что такое астероиды определение
Астероиды
Солнечная система > Астероиды
Крупный план Эроса, отображенный в 2000 году. Орбитальный путь астероида позволяет ему приближаться к Земле. За прибытием наблюдали в телескоп Спитцер и прочие земные приборы
Астероид – небольшое небесное тело, вращающееся вокруг Солнца: характеристика с фото, классификация, главный пояс астероидов, троянцы, околоземные объекты.
Интересные факты об астероидах
Иногда астероиды называют малыми планетами. Это скалистые остатки от ранней Солнечной системы, сформировавшейся 4.6 млрд. лет назад. Большая часть осколков расположена между Марсом и Юпитером. Астероиды могут быть огромными (Веста с протяжностью в 530 км) и мелкими (менее 10 м). Общая масса все астероидов Солнечной системы уступает лунной.
Мозаика из наилучших обзоров крупнейшего астероида Веста
Большинство астероидов имеют неправильную форму, хотя некоторым удалось стать почти сферическими с кратерными формированиями. При вращении на эллиптических орбитах астероиды также хаотично падают. Примерно 150 объектов располагают спутниками (у некоторых даже два). Есть двойные астероиды, где два скалистых тела сходятся по размерам и вращаются вокруг общего центра масс.
Аппарат Галилео заметил, что астероиды способны располагать спутниками
Существует 3 астероидных класса: С, S и М. Чаще всего можно встретить С-тип (хондриты), представленные глиной и силикатами, а по внешнему виду кажутся темными. Это одни из древнейших объектов в системе. S-типа (каменистые) состоят и силикатов и никелевого железа. А М-тип – металлические. Отличия в составе основываются на удаленности от Солнца при формировании. Некоторые поддались температурному нагреву и частично расплавились.
Мощная гравитация Юпитера и удары с другими астероидами приводят к изменению траекторий, из-за чего их выбрасывает из привычного места проживания к другим планетам. В прошлом множество крупных объектов врезалось в Землю, что помогло привнести новые элементы в состав.
Ученые все время следят за астероидами, подлетающими к нашей планете или пересекающими ее орбитальный путь. Минимальная критическая удаленность составляет 45 млн. км. Ценным инструментом выступает радар. Он отражает сигналы от объектов и получает необходимые данные: орбита, размер, форма и концентрация металлов.
К астероидам специально отправляли несколько миссий. В 1991 году к Гаспре и Иде направили Галилео. За Матильдой и Эросом следил NEAR-Шумейкер. В 2008 году к Стейну наведался Розетта, а в 2010 году – к Лютеции. Близкие пролеты осуществили Deep Space 1 и Stardust.
Сравнение масс астероидов
В 2005 году корабль Хаябуса приземлился на астероиде Итокава и попытался взять образцы. В 2010 году он доставил их на Землю. В 2007 году стартовала миссия Dawn. В 2012 году аппарат направился к Церере, куда прибыл в 2015-м.
Распределение астероидов в Солнечной системе
Астероидная классификация
Главный пояс астероидов: большинство объектов расположены между Марсом и Юпитером с небольшими орбитальными путями. На этой территории проживают 1.1-1.9 млн. объектов с диаметром в 1 км и миллион мелких. В начале формирования системы гравитация газового гиганта остановила формирование соседних планет и заставила крошечные объекты сталкиваться, создавая наблюдаемые сейчас астероиды.
Троянцы: обладают орбитой большей планеты, но не сталкиваются, а группируются вокруг точек Лагранжа (L4 и L5). Гравитация планеты и Солнца уравновешивает их и заставляет вылетать из орбиты. Большая часть относится к семейству Юпитера.
Околоземные: Это объекты, приближенные к нашей планете. Фактически они пересекают орбитальный земной путь. На 2013 год было известно о 10003 объектах, где 861 превышают в диаметре 1 км, а 1409 считаются потенциально опасными.
Основные астероиды
| Объект | Средний диаметр км | Альбедо | Масса кг 10 21 | Плотность г/см 3 |
|---|---|---|---|---|
| Церера | 950,0 | 0,090 ± 0,0033 | 0,95 | 2,08 |
| Паллада | 532,0 | 0,1587 | 0,21 | 2,8 |
| Юнона | 233,92 | 0,2383 | 0,0282 | 2.98 ± 0.55 |
| Веста | 529,2 | 0,4228 | 0,262 | 3,42 |
| Астрея | 167×123×82 | 0,227 | 0,0024 | |
| Геба | 185,18 | 0,2679 | 0,0137 | 4,1 |
| Ирида | 199,83 | 0,2766 | 0,0179 | 3,18 |
| Флора | 135,89 | 0,2426 | 0,00847 | 2,7 |
| Метида | 190 | 0,118 | (0,0147 ± 000,20) | 4,12±1,33 |
| Гигея | 407,12 | 0,0717 | 0,09,03 | 2,56 |
Наименование астероидов
МАС не так строго относится к системе именования астероидов. Именно поэтому у нас есть астероид Спока, Фрэнка Заппа, Колумба и т.д. Но пока запрещено называть их животными именами. Также присваивают числовые значения.
Астероиды Солнечной системы
Астроном Владимир Бусарев о строении вещества астероидов, их таксономических типах и источниках возникновения земной жизни:
Что такое астероид
В этой статье мы подробно расскажем, что такое астероиды: как они появились, их состав и свойства, а также какова их потенциальная опасность для нашей планеты.
Астероидами называются объекты Солнечной системы различной формы и относительно небольших размеров. Эти небесные тела также движутся по определенным орбитам вокруг Солнца. Ранее синонимом астероиду являлось определение «малая планета», сейчас же они отнесены в группу малых тел Солнечной системы.
Гипотезы происхождения
Долгое время считалось, что пояс астероидов Солнечной системы образовался из несостоявшейся планеты. Гравитационное воздействие раннего Юпитера препятствовало образованию еще одной твердотельной планеты и между ним и Марсом частицы пыли и газа сформировали целый пояс небольших небесных тел.
Но недавние исследования французских и бразильских астрономов позволили усомниться в этой гипотезе их происхождения. Они сравнили химический состав и строение разных объектов главного пояса и заметили, что часть из них близка по своим свойствам к твердотельным планетам, а некоторые – к газовым гигантам. Была выдвинута новая гипотеза происхождения астероидов. Предположительно, они возникли еще на заре формирования Солнечной системы из фрагментов веществ, оставшихся после образования планет.
Состав и физические параметры
Из чего же состоят астероиды? Чтобы выяснить их химический состав, астрофизики исследовали цвет объектов, а также спектр отраженного от их поверхности света. Выяснилось, что существуют три основных спектральных класса, отражающих состав астероидов:
По мере изучения пояса астероидов и пояса Койпера обнаруживаются новые более редкие спектральные классы данных малых тел Солнечной системы. На данный момент, их насчитывается 12. Но такая классификация является не совсем точной, т.к. тела, принадлежащие к одному классу, не всегда имеют одинаковый состав поверхности.
Размер астероида вычисляют различными способами. В случае крупных объектов удобно использовать транзитный метод. Такие тела во время своего перемещения проходят на фоне звезд, что фиксируется наблюдателями с Земли. Зная длительность покрытия звезды и отдаленность объекта можно достаточно легко и точно определить его размер.
Также размер можно определит по яркости солнечного света, отраженного от их поверхности. Этот метод называется поляриметрия, и она также позволяет определить форму малого небесного тела. Чтобы космический объект можно было назвать астероидом, его размер должен превышать 30 м. Большинство из известных не превышают в диаметре ста метров и только один зарегистрированный астероид имеет диаметр 900 км. Это Церера и на данный момент она перенесена в группу карликовых планет.
Масса всех астероидов относительно мала по меркам Солнечной системы. Это величина по разным подсчетам колеблется от 3*10 21 до 3*10 26 кг (не более 0,05% массы Земли). При этом более половины этой величины сосредоточено в 4 крупнейших: Весте, Палладе, Юноне и Гигее.
Семейства и их движение
В начале 20 века японский астроном Хираяма сделал удивительное открытие. Он долгое время наблюдал за движением астероидов главного пояса и пришел к выводу, что большинство из них можно разделить по группам, имеющим сходные параметры орбитального пути. Это явление группировки астероидов объясняется тем, что ранее крупное небесное тело был расколото на несколько фрагментов, которые продолжили свое движение рядом с «донором». Такие группы получили название семейства.
Семейство именуется по самому большому своему представителю. Наиболее крупными семействами главного пояса являются:
На данный момент официально признано три десятка таких групп астероидов. Их границы достаточно расплывчаты, но большинство находится в пределах главного пояса. Каждый третий объект этой области входит в состав отдельной группы.
Находящиеся в семействах и путешествующие отдельно астероиды Солнечной системы обладают схожими характеристиками движения. Они обращаются вокруг центральной звезды нашей системы в ту же сторону, что и большинство планет. Орбитальный пути объектов главного пояса имеют слабую эксцентричность и умеренный наклон. Почти все из них не выходят за пределы пояса. Одним из редких исключения является Паллада.
Средняя скорость движения большинства астероидов Солнечной системы составляет около 20 км/с. Полный оборот вокруг Солнца у них колеблется от 3 до 9 лет.
Планеты своим гравитацией влияют на движение астероидов Солнечной системы. Планетные возмущения отклоняют орбиты малых тел в разные стороны, но сильнее всех притягивает к себе Юпитер. Самыми изменяемыми параметрами орбитального пути являются эксцентриситет и угол наклона. Постоянно перемешиваясь в пределах пояса, астероиды сталкиваются друг с другом и образуют все новые небесные тела.
Самые крупные
В таблице приведена сравнительная характеристика пяти самых больших астероидов главного пояса
Наименование
Первые открытые астероиды Солнечной системы были названы по классической традиции в честь персонажей древнеримской и древнегреческой мифологии. Но в конце 19 века астрономическое сообщество столкнулось с проблемой. Объектов было известно уже более четырех сотен и стало все сложнее выискивать неиспользованные ранее имена богов и богинь. Тогда было разрешено давать новым открытым небесным телам женские имена, при этом наименование получали только те из них, чья орбита была достаточно точно вычислена. Первым исключением стал астероид Эрос, названный в честь бога любви. В дальнейшем, им также нередко давали мужские имена (Аполлон, Адонис, Посейдон, Купидон, Джеймс Бонд и т.д.), имена литературных персонажей, а также называли в честь городов и домашних животных первооткрывателей (Петрина, Сеппина и Мистер Спок).
Кроме буквенного наименования астероидам с середины 19 века стали присваиваться числовые обозначения, соответствующие хронологии обнаружения. Но из-за большого числа выявленных малых тел снова возникла путаница с номерами. В 1924 году была принята новая система числовых обозначений: год открытия, латинская буква (кроме I), обозначающая полумесяц открытия (А – первая половина января, В- вторая половина января и так далее) и еще одна латинская буква, обозначающая очередность обнаружения в этом полумесяце. К примеру, Ивонна 1934 EA была обнаружен первым в первой половине марта 1934 года. Если за один полумесяц было установлено более 25 малых тел, к ним добавлялись числовые индексы. Таким образом, после 1950 AZ следует объект, именующийся 1950 АА1.
Взаимодействие с Землей
Подсчитано, что для полного уничтожения человеческой цивилизации и глобальных изменений атмосферы и климата, Земле надо столкнуться с астероидом диаметром всего 3 км. Крупнейшим ударным кратером на планете является южноафриканский кратер Вредефорт, чей диаметр составляет 300 км. Он образовался 2 млрд. лет назад при столкновении Земли с малым небесным телом, не превышающим 10 км.
Потенциально опасными для нашей планеты считаются те объекты главного астероидного пояса, которые могут приблизиться к ней на расстоянии менее 7,5 млн. км. Опасность астероида оценивают по Туринской шкале от 0 до 10. Нулевая отметка означает крайне низкую вероятность столкновения и отсутствие ущерба при попадании в атмосферу планеты. Астероиды, имеющие 10 баллов, неизбежно столкнутся с Землей и вызовут глобальную катастрофу, ведущую к гибели человечества.
По состоянию на июнь 2018 года все астероиды главного пояса имеют оценку не выше 0 по Туринской шкале. Ранее представляющими некоторую угрозу считались Апофис (4 балла) и (144898) 2004 VD17 (2 балла), но и их показатели снизились до нуля.
В 21 веке наиболее близко к Земле приближались:
Некоторые астероиды Солнечной системы достигали атмосферы Земли, но они были настолько незначительных размеров, что разрывались, не достигая поверхности планеты, оставляя лишь мелкие обломки.
В феврале 2013 года астероид размерами около 17 м и весом до 10*10 6 кг вошел в атмосферу нашей планеты. Он разорвался на высоте 20 км над Челябинском и окрестностями. По оценкам разных исследователей мощность взрыва составила от 100 килотонн до 1,5 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Сгорание объекта в земной атмосфере сопровождалось сильной ударной волной, выбившей большое количество стекол в близлежащих населенных пунктах. Также столкновение астероида с Землей спровоцировало землетрясение магнитудой в 4 балла в юго-западных районах Челябинска.
Падение астероида Челябинск стало самым крупным происшествием такого рода после столкновения Земли с Тунгусским метеоритом. Произошло это в 1908 году в районе правого притока реки Енисей. Мощность взрыва составила около 40 мегатонн, что спровоцировало массовый вал деревьев в тайге на площади более 2 тыс. кв. км.
НАСА финансирует большинство действующих программ, связанных с космической безопасностью и защитой Земли от астероидов Солнечной системы. Самые крупные проекты «LINEAR» и «Pan-STARRS», использующие мощнейшие телескопы, отслеживают до десяти тысяч малых тел ежегодно. Также обнаружения потенциально опасных космических объектов ведется с околоземной орбиты благодаря малым спутникам, таким как канадский «NEOSSat». На финансирование данных проектов у НАСА и других космических агентств уходит сотни миллионов долларов.
Астероиды в прошлом Земли
Что произойдет, если с Землей столкнется астероид диаметром больше 10 км? Первым катастрофическим событием будет гигантская ударная волна в атмосфере. Далее тело упадет на поверхность планеты, что закончится либо невиданным землетрясением, либо цунами высотой в несколько сотен метров. Тепловая волна вызовет лесные пожары по всему земному шару, что спровоцирует выброс в атмосферу огромного количества сажи и копоти. Начнется резкое похолодание из-за того, что загрязненная атмосфера не сможет пропускать солнечные лучи в достаточном количестве. Климат на планете необратимо изменится, а многие живые организмы вымрут.
Одно из таких столкновений произошло 65 млн. лет назад. На полуострове Юкатан в Мексиканском заливе сохранилось свидетельство этой катастрофы – ударный кратер Чиксулуб диаметром 180 км. Крупный космический объект размерами около 10 км привел к полному вымиранию динозавров на нашей планете. Также падением крупного астероида некоторые исследователи объясняют массовое пермское вымирание живых организмов, случившееся 250 млн. лет назад.
Изучение
Изучение малых небесных тел началось после открытия седьмой планеты Солнечной системы — Урана. Планету искали между орбитами Марса и Юпитера, исходя из правила Тициуса-Боде. Искомый объект оказался гораздо дальше, а в этой области астрономы обнаружили целый пояс астероидов различных размеров. В период с 1801 по 1809 были обнаружены 4 крупнейших представителя этой группы: Церера, Веста, Паллада и Юнона.
Более 30 лет после их обнаружения астрономы не могли найти ни одного астероида. Только в 1845 году был открыт следующий астероид – Астрея, а уже после нее каждый год находилось не менее одного объекта этого вида. В 21 веке официально зарегистрировано 385 тысяч малых тел данного вида, 18 тысяч из которых имеют не только порядковый номер, но и имя.
Изучение астероидов Солнечной системы помогает узнать, как зародилась жизнь на нашей планете. Считается, что вода и первые органические соединения были занесены на Землю именно благодаря столкновению с малыми небесными телами. Также исследователи рассматривают вопрос о промышленном использовании отдельных составляющих главного астероидного пояса Солнечной системы. Многие из них могут стать сырьевыми базами для добычи металлов (железа, никеля, золота, кобальта, платины), а также водорода. Считается, что один металлический астероид размером не более километра может содержать в себе железной руды больше, чем добывается за целый год на Земле.
Ближайшие миссии по изучению главного пояса и доставки астероидного грунта на Землю запланированы на 2019 год (OSIRIS-REx, США) и 2024 год (Фобос-Грунт, Российская Федерация).
Астероид
Астеро́ид — относительно небольшое небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды значительно уступают по массе и размерам планетам, имеют неправильную форму, и не имеют атмосферы, хотя при этом и у них могут быть спутники.
Содержание
Определения
Термин астероид (от др.-греч. ἀστεροειδής — «подобный звезде», из ἀστήρ — «звезда» и εῖ̓δος — «вид, наружность, качество») был введён Уильямом Гершелем на основании того, что эти объекты при наблюдении в телескоп выглядели как точки звёзд — в отличие от планет, которые при наблюдении в телескоп выглядят дисками. Точное определение термина «астероид» до сих пор не является установившимся. До 2006 года астероиды также называли малыми планетами.
Астероиды в Солнечной системе
В настоящий момент в Солнечной системе обнаружены сотни тысяч астероидов. По состоянию на 6 сентября 2011 в базах данных насчитывалось 84 993 238 объектов, у 560 021 точно определены орбиты и им присвоен официальный номер. [2] 15 615 из них на этот момент имели официально утверждённые наименования. [3] Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1,1 до 1,9 миллиона объектов, имеющих размеры более 1 км. [4] Большинство известных на данный момент астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера.
Самым крупным астероидом в Солнечной системе считалась Церера, имеющая размеры приблизительно 975×909 км, однако с 24 августа 2006 года она получила статус карликовой планеты. Два других крупнейших астероида (2) Паллада и (4) Веста имеют диаметр
500 км. (4) Веста является единственным объектом пояса астероидов, который можно наблюдать невооружённым глазом. Астероиды, движущиеся по другим орбитам, также могут быть наблюдаемы в период прохождения вблизи Земли (см., например, (99942) Апофис).
Изучение астероидов
Изучение астероидов началось после открытия в 1781 году Уильямом Гершелем планеты Уран. Его среднее гелиоцентрическое расстояние оказалось соответствующим правилу Тициуса — Боде.
В конце XVIII века Франц Ксавер (англ.) русск. организовал группу, включавшую 24 астрономов. С 1789 года эта группа занималась поисками планеты, которая, согласно правилу Тициуса-Боде, должна была находиться на расстоянии около 2,8 астрономических единиц от Солнца — между орбитами Марса и Юпитера. Задача состояла в описании координат всех звёзд в области зодиакальных созвездий на определённый момент. В последующие ночи координаты проверялись, и выделялись объекты, которые смещались на большее расстояние. Предполагаемое смещение искомой планеты должно было составлять около 30 угловых секунд в час, что должно было быть легко замечено.
По иронии судьбы первый астероид, Церера, был обнаружен итальянцем Пиацци, не участвовавшим в этом проекте, случайно, в 1801 году, в первую же ночь столетия. Три других — (2) Паллада, (3) Юнона и (4) Веста были обнаружены в последующие несколько лет — последний, Веста, в 1807 году. Ещё через 8 лет бесплодных поисков большинство астрономов решило, что там больше ничего нет, и прекратило исследования.
Однако Карл Людвиг Хенке проявил настойчивость, и в 1830 году возобновил поиск новых астероидов. Пятнадцать лет спустя он обнаружил Астрею, первый новый астероид за 38 лет. Он также обнаружил Гебу менее чем через два года. После этого другие астрономы подключились к поискам, и далее обнаруживалось не менее одного нового астероида в год (за исключением 1945).
В 1891 году Макс Вольф впервые использовал для поиска астероидов метод астрофотографии, при котором на фотографиях с длинным периодом экспонирования астероиды оставляли короткие светлые линии. Этот метод значительно ускорил обнаружение новых астероидов по сравнению с ранее использовавшимися методами визуального наблюдения: Макс Вольф в одиночку обнаружил 248 астероидов, начиная с (323) Брюсия, тогда как до него было обнаружено немногим более 300. Сейчас, век спустя, только несколько тысяч астероидов идентифицировано, пронумеровано и поименовано. Известно об их гораздо большем количестве, однако учёные не очень беспокоятся об их изучении, называя астероиды «космическим сбродом» («vermin of the skies»).
Именование астероидов
Сначала астероидам давали имена героев римской и греческой мифологии, позднее открыватели получили право называть их как угодно — например, своим именем. Вначале астероидам давались преимущественно женские имена, мужские имена получали только астероиды, имеющие необычные орбиты (например, Икар, приближающийся к Солнцу ближе Меркурия). Позднее и это правило перестало соблюдаться.
После получения имени официальное именование астероида состоит из числа (порядкового номера) и названия — (1) Церера, (8) Флора и т. д.
Определение формы и размеров астероида
Метод поляриметрии заключается в определении размера на основании яркости астероида. Чем больше астероид, тем больше солнечного света он отражает. Однако яркость астероида сильно зависит от альбедо поверхности астероида, что в свою очередь определяется составом слагающих его пород. Например, астероид Веста из-за высокого альбедо своей поверхности отражает в 4 раза больше света, чем Церера и является самым заметным астероидом на небе, который иногда можно наблюдать невооружённым глазом.
Однако само альбедо тоже можно определить достаточно легко. Дело в том, что чем меньше яркость астероида, то есть чем меньше он отражает солнечной радиации в видимом диапазоне, тем больше он её поглощает и, нагреваясь, излучает её затем в виде тепла в инфракрасном диапазоне.
Классификация астероидов
Общая классификация астероидов основана на характеристиках их орбит и описании видимого спектра солнечного света, отражаемого их поверхностью.
Группы орбит и семейства
Астероиды объединяют в группы и семейства на основе характеристик их орбит. Обычно группа получает название по имени первого астероида, который был обнаружен на данной орбите. Группы — относительно свободные образования, тогда как семейства — более плотные, образованные в прошлом при разрушении крупных астероидов от столкновений с другими объектами.
Спектральные классы
В 1975 году Кларк Р. Чапмен (Clark R. Chapman), Дэвид Моррисон (David Morrison) и Бен Целлнер (Ben Zellner) разработали систему классификации астероидов, опирающуюся на показатели цветности, альбедо и характеристики спектра отражённого солнечного света. [8] Изначально эта классификация определяла только три типа астероидов [9] :
Этот список был позже расширен и число типов продолжает расти по мере того, как детально изучается все больше астероидов:
Следует учитывать, что количество известных астероидов, отнесённых к какому-либо типу, не обязательно соответствует действительности. Некоторые типы достаточно сложны для определения, и тип определённого астероида может быть изменён при более тщательных исследованиях.
Проблемы спектральной классификации
Изначально спектральная классификация основывалась на трёх типах материала, составляющего астероиды:
Однако существуют сомнения в том, что такая классификация однозначно определяет состав астероида. В то время, как различный спектральный класс астероидов указывает на их различный состав, нет никаких доказательств того, что астероиды одного спектрального класса состоят из одинаковых материалов. В результате, учёные не приняли новую систему, и внедрение спектральной классификации остановилось.
Распределение по размерам
Число астероидов заметно уменьшается с их размерами. Хотя это в целом соответствует степенному закону, есть пики при 5 км и 100 км, где больше астероидов, чем ожидалось бы в соответствии логарифмическому распределению. [10]
| D | 100 м | 300 м | 500 м | 1 км | 3 км | 5 км | 10 км | 30 км | 50 км | 100 км | 200 км | 300 км | 500 км | 900 км |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N | 25 000 000 | 4 000 000 | 2 000 000 | 750 000 | 200 000 | 90 000 | 10 000 | 1100 | 600 | 200 | 30 | 5 | 3 | 1 |
Образование астероидов
В модели Ниццы многие объекты пояс Койпера захватываются во внешнем поясе астероидов, на расстоянии более чем 2,6 а.е. Большинство из них были позже выбрасывается Юпитером, но те, что остались, могут быть астероидами класса D и, возможно, включают в себя Цереру. [13]
Опасность астероидов
В настоящий момент не существует астероидов, которые могли бы существенно угрожать Земле.
Чем больше и тяжелее астероид, тем большую опасность он представляет, однако и обнаружить его в этом случае гораздо легче. Наиболее опасным на данный момент считается астероид Апофис, диаметром около 300 м, при столкновении с которым в случае точного попадания может быть уничтожен большой город, однако никакой угрозы человечеству в целом такое столкновение не несёт. Представлять глобальную опасность могут астероиды более 10 км в поперечнике. Все астероиды такого размера известны астрономам и находятся на орбитах, которые не могут привести к столкновению с Землёй.