Астероиды: их характеристики, орбиты, классификация, форма. Крупнейшие астероиды Солнечной системы

Астероиды – это сравнительно небольшие тела Солнечной системы, обращающиеся по орбите вокруг центральной звезды. Они намного меньше по массе и по размерам, нежели планеты, не имеют атмосферы и характеризуются неправильной формой. Изучение астероидов имеет значительный научный и практический интерес. Некоторые из них представляют опасность для Земли. Знание, что такое астероиды может не только приблизить нас к разгадке тайны происхождения жизни на Земле, образования Солнечной системы, но и в буквальном смысле сохранить человеческую цивилизацию.

Астероиды в Солнечной системе

На сегодня известно, что в Солнечной системе находится 670 тысяч астероидов. Для более, чем 400 тысяч из них определены орбиты и утвержденный порядковый номер. Более 19 тыс. подобных объектов имеют официальные названия. Предположительно в Солнечной системе могут находиться до 2 млн объектов с диаметром свыше одного километра. Большинство из них располагаются между орбитами Марса, Юпитера. Здесь расположен так называемый пояс астероидов.

Астероиды Паллада и Веста имеют диаметр более 500 километров. Весту можно наблюдать невооруженным глазом. Масса астероида – около 950 квадриллионов тонн. До 2006 года самым большим астероидом являлась Церера. После этой даты объект причислен к так называемым карликовым планетам. Общая же масса всех рассматриваемых небесных тел превышает 3 квинтиллиона тонн.

Возникновение термина

Термин «астероид» происходит от слов, означающих «звезда» и «вид». Дословно перевод означает «подобный звезде». Слово было придумано композитором Ч. Берни и введено в научный оборот У. Гершелем. Рассматриваемые объекты выглядели в телескоп как маленькие звездные точки, в отличие от планет, имеющих вид дисков. Еще недавно в отношение этих объектов использовался термин «малые (карликовые) планеты».

К астероидам причисляются космические тела, имеющие диаметр более 30 м. Меньшие объекты называются метеороидами. Это космические тела, промежуточные между космической пылью и астероидом. Если метеороид влетает в земную атмосферу на большой скорости, он разрушается из-за силы трения и сгорает.

Большинство описываемых космических тел относится к малым телам Солнечной системы.

Как астероидам дают имена

Поначалу этим объектам присваивались имена персонажей античной мифологии. Позже астрономы стали давать новым объектам какие угодно наименования. Вначале это были женские имена. Астероиды, имеющие необычные орбиты, стали получать мужские имена.

Получить наименование может лишь тот астероид, который имеет вычисленную и изученную орбиту. На это могут уйти годы и даже десятки лет. До точного определения орбиты космическому телу присваивается буквенно-цифровое обозначение. Первая буква означает порядковый номер полумесяца года, в котором был открыт объект. Вторая буква означает порядковый номер астероида, открытого в этом полумесяце. К примеру, числа и буквы 1991 ЕВ означает, что небесный объект был открыт в 1991 г. в первой половине марта, и он был в этом промежутке времени вторым. Не используются буквы I и Z.

Образование и эволюция астероидов

Астероиды образовались за счет притяжения пыли и газа. Они с большой скоростью вращались вокруг Солнца на ранних этапах образования Солнечной системы. Отдельные космические тела обладали достаточной массой, чтобы образовалось расплавленное ядро.

По мере увеличения массы Юпитера и достижения им современных показателей, значительная часть будущих протопланет раскололась и была выброшена с изначального пояса астероидов между Марсом и Юпитером. Согласно результатам компьютерного моделирования, часть космических тел сохранились в поясе Койпера и облаке Оорта. Вероятно, некоторые из объектов, сформированных в Солнечной системе были выброшены за ее пределы. Они свободно движутся в космосе.

Химический состав, форма и размеры астероидов

Первые попытки определить размеры и форму астероидов были предприняты еще в начале 19 века немецкими астрономами У. Гершелем и И. Шрётером.

Современная астрономия использует такие методы определения размеров астероидов:

• поляриметрии;
• радиолокации;
• спектр-интерферометрии;
• транзитный;
• тепловой радиометрии.

Крупнейшие астероиды имеют диаметр, превышающий 500 км. Однако большинство объектов этого класса имеют диаметр от нескольких сотен метров до нескольких километров.

Форма большинства астероидов – неправильная. Это связано с тем, что ничтожная сила притяжения не может придать им шарообразную форму. Только самые крупные астероиды имеют форму шара (если с ними не сталкивались подобные тела).

Неправильная форма малых объектов подтверждается и тем, что их блеск снижается пропорционально росту фазового угла.

Подавляющее большинство астероидов состоит из углерода. Реже встречаются силикатные и металлические тела. Металлические объекты (класс М) содержат кобальт и никель. Редко встречаются базальтовые, оливиновые космические тела.

Классификация по орбитам

Классификация астероидов важна для их подробного изучения. Все известные объекты объединяются в группы и семейства. В группу входят такие космические тела, которые имеют сходство по таким характеристикам:

• полуось;
• эксцентриситет;
• наклон орбит.

Все астероиды Солнечной системы обращаются вокруг центральной звезды. Орбиты имеют слабый эксцентриситет и наклон. Большинство из них находятся в границах внешнего пояса. Средняя скорость вращения объектов – примерно 20 километров в секунду. Полный оборот вокруг Солнца они совершают за период от 3 до 9 лет.

Своей гравитацией планеты влияют на вращение малых тел. Орбиты астероидов отклоняются в разные стороны. Больше всего изменяет движение астероидов Юпитер. Сталкиваясь друг с другом, эти тела образуют новые объекты.

Семейство – это группа астероидов, которые движутся по близким орбитам и образованы после раскола одного большого тела. Наиболее крупные семейства:

• Флоры (более 7,5 тыс. объектов);
• Весты (примерно 6 тыс.);
• Эвномии (4,7 тыс.);
• Эос (4,4 тыс.).

Классификация по спектру

В 1975 г. была разработана спектральная система классификации астероидов. Она постоянно усовершенствуется по мере изучения все новых малых тел Солнечной системы.

Класс	Характеристики
А	Астероиды этого класса отличаются достаточно высоким альбедо и красным цветом в видимой части
B	Относятся в целом к астероидам класса С, однако не способны поглощать волны длиной меньше 0,5 мкм. Альбедо выше, чем у углеродных объектов, спектр – голубой.
С	Это углеродные астероиды. К ним причисляется примерно 75 малых объектов Солнечной системы.
D	Имеют низкий уровень альбедо – до 0,05. У них ровный, красный спектр без четких линий.
E	Поверхность у таких объектов – из энстатита.
F	Схожи с астероидами класса В, без следов «воды».
G	Имеют низкое альбедо, поглощают ультрафиолетовые лучи.
М	Состоят из металла
P	Имеют красный спектр поглощения без четких линий.
S	Силикатные
Q	В спектре есть линии оливина и пироксена.
R	Астероиды с высоким альбедо и красным спектром поглощения
T	Низкий уровень альбедо, красный спектр поглощения на волне 0,85 мкм.
V	Это умеренно яркие астероиды, состоящие из камня, силикатов, железа, однако отличаются повышенным содержанием пироксена.
J	По-видимому, эти астероиды образовались из внутренних частей Весты.

Спектральная классификация не всегда позволяет точно определить состав астероида. Поэтому в настоящее время ее внедрение приостановилось.

История открытий астероидов

Изучение этих объектов Солнечной системы началось после открытия планеты Уран. В конце 18 века группа астрономов занималась поиском планеты, которая, согласно расчетам, должна была находиться между Марсом и Юпитером. Также им необходимо было рассчитать координаты всех звезд и созвездий в определенный момент времени. В дальнейшем координаты проверялись, чтобы легко узнать их смещение.

Первый астероид – Церера, был обнаружен в 1801 году астрономом Пиацци. Интересно, что это событие произошло в первый день нового века. Другие крупные астероиды – Паллада, Юнона, Веста были открыты несколькими годами позже. Астрономы решили, что искать астероиды – это бесполезное дело и прекратили исследовательские работы.

Немецкий астроном Хенке возобновил поиски. в 1848 г. Через 38 лет после открытия последнего на то время астероида, был обнаружен новый малый объект, названный Астея. Окрыленные успехом, астрономы активизировали поиск и каждый год открывали не меньше одного нового астероида (кроме 1945 г).

В конце 20 века для поиска новых астероидов был использован новый метод астрофотографии. При этом фотографировании использовалось сверхдлительное экспонирование, и астероиды оставляли на снимке светлые линии. С помощью этого способа стало возможным намного быстрее отыскивать новые астероиды. К примеру, Макс Вольф один, без привлечения команды астрономов, сумел обнаружить почти две с половиной сотни астероидов.

Крупнейшие астероиды Солнечной системы

К наиболее крупным астероидам относятся такие тела.

1. Паллада – космическое тело, богатое кремнием, с диаметром 532 км и массой порядка 210 квадриллионов тонн.
2. Веста – это наиболее тяжелый астероид с диаметром 530 км. Его кора состоит из скальных пород, а ядро – из металла.
3. Гигея содежит углерод. Диаметр – 470 км.
4. Интерамния принадлежит к редко встречающемуся спектральному классу F. Диаметр – 326 км, а масса – 39 квадриллионов тонн.
5. Европа обращается вокруг Солнца по вытянутой орбите. Диаметр – 302 км, масса –16,5 квадриллиона тонн.
6. Астероид Сильвия имеет два спутника. Ее диаметр 232 км.
7. Гектор имеет арахисоподобную форму, состоит из льда и скальных пород. Его средний диаметр – около 226 км, а масса – около 100 квадриллиона тонн.
8. Евфросина имеет средний диаметр 255 км.

Исследование астероидов сегодня

Исследование астероидов вносит огромный вклад в науку. Благодаря этому астрономы обогащаются знаниями о Солнечной системе и ее происхождении, лучше понимают Вселенную и ее структуры. Огромные усилия ученых уходят на изучение состава астероидов.

Изучение астероидов дает возможность уточнить и обогатить знания о Земле и ее образовании. Известно, что теперешние условия на нашей планете могут поддерживаться исключительно наличием большого количества воды в жидком виде. На начальных этапах развития Земля была разогрета настолько, что вряд ли после ее остывания на ней могли бы сформироваться огромные запасы воды. Ранее предполагалось, что воду на Землю занесли кометы, однако дальнейшие исследования показали, что ее состав отличается от земного.

Только в начале 21 века на одном из астероидов – Фемиде были обнаружены залежи льда. Это открытие позволило предположить, что вода на Землю занесена астероидами.

Так изучение этих малых объектов помогает обобщать, систематизировать знания о Земле, Солнечной системе и уточнять уже имеющиеся данные. Астероиды могут быть источником сырья – железа, кобальта, никеля, а также водорода.

 

Посмотреть эту публикацию в Instagram

 

Публикация от NASA (@nasa)

Астрономы изучают астероиды в Солнечной системе и для того, чтобы вовремя заметить и предотвратить опасность. Ведь некоторые из этих космических тел несут потенциальную угрозу нашей планете. Столкновение астероида с Землей может иметь катастрофические и необратимые последствия. О том, что может произойти с нашей планетой при столкновении с астероидом, повествуют многочисленные фильмы-катастрофы.

Один из потенциально опасных для нашей планеты астероидов в Солнечной системе – Апофис с диаметром 325 м. в 2029 г. он будет проходить очень близко к Земле. Не исключена вероятность столкновения с планетой в 2036 г. Хотя последние исследования траектории движения этого объекта позволяют считать, что он не несет опасности для Земли. Подробное изучение подобных объектов позволяет вовремя заметить опасность, исходящую из космоса.

Астероидно-кометная опасность

Математическое моделирование показывает, что для космической планетарной катастрофы достаточно столкновения Земли с астероидом диаметром 3 км. Крупнейший кратер на Земле, диаметр которого составляет 300км, образовался в результате столкновения Земли с телом, не превышающем в диаметре 10 км.

Для Земли потенциально опасные те объекты, которые способны приблизиться на расстояние менее 7,5 млн. км. Опасность астероида оценивается по 10-балльной шкале. 0 баллов означает, что объект не являет опасности для планеты. 10 баллов означает, что астероид неизбежно столкнется с Землей и спровоцирует гибель человечества.

Если наша планета столкнётся с астероидом 10 км и больше в диаметре, то в атмосфере образуется огромная ударная волна. Космическое тело вызовет землетрясение и огромные цунами. Из-за тепловой волны по всему миру разгорятся пожары. Они выбросят в атмосферу копоть, сажу, которая закроет Солнце. Начнется похолодание, которое не смогут пережить все живые организмы.

Сегодня NASA полностью исключает возможность столкновения астероида Апофиса с Землей. Этот вывод был сделан после изучения данных, полученных после детального наблюдения за объектом во время его пролета в январе 2013 г на расстоянии около 14 млн. км от Земли.

Сейчас известно, что все астероиды главного пояса не представляют опасности для нашей планеты. Ранее потенциально опасный Апофис больше не несет угрозы для нас.

В 2004 г. объект 2004 FU162 приближался в околоземное пространство на расстояние 6 тыс. 530 км от планеты. Отдельные астероиды достигали земной атмосферы, однако под воздействием силы притяжения разрывались на мелкие фрагменты и сгорали в воздухе. В феврале 2013 г. астероид диаметром около 17 м и весом порядка 10 тыс. тонн вошел в атмосферу Земли и разорвался над Челябинском на высоте около 20 км. В результате сгорания образовалась ударная волна, выбившая стекла в городе и ближайших населенных пунктах.

Малые космические тела привлекают внимание человечества уже несколько веков. На сегодняшний день известно несколько десятков тысяч астероидов, обращающихся вокруг Солнца в главном поясе. Изучение этих объектов имеет большое практическое значение, является одним из путей решения энергетической и сырьевой проблемы. Поскольку некоторые космические тела представляют опасность для Земли, изучение их орбит может позволить предупредить катастрофу.