резонанс 3:1) 2,82 а. е. (резонанс 5:2) 2,95 а. е. (резонанс 7:3) 3,27 а. е. (резонанс 2:1)
Области пустых орбит, подобные щелям Кирквуда, есть и в кольцах Сатурна, природа их та же - орбитальный резонанс частиц со спутниками Сатурна. Там они называются щелями Кассини, Гюйгенса и Лапласа.
Изучение пояса астероидов между Марсом и Юпитером
Для исследований именно объектов Главного пояса астероидов пока было отправлено всего три аппарата: "NEAR Shoemaker" изучал астероиды (433) Эрос и Матильду[23] в 1997 по 2001 годах соответственно. Японский аппарат "Хаябуса" произвёл посадку на астероид (25143) Итокава и доставил образцы его грунта на Землю 13 июня 2010 г. Аппарат Dawn ("Рассвет") Изучал Весту в 2011 году, а с 2015 г. он изучает Цереру.
Кроме них, объекты главного пояса астероидов изучались "транзитом" аппаратами, которые были отправлены к более далёким областям Солнечной системы - к Юпитеру, Сатурну и др.
Пояс астероидов - наблюдения за его объектами.
Большинство тел пояса астероидов являются слишком слабыми объектами для наблюдений с Земли в любительские телескопы. Но, на деле не всё так плохо. Блеск Цереры колеблется примерно от 6,7 до 9,3m. Блеск Весты, самой яркой из малых планет, достиг рекордных 5,3m в 1989 году. Наибольший блеск Паллады - около 6,5mВо время наибольшей яркости, эти астероиды видны невооружённым глазом как самые слабые звёзды. Блеск Гигеи не превышает 7,2m даже при наибольшем сближении с Землёй, что маловато при размерах 520х360 км. - уже нужен телескоп. Виной тому - тёмная поверхность Гигеи.
Остальные тела Главного пояса астероидов радуют высокой яркостью редко - во время Противостояний, когда Земля находится между ними и Солнцем (как и четыре астероида названные выше). Но, и в это время, рассмотреть их можно только в телескоп - это довольно мелкие объекты и видны также - как слабые звёздочки.
Пример тому - этот снимок Цереры, сделанный телескопом Хаббл:
Как ни глазаст этот аппарат, но это - всё, на что он оказался способен. Как я уже писал выше, проще всего увидеть желаемый астероид когда он находится в противостоянии к Солнцу относительно Земли. Тогда его расстояние до Земли минимально, а видимая освещаемая поверхность - наибольшая. Для этого есть специальные астрономические таблицы.
Да, возможно наблюдения за астероидами Главного пояса не столь зрелищны. Однако, астроному-любителю с нереализованными научными наклонностями и запасом терпения здесь есть где развернуться. Потому что увидеть своими глазами далёкий астероид, вычислить и точно знать что это именно он, собрать коллекцию увиденных астероидов - это не только спорт, но и ни с чем не сравнимое удовлетворение от трудных наблюдений. Можно забыть какой сейчас век и представить себя исследователем годов этак 1950-ых... Тогда возникает непередаваемое чувство первопроходца, романтика начала эры освоения космоса, когда есть только ты с телескопом и мало что ещё открыто.
Наблюдение за Главным поясом астероидов - это "астрономия не для всех". Но, каждому - своё...
Понравилось? или расскажите друзьям:kosmoved.ru
Пояс астероидов
Хотя открытие и изучение пояса астероидов немыслимо без науки, история исследования этого астрономического чуда берет свое начало в древних мифах и легендах.
fishki.net
Пояс астероидов Солнечной системы
Солнечная система > Пояс астероидов
Пояс астероидов - область между Марсом и Юпитером, населенная небольшими космическими телами.
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.
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.
Основные объекты Пояса астероидов |
| 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.
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
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.
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.
v-kosmose.com
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.
astroson.com
Где находятся пояса астероидов? :: SYL.ru
Понятие пояса астероидов между Марсом и Юпитером известно ученым и любителям астрономии не один десяток лет. Современный каталог содержит сведения о 300 тысячах космических тел, приходящихся на эту область.
Пояс астероидов. История
Ученый из Восточной Пруссии И. Тициус в 1766 году сформулировал эмпирическое правило увеличения радиусов орбит известных планет Солнечной системы. Астроном Берлинской академии наук И. Боде разместил его в своем "Астрономическом ежегоднике". Согласно выводам немецких ученых, на расстоянии в 2,8 а. е. (астрономических единиц) от Солнца между орбитами Марса и Юпитера должна вращаться еще одна планета.
| Планета | Радиус орбиты (теоретический)а.е. | Радиус орбиты (фактический) а.е. |
| Меркурий | 0,4 | 0,39 |
| Венера | 0,7 | 0,72 |
| Земля | 1,0 | 1,0 |
| Марс | 1,6 | 1,52 |
| Планета Х | 2,8 | ? |
| Юпитер | 5,2 | 5,2 |
| Сатурн | 10,0 | 9,54 |
Спустя несколько лет группа европейских ученых организовала специальный клуб "Небесная полиция" в попытке систематизировать поиски "неуловимой" планеты. Каждый из 24 исследователей отвечал за свою зону наблюдения в области эклиптики. Поиск сводился к ежедневной фиксации небесных координат всех звезд и выявлению суточного смещения какого-либо объекта. Этот "путешественник" и был бы искомой планетой.
Пропавшая планета
Вопреки всем усилиям клуба, теоретически предсказанное космическое тело на самой заре 19 века (01.01.1801 г) в одиночку, обнаружил астроном Д. Пиацци (Италия). Планете дали имя Церера (богиня урожая из древнеримской мифологии). Чуть более года спустя бременский астроном Генрих Ольберс объявил об обнаружении в той же области еще одной планеты, впоследствии названной Палладой. Диски открытых планет рассмотреть было невозможно и они даже в самом мощном телескопе ничем не отличались от окружающих звезд. По предложению У. Гершеля открытые объекты назвали астероидами (от греч. звездоподобные). Кстати, более информативное, но не получившее распространение название предложил директор Венской обсерватории Й. Литров - зенареиды (Зевс и Арей - греческие имена Юпитера и Марса).
В течение следующих лет на той же орбите были открыты: Юнона (К. Хардинг, 1804 г) и Веста (Г. Ольберс, 1807 г), Астрея и Геба (К. Хенке, 1845 и 1847 гг). Термин "пояс астероидов" впервые сформулировал в своем научно-философском труде "Космос" в начале 50-х годов немецкий ученый Александр фон Гумбольд. К 1868 году была зафиксирована первая сотня малых тел. Предложенный немецким астрономом Максимилианом Вольфом в 1891 году метод астрофотографии (фотосъемка участков неба с длинной выдержкой), существенно упростил поиски астероидов. В первой половине прошлого столетия их счет уже перевалил за тысячу. На сегодняшний день поиски и открытия новых тел ведутся автоматически. В каталоге астероидов их уже более 300 тысяч.
Сколько поясов у Солнечной системы?
Пояс астероидов между Марсом и Юпитером называют Главным. Так уж сложилось исторически. Хотя в свете последних достижений астрономии это звучит несколько некорректно. Открытые в конце 20-го века пояс астероидов между орбитальными траекториями Юпитера и Нептуна (Кентавры), пояс Койпера и прочие транснептуновые образования значительно превосходят Главный по общей массе и числу небесных тел.
И еще о формулировках. 26-я Ассамблея Международного астрономического союза (2006 г) предложила следующую классификацию тел, вращающихся вокруг Солнца:
- Планета - достаточно массивный объект, способный очистить свою орбиту от более мелких тел.
- Карликовая планета - объект (не являющийся спутником планеты), имеющий достаточную массу, для того, чтобы гравитационные силы придали ему сферическую форму, но не достаточную для расчистки орбиты.
- Астероид - тела с массой не достаточной для обретения гидростатического равновесия.
Таким образом, из всего множества космических тел, входящих в пояс астероидов между Марсом и Юпитером, к планетам (карликовым) следует относить только Цереру. Итак, с терминами определились, продолжим!
Главный пояс астероидов
Суммарная масса тел, входящих в состав этой области, составляет всего 1/25 часть массы Луны. Более половины этой величины приходится на четыре космических объекта:
- Церера - самая близкая к Земле карликовая планета. Экваториальный диаметр - 950 км. Имеет сферическую форму. Судя по плотности, на треть состоит из водяного льда. Период обращения вокруг своей оси - чуть более 9 часов, вокруг Солнца - 4,6 года.
- Веста - крупнейший и самый яркий астероид в Главном поясе. Имеет ассиметричную форму (578×560×468 км). Имеет сложную геологическую структуру. Мантия и кора астероида богата минералами. Сутки на Весте длятся 5,3 часа, год в 3,6 раза продолжительнее земного.
- Паллада - астероид, незначительно уступающий Весте по размерам. Средний диаметр около 512 км. Поверхность содержит гидратированные минералы. Оборот вокруг своей оси длится 7,8 часа, вокруг Солнца - 4,6 года. Для Паллады характерен довольно большой наклон орбиты (34,8˚).
- Гигея - астероид, четвертое по размерам тело. Диаметр около 400 км. Имеет неправильную форму и углеродистый состав. Средняя плотность - 2,56 г/см3. Продолжительность года - 5,6 земных лет.
Среди самых массивных астероидов Главного пояса стоит упомянуть Интерамнию (средний размер 326 км), тезку юпитерианского спутника - Европу (302 км), Давиду (размер нуждается в дополнительном уточнении, но, по мнению астрономов, лежит в пределах от 270 до 326 км), Сильвию (232 км) - тройной астероид с двумя спутниками, Гектора, имеющего сложную гантелеобразную форму и спутник, Ефросину (248-270 км).
Главный пояс астероидов в Солнечной системе, по оценкам ученых, может содержать до нескольких миллионов космических тел, размером более 30 м. В фантастических произведениях распространены эпизоды с критическими ситуациями, вызванными столкновениями звездолетов будущего с астероидами в этом "оживленном" районе. На самом деле, концентрация вещества здесь, вследствие огромных расстояний, не настолько плотная. Земные космические аппараты, пролетая Марс и пояс астероидов, не имели ни одного случая и даже угрозы столкновения.
Классификация и семейства
Астероиды - по сходным характеристикам орбит - объединяют в группы (или семейства) и классифицируют по химическому составу, определяемому изучением и анализом спектральных линий, отраженного телом, солнечного излучения. В состав пояса астероидов входят объекты трех видов:
- С-класс. Содержат в составе высокий процент углеродных соединений. Видимый свет имеет красноватый оттенок. Обладают чрезвычайно низким альбедо (отражающей способностью). Предположительно, к этому классу принадлежит более 75% всех астероидов внешних областей. Велика вероятность существования, довольно крупных объектов, не обнаруженных из-за малой яркости. Наиболее известные представители - Паллада, Гигея.
- S-класс. Силикатные или каменные астероиды (15%). Спектральный анализ показывает большое содержание металлов (магний, железо). Самые яркие и известные - Юнона, Ирида.
- М-класс (в некоторых источниках Х-класс) - космические тела с высоким содержанием металлов (Никель, железо). Составляют десятую часть всех астероидов. Предположительно являются осколками ядер несформировавшихся протопланет. Есть несколько исключений. Например, астероид Каллиопа характеризуется спектральными данными, близкими к классу "М", но обладает крайне низкой плотностью.
Существуют несколько десятков базальтовых формирований. Ранее предполагалось, что эти астероиды - фрагменты, некогда принадлежавшие Весте (отсюда и литера для их обозначения - "класс V"), но обнаруженные позднее отличия в химическом составе, указывают на отдельное происхождение.
Наиболее известные семейства, входящие в Главный пояс астероидов в Солнечной системе, включают в себя от 1 до 6 процентов всех объектов. Среди них - семейство Весты (6%), Флоры (4%), Эвномии, Эос и т. д. Семейства, движущиеся в лагранжевых гравитационных точках орбиты Юпитера, получили названия Греков (опережают планету) и Троянцев.
Бывший или несостоявшийся Фаэтон?
Существует множество гипотез о происхождении многочисленных космических тел между орбитами Марса и Юпитера. Самое распространенное и красивое предположение, заключается в том, что пояс астероидов - бывшая планета Фаэтон. Причиной гибели могли послужить столкновение с другим крупным небесным телом, приливные гравитационные силы массивного газового гиганта и Марса. В романе советского фантаста А. Казанцева "Фаэты" планету разрушил термоядерный взрыв океанов в результате атомной войны, развязанной существующей на ней цивилизацией.
Но методы компьютерного моделирования и снимки других планетных систем на ранних стадиях развития позволили ученым сделать вывод, что элементы пояса астероидов - "строительный" материал несформировавшейся планеты. Зарождавшийся Юпитер сместился внутрь своей орбиты, и гравитационным воздействием увеличил скорости планетезималей своей "соседки". В результате вместо процессов слипания стали происходить упругие столкновения, приводящие еще к большему дроблению элементов.
Среди планет-гигантов
Между какими планетами пояс астероидов расположен? Еще полвека назад этот вопрос имел однозначный и определенный ответ. Обнаружение в 1977 году космического объекта Хирон и последующие открытия внесли сумятицу в существующую терминологию. В перигелии Хирон выглядит как типичная комета с характерной комой, значительно превосходя ее по размерам (экваториальный диаметр около 140 км). Это позволило классифицировать объект и как комету, и как астероид. К настоящему моменту их насчитывается более ста. Группа получила название "Кентавры", а космическим телам присваивают имена этих мифических существ.
Образуемый Кентаврами пояс астероидов находится между орбитальными траекториями Юпитера и Нептуна. По свойствам космических объектов занимает промежуточную позицию между астероидами Главного пояса и телами пояса Койпера. Орбиты Кентавров пересекают орбиты внешних планет Солнечной системы. Характеризуются стабильностью в течение нескольких миллионов лет.
Наиболее известные космические объекты этой области - это Фол (экваториальный диаметр 190 км), Несс (58 км), Асбол (66 км), Харикло (260 км). Цветовой спектр Кентавров очень разнообразен: от красного до голубого. В химическом составе, предположительно, водяной лед, оливин, аморфный углерод и кероген.
На окраинах Солнечной системы
На протяжении всего двадцатого века велись оживленные споры о наличии космических объектов за орбитой Плутона. Астроном Д. Койпер (Нидерланды, США) сделал предположение о возможности существования диска, состоящего из множества ледяных тел. В августе 1992 года Д. Джуит и Д. Лу (США) обнаружили первый, а спустя полгода и второй объект пояса Койпера (ОПК).
На сегодняшний день известно более тысячи тел, принадлежащих этой области. По заверениям ученых, велика вероятность существования более 70 тыс. ОПК, размером более 100 км. Исследования ведутся методом спектрального анализа. Химический состав тел весьма разнообразен и представлен льдами углекислоты, азота, метана, метанола, аммиака. воды. К самым известным объектам пояса Койпера причисляют:
- Плутон - крупнейшая карликовая планета. Экваториальный диаметр - 2374 км. Расстояние от Солнца в перигелии - 29,7 а. е., в афелии - 49,3 а. е. Период обращения вокруг своей оси - 6,4 суток, вокруг Солнца - 248 лет.
- Харон - образует с Плутоном двойную планетную систему. Диаметр - 1212 км.
- Эрида - карликовая планета, открытая в 2005 г. Диаметр - 1163 км. Среднее расстояние от Солнца - 68 а. е. Оборот вокруг Солнца занимает 558 лет.
- Квавар. Диаметр около 1300 км.
Следует выделить карликовую планету Седна, открытую в 2003 г. Это наиболее удаленный объект Солнечной системы, с периодом обращения 10,5 тысяч лет. Ученые считают, что она не принадлежит к числу ОПК. Изучение транснептуновых объектов, из-за огромного удаления и малых размеров, сопряжено с определенными трудностями, но обещает много интересных открытий.
Дар небес...
Факт на заметку. В июле 2015 года произошло сближение с нашей планетой астероида UW 158 семейства Аполлонов до расстояния в 2,5 млн км. Небесное тело, не имеющее даже собственного имени, размером 320×150 метров, по самым скромным подсчетам содержит несколько миллионов тонн платины (ориентировочная стоимость - 300 млрд - 5,4 трлн долларов).
Суммарный объем минералов и металлов на астероидах огромен. В США запущена космическая программа, предполагающая разработку полезных ископаемых на малых телах Солнечной системы уже в ближайшие десятилетия. Группа российских ученых (руководитель С. Антоненко, ГКНПЦ им. Хруничева) на Новосибирском форуме "Технопром-2013" представили проект освоения и колонизации астероидов, где предлагается использовать эти космические объекты в качестве базовых станций. Внутри астероида создается замкнутая экосистема с благоприятным микроклиматом и гравитацией для колонистов. Проект, безусловно, невероятный, но сто лет назад и полет на Луну считался фантастикой.
...или кара небесная?
По расчетам ученых (каких- не указывается), конец света земной цивилизации предстоит пережить 16 февраля 2017 года" - вовсю анонсируют интернет-ресурсы очередное сближение Матушки-Земли с космическим странником. На этот раз в качестве потенциальной угрозы выступает астероид WF9.
Астероидная и кометная опасность, безусловно, существует. Подтверждений тому на поверхности нашей планеты очень много (Аризонский кратер, кратер Чиксулуб (Юкатан) и т. д). Ученые Йельского университета (США, руководитель Д. Рабинович) утверждают, что угрозу для существования человечества представляют около тысячи астероидов, диаметром более 1 км. Эти объекты находятся под постоянным наблюдением. Опасность таится в другом. Гравитационные поля больших планет своим воздействием изменяют орбиты астероидов. Пояс астероидов является источником новых объектов, возникающих в результате столкновений малых тел. Так, 7 сентября 2016 года астероид RB1 (диаметр 16 м) прошел всего в 40 тыс. км от Земли, а о его существовании астрономы узнали только за два дня до сближения. Угрозы особой не было (диаметр "Челябинского" метеорита на момент вхождения в атмосферу планеты оценивался в 20 м и о нем вообще представления не имели), но факт показательный. Остается надеяться на совершенство астрономического оборудования и внимательность ученых, контролирующих частых "гостей" из пояса астероидов.
Кстати, специалисты NASA утверждают, что астероид WF9 пройдет на расстоянии в 51 млн км от Земли.
www.syl.ru
Пояс астероидов между марсом и юпитером
Это подтверждает и известное правило Тициуса-Боде. Правило Тициуса — Боде представляет собой эмпирическую формулу, приблизительно описывающую расстояния между планетами Солнечной системы и Солнцем (средние радиусы орбит). Правило не привлекало большого внимания до тех пор, пока в 1781 году не был открыт Уран, который почти точно лёг на предсказанную последовательность. А затем Фаэтон представили как недостающую по этой формуле планету. Когда-то давно во время парада планет она столкнулась с Марсом, и после этого, Марс стал безжизненным. Подобная участь ожидала и Землю, но большую часть энергии погасил Марс.
Противники этой теории утверждают, что каждая планета имеет ядро, которое среди астероидов не обнаружили. Соответственно, нет ядра – а, значит, и планеты не было.
И тут у ученых появляется объяснение – Луна и есть то самое ядро. Оказывается, во многих хрониках, мифах и преданиях говорится, что как раз Луны-то на небе не было. А появилась она после Всемирного потопа. Вспомним о том, что приливами и отливами на нашей планете «управляет» Луна. Тогда можно предположить какой силы мог быть прилив, когда ядро Фаэтона появилось так близко от поверхности Земли. Массы воды, в том числе, которые были под землей, приливными силами были подняты на поверхность. Это и был потоп.
Известно также, что более чем 12 тысяч лет назад год равнялся 360 дням. Увеличение года на пять дней ученые объясняют так: масса Земли увеличилась за счет присутствия Луны, планета отошла дальше от Солнца, орбита стала больше, и год увеличился на пять дней.
Но отметим, что далеко не все согласны с теорией про Фаэтон и Луну. Некоторые считают, что пояс астероидов является не разрушенной планетой, а планетой, которая так и не смогла сформироваться ввиду гравитационного влияния Юпитера и отчасти других планет-гигантов http://www.eraiper.ru
Прикрепленный файл(ы):original[1](112.3kb)12710852[1](29.36kb)5cf052576b3948c7d99a17c6902b0472[1](19.07kb)
7ba.ru
Космос, МКС и все о вселенной.Юрий Гагарин.
Общие сведения
Астероиды - небольшие небесные тела с размерами от нескольких метров до тысячи километров. Вообще, между ними и метеорными телами нет четкого различия. Количество подобных тел в Солнечной системе тем больше, чем они сами меньше. Многие ученые полагают, что большинство метеорных тел являются осколками астероидов. Астероиды, как и метеориты, состоят из железа, никеля и различных каменистых пород. По составу они близки к планетам земной группы.
Свое название астероиды получили за сходство со звездами при наблюдении в телескоп. Будучи крохотными, астероиды кажутся, как и звезды, точками. Астероид означает "звездоподобный".
Большинство астероидов движутся в так называемом поясе астероидов между орбитами Марса иЮпитера. Юпитер возмущает их движения. В результате этого, астероиды сталкиваются друг с другом, меняют свои орбиты. Некоторые из них могут подходить ближе к Солнцу или, наоборот, забираться дальше от него, нежели большая часть малых планет.
Астероиды изредка сталкиваются с большими планетами. Многими учеными считается, что причиной резкого изменения климата, повлекшего вымирание динозавров миллионы лет назад, послужил астероид, врезавшийся в Землю. На Земле даже обнаружили кратер, который мог образоваться от такого удара. Надо сказать, что Земля пережила несколько подобных "странных" вымираний животных. К примеру, за долго до динозавров так же внезапно вымерли трилобиты.
За орбитой Нептуна обнаружено несколько небесных тел с размерами 100-200 км. Видимо, там тоже располагается пояс астероидов. Он назван поясом Койпера. Объекты пояса имеют состав, схожий с кометным. Орбита Плутона проходит уже внутри этого пояса. Более того, все больше ведется разговоров о том, что и сам Плутон лучше "уволить" из планет и причислить к объектам пояса Койпера. Больно уж Плутон маленький.
В феврале 1997-го года было высказано предположение, что за орбитой Плутона, на расстоянии в 50 а.е., существует еще один пояс астероидов. В нем, как и в поясе между орбитами Марса и Юпитера, как и в поясе Койпера, как ив Облаке Оорта, находится неизрасходованный при строительстве крупных тел Солнечной системы материал. Именно наличием этого пояса предложено объяснить образование двойной планеты Плутон-Харон, которые, по-видимому, ранее являлись самостоятельными телами. Возможно, что в этом поясе есть тела крупнее Плутона. Внутренние области этого пояса расчистил своим тяготением Нептун. Вероятно даже, что этот пояс малых тел не стоит различать с поясом Койпера. К этому в последние годы склоняются.
Возможно, на месте пояса астероидов между Марсом и Юпитером вращалась большая планета, которую принято называтьФаэтон. Приливные силы Юпитера или катастрофическое столкновение с большим небесным телом разорвали ее на отдельные маленькие куски. Большинство же ученых думает, что никакой планеты не было, что Юпитер своим воздействием просто не дал собраться воедино множеству планетезималей - зародышам планет - в начале истории Солнечной системы. Как бы то ни было, а суммарная масса всех тел пояса астероидов не превышает массы Луны. Очень большой планеты из всех астероидов бы не вышло. Предполагается, что существует около ста тысяч астероидов внутри орбиты Юпитера, доступных наблюдениям.
Закон Тициуса-Боде
Странно, но, по ничем физически необоснованному закону Тициуса-Боде, указывавшему на порядок расположения планет в Солнечной системе, на месте пояса астероидов действительно должна была быть планета.
, где n принимает значения: минус бесконечность, 0, 1, 2 и т. д., а - расстояние от Солнца в астрономических единицахПо этому закону, сформулированному в середине 18-го века, большие полуоси орбит всех планет должны составлять возрастающую геометрическую прогрессию. Все известные на тот момент планеты (до Сатурна) укладывались в придуманную Тициусом прогрессию. Меркурий соответствовал значению минус бесконечность, Венера соответствовала нулю, Земля - единице, Марс - двойке, Юпитер - четверке, Сатурна - пятерке... И лишь в промежутке между Марсом и Юпитером не хватало одной планеты, определяемой числом n, равным трем. Позднее, Нептун не вписался в эту закономерность. Но открытый до того Уран только укрепил "вес" закона в сознании астрономов: под него подошло очередное число - шесть. Действительно, столько совпадений в расположении планет, вообще говоря, маловероятно. Сегодня вновь ставится вопрос о законе Тициуса-Боде и его правомерности. Тициус, формулируя его, искал гармонию в расположении небесных тел и нашел ее. Современные астрономы пытаются добраться до знания о рождении всей Солнечной системы. Существующие модели этого действа не удовлетворяют всем проблемам, возникающими вокруг такого непростого вопроса. Может, закон Тициуса-Боде получит в будущем физическое и математическое обоснование?Напомним, что это - не обоснованный научными методами закон, закон, который "просто подошел". Такие законы называютэмпирическими. Эмпирическими, к примеру, являются законы Кеплера, известные всем из курса физики газовые законы:закон Шарля, закон Бойля-Мариотта, закон Гей-Люссака. Отличие всех этих законов от закономерности Тициуса-Боде заключается в том, что через какое-то время после их открытия они получили физическое обоснование. Законы Кеплера, к примеру, обосновал Ньютон.Открытие астероидовПоиски большой планеты меду Марсом и Юпитером не привели в 18-м веке к успехам. В 1801-м году, в первую же ночь очередного столетия, итальянец Пиацци открыл первый астероид - Цереру, самый большой из всех малых планет. За последующие шесть с небольшим лет были открыты Паллада, Юнона и Веста - самый яркий астероид, который иногда даже можно наблюдать невооруженным глазом, как, например, в июле 2000-го года. Орбиты всех эти малых планет пересекались дважды в двух противоположных точках небесной сферы. Из этого и был сделан вывод, что астероиды - осколки Фаэтона (или планеты Ольберса, по имени ученого, предложившего теорию погибшей планеты).
Увы, на деле, вблизи тех двух точек пересечения орбит долгое время не удавалось открыть новых объектов. Возмущения больших планет сильно изменили орбиты астероидов, даже если они и являются осколками Фаэтона, что, как говорилось выше, все равно вряд ли. Сейчас уже известно несколько тысяч астероидов, для многих из них рассчитаны точные орбиты.
Поиски астероидов в наше время ведутся, в основном, астрономами-любителями с помощью фотопластин. Астрофотографии делают двумя способами. Либо направляют телескоп на участок неба и следуют за его суточным движением (осуществляютгидирование телескопа) столько времени, сколько требуется для получения снимка слабых объектов, какими и являются астероиды. Тогда звезды получаются точками, а успевший переместиться астероид - в виде черточки. Либо, наоборот, ведут телескоп во время экспозиции в направлении предполагаемого движения астероида. В этом случае, звезды выходят как черточки, а астероид либо как точка, в идеале, либо как черточка, отличающаяся от звезд размерами и ориентацией.
Имена астероидов
Астероидам сначала давали имена героев римской и греческой мифологии, а потом открыватель получал право назвать его как угодно, хоть своим именем. Поначалу, имена давали только женские. Лишь астероиды, имеющие необычные орбиты, получали мужские (к примеру, Икар, приближающийся к Солнцу ближе Меркурия). После, и это правило перестало соблюдаться.
Получить имена могут не все астероиды, а только те, для которых имеются более или менее надежно высчитанные орбиты. Бывали случаи, когда астероид получал имя спустя десятки лет после открытия. До тех пор, пока орбита не рассчитана, астероиду приписывается порядковый номер, отражающий дату его открытия, например, 1950 DA. Цифры означают год. Первая буква - номер полумесяца в году, в котором был открыт астероид, всего их, следовательно, 24. В приведенном примере, это вторая половина февраля. Вторая буква обозначает порядковый номер астероида в указанном полумесяце, в нашем примере, астероид был открыт первым. В обозначении не используются буквы I и Z, так как полумесяцев 24, абукв - 26. Буква I не используется из-за сходства с римской единицей. Если же количество астероидов, открытых в течение полумесяца, превысит 24, вновь возвращаются к началу алфавита, приписывая второй букве индекс 2, при следующемвозвращении - 3, и т.д. Астероиды иногда открываются сотнями в год. Сведения о ярких астероидах и об условиях их наблюдения можно найти в астрономических календарях.
mirvselennoi.ucoz.ru
