астероид что это такое
Что такое астероид?
Астероиды – это маленькие твердые тела без атмосферы, вращающиеся вокруг отдельных орбит вокруг Солнца, размеры астероидов настолько малы (не более сотен километров), что их нельзя обозначить как планеты и в то же время достаточно большие, чтобы говорить о космической пыли или метеорах.
Кратко об астероидах
Отличаются от таких же больших комет орбитой, которая является преимущественно слегка эллиптической, и составом массы тела, которая представлена в кометах конгломератом замерзшей воды и пыли с примесями частиц пыли, в то время как астероиды являются твердыми телами.
Классификация космического тела среди астероидов иногда определяется случайно и общепринятой традицией. Так, например, иногда возникает вопрос, является ли Плутон астероидом или планетой, может ли недавно обнаруженный и достаточно мощный астероид в отдаленных регионах быть описан как другая планета в Солнечной системе.
На сегодняшний день на орбите зарегистрировано более 305 224 астероидов, из которых 120 437 были пронумерованы, а 12 779 названы. Большая часть этого количества находится между орбитами Марса и Юпитера на расстоянии приблизительно от 2 до 4 а.е. (астрономические единицы), то есть приблизительно от 300 до 600 млн. км.
Эта область называется главным поясом астероидов. Орбита подавляющего большинства астероидов слегка эллиптическая, с телами, вращающимися вокруг Солнца, как и Земля и другие планеты.
Типичный астероид вращается вокруг Солнца через три-шесть лет.
Астероиды – это остатки исконного материала, который образовал Солнечную систему 4,5 миллиарда лет назад и которому не позволили конденсироваться в более крупное космическое тело, особенно в результате мощного гравитационного воздействия Юпитера.
Кроме того, все еще существует теория, что по крайней мере некоторые из известных астероидов являются результатом столкновения более крупных космических тел. Эта точка зрения подтверждается тем фактом, что астероиды различаются по своему составу, что может быть связано с различным расслоением материалов в коре и ядре исходного крупного тела. После разрушения часть осколков образовалась из ядра (астероиды железа), а другая – из коры (астероиды кремния).
Несмотря на огромное количество астероидов, их масса не слишком велика. Предполагается, что если бы весь материал был сжат в одно тело, то образовалась бы сфера диаметром около 1500 километров, которая меньше половины нашей Луны. Шестнадцать астероидов имеют диаметр более 240 км, самые маленькие известные объекты можно сравнить с валунами.
Наши знания о большинстве астероидов приходят в основном из земных наблюдений. Таким образом, можно надежно получить данные об орбите и с некоторой неточностью, мы можем определить размер, вращение и характеристики поверхности, или можем классифицировать астероид по определенному типу.
Астероиды в основном наблюдаются оптически с Земли, но было предпринято несколько успешных попыток исследовать астероиды с помощью радиолокационного зондирования (например, астероид (4179) Toutatis). Более мощным инструментом является использование астрономических обсерваторий на орбите вокруг Земли.
Детальное исследование астероидов стало возможным с запуском космических кораблей, которые прошли в их непосредственной близости. Первые данные поступили с зондов, летящих вокруг астероида на пути к другой цели, а в последние годы были запущены космические инструменты, сфокусированные исключительно на их исследовании.
Состав и строение астероидов
Состав астероидов может быть выведен из лабораторных анализов некоторых метеоритов, которые, как считается, имеют то же происхождение, что и астероиды. Наибольшее количество астероидов можно разделить на три категории по их физико-химическим характеристикам:
Тип С (углерод) – более 75% известных астероидов. Они очень темные с альбедо (отношение отраженного и падающего света, т.е. коэффициент отражения света) от 0,03 до 0,09. Они состоят из материала, аналогичного Солнцу, обедненного легкими элементами (водород и гелий). Астероиды типа C встречаются в основном во внешних областях основного пояса.
Тип S (кремний) – включает около 17% известных астероидов. Альбедо имеет значение от 0,10 до 0,22. Состоит в основном из железа, смешанного с сульфидами железа и магния. Встречаются главным образом во внутренних областях основного пояса.
Тип М (железо) – включает в себя остаток известных астероидов (то есть около 8%). Альбедо колеблется между 0,10 и 0,18. Они почти полностью состоят из железа. Астероиды М-типа встречаются в центральных областях основного пояса.
Как уже отмечалось, подавляющее большинство известных астероидов находятся в главном поясе между орбитами Марса и Юпитера. Однако было обнаружено, что многие находятся и за их пределами. Некоторые астероиды движутся в точках внешних планет (Юпитер, Марс), некоторые имеют свои орбиты далеко за пределами орбит Юпитера. Даже Плутон причисляется некоторыми астрономами к наиболее ярким представителям группы астероидов, движущихся на самом краю Солнечной системы (транснептуновые астероиды).
Типы астероидов
С земной точки зрения, астероиды, пути которых лежат в основном поясе с перигелием менее 1,3 а.е. и поэтому приближаются к Земле (NEA – околоземные астероиды), имеют огромное значение.
Тип Амур – эти астероиды пересекают орбиту Марса, но не достигают орбиты Земли в ближайшей точке от Солнца.
Тип Аполлон – эти астероиды пересекают околоземную орбиту.
Тип Атон – Эти астероиды пересекают орбиту Земли и имеют.
Астероиды NEA – молодая динамичная группа, параметры орбиты которой изменяются довольно быстро (астрономически) из-за гравитационных эффектов Солнца и планет земной группы. На данный момент обнаружено около 250 таких астероидов, самый большой из которых (1036) Ганимед диаметром около 41 км. Предполагается, что приблизительно 1000 из них достаточно велики (более 1 км), чтобы поставить под угрозу земную жизнь в случае столкновения с Землей. Многие такие тела уже попадали на Землю и Луну в прошлом, о чем свидетельствуют многочисленные кратеры на поверхности нашего естественного спутника и менее видимые на Земле.
Общепринято, что вымирание большей части земной жизни, в том числе гигантских динозавров 65 миллионов лет назад, произошло из-за удара астероида или кометы диаметром около 10 км. Поэтому исследование астероидов имеет чисто практическую причину. Знание структуры, состава и других физических свойств тела астероида может помочь нам выбрать соответствующую технику для предотвращения будущего катастрофического столкновения с земным шаром.
В отличие от этих фатальных последствий воздействия астероида на планету, существуют интересные оптимистичные теории о «полезных» астероидах и кометах, несущих семена жизни через вселенную.
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).