Пояс астероидов: основные характеристики, расположение, происхождение, структура, исследование

Пояс астероидов – это область в Солнечной системе, расположенная между орбитами Марса и Юпитера. Здесь находится большое количество космических объектов неправильной формы и малой массы. Другое название – главный пояс астероидов. Изучение этой области Солнечной системы представляет значительный интерес для астрономов.

Пояс астероидов

 

Общие сведения

На сегодня известно свыше 300 тыс. разных астероидов. По мнению ученых, общее количество этих космических тел может превышать несколько миллионов. Они располагаются на большом расстоянии друг от друга, поэтому ни один летательный аппарат еще не сталкивался с мелкими телами нашей планетной системы.

Общая масса пояса астероидов в Солнечной системе – 3400 квадриллионов тонн. Треть ее приходится на крупнейший его объект – карликовую планету Цереру.

Астероиды, которые расположены ближе к Солнцу, отражают больше солнечного света, а в их составе меньше воды. Температура их поверхности медленно повышается по мере приближения к центральной звезде Солнечной системы.

Где расположен пояс астероидов

Многим интересно, где расположен главный пояс астероидов. Он находится между орбитами Марса и Юпитера. Радиус орбит этих космических тел колеблется от 2 до 3,37 астрономических единиц. Здесь располагается свыше 93% всех малых космических тел. Некоторые из них могут находиться несколько ближе или дальше этой границы.

Местораспложение

Орбиты астероидов расположены в той же плоскости, что и земная. Хотя бывают исключения: например, орбита астероида Барселона наклонена более, чем на 30 градусов. Ближайшие тела пояса астероидов совершают оборот вокруг Солнца примерно за 3 года, хотя есть и такие, которым для этого нужно потратить вдвое больше времени, так как они вращаются медленнее.

Структура пояса астероидов

Длина пояса астероидов – приблизительно одна астрономическая единица. Все это пространство делится астрономами на три зоны с различными характеристиками.

Внутреннее кольцо области Солнечной системы, где сконцентрировано больше всего астероидов, формируется самыми близкими к Марсу небесными телами. Внешний же астероидный пояс находится несколько ближе к Юпитеру.

Состав пояса

В составе пояса астероидов приблизительно 200 малых космических тел, которые имеют диаметр свыше 100 км. Еще около 1000 подобных объектов имеют в диаметре более 15 километров.

Самые большие объекты пояса астероидов

Самый большой объект пояса астероидов – Церера. Она причисляется к карликовым планетам, вращающимся вокруг Солнца. Диаметр Цереры – 926 км, и на нее приходится около трети всей массы пояса астероидов. Интересно, что Церера имеет мантию и каменное ядро. Когда она подходит ближе к Солнцу, у нее образуется атмосфера, которая состоит из водяного пара.

Церрера
Церрера

Цереру нельзя увидеть невооруженным глазом, так как она отражает только 5 процентов солнечного света, попадающего на ее поверхность.

Веста – второй крупный объект рассматриваемого участка Солнечной системы с диаметром 526 км. Масса – около 9% от всех астероидов. Благодаря тому, что Веста отражает около 42% попадающего на поверхность солнечного света, ее можно увидеть невооруженным глазом, даже без бинокля.

Веста
Веста

Ещё один крупны астероид – Паллада. Ее диаметр – 512 км. Наклон оси этого объекта – 34 градуса, что является необычным для таких космических тел.

Паллада
Паллада

Другой крупный астероид – Гигея. Ее диаметр составляет 431 км, масса – около 3% от всех астероидов. Из-за низкого альбедо (0,07) его нельзя увидеть невооруженным глазом.

Гигея
Гигея

Семейства и группы пояса астероидов

Все малые тела, вращающиеся вокруг Солнца, делятся на несколько больших классов.

  1. Класс С – это темные углеродосодержащие астероиды.
  2. Класс S – светлые космические тела, которые состоят из кремния.
  3. Класс М – металлические объекты.

Существуют тела более редких классов, однако их присутствие в главном поясе незначительно. Углеродистые тела, имеющие класс С – это самые распространенные объекты в поясе астероидов: на них приходится 75% всех малых космических тел. Их сложно обнаружить, так как они отражают небольшое количество света, исходящего от Солнца.

Силикатные объекты иначе называются каменными. Они отражают значительно больше солнечного света. Крупнейший астероид такого класса – это Юнона с диаметром 234 километра.

Доля космических объектов класса М составляет примерно 10% всех малых тел. На сегодняшний день ученые не могут точно назвать состав астероидов этого класса. Они отражают от 10 до 19 процентов солнечного света.

Классы

Примерно треть пояса астероидов Солнечной системы входят в семейства. Астрономы объединяют их по сходству в эксцентриситете, наклону орбиты и проч. Наиболее распространенные семейства такие.

  1. Семья Флоры насчитывает около 800 космических объектов. Вероятно, она появилась в результате удара около одного миллиона лет назад.
  2. Семья Эвномы включает в себя S-тела.
  3. Семья Коронис насчитывает 300 «жителей». Самый большой из них – 2-8 Лакримоса.
  4. Семья Эоса удалена от Земли на расстояние приблизительно 3 а.е. Включает около 4400 объектов.

Загадочный Фаэтон

Фаэтон – это один из самых таинственных объектов Вселенной. Согласно гипотезе, орбита этой планеты находилась между Марсом и Юпитером. По невыясненным причинам она распалась или разрушилась в результате космической катастрофы.

В 18 веке ученые – Боде и Тициус обнаружили, что расстояния всех известных на то время планет подчиняются особой закономерности, названной впоследствии правилом Тициуса – Боде. Оно математически описывает расстояния между планетами Солнечной системы. И в этой последовательности должна быть планета между Марсом и Юпитером.

По этому правилу и был открыт Уран. После этого начались поиски планеты, которой, по мнению тогдашних ученых, «не хватает». Вместо нее астрономы открыли карликовую планету Цереру.

Если предположить, что Фаэтон когда-то и был в составе Солнечной системы, то он должен весить примерно 3 квинтиллиона тонн (3х1018). Диаметр этого гипотетичного объекта может составлять от 3,5 до 6,8 тыс. км. Предположительно, планета должна быть на расстоянии 2,8 астрономических единицы от центральной звезды Солнечной системы.

Гипотетические причины исчезновения планеты – это гравитация Юпитера или активные процессы, происходящие внутри ее ядра.

Происхождение пояса астероидов

Принято считать, что рассматриваемый участок Солнечной системы – это скопление протопланетного вещества. Современные исследования говорят, что в области между Марсом и Юпитером никакая планета не могла образоваться. Причина этому – мощнейшее гравитационное воздействие планеты-гиганта.

Первые догадки о происхождении главного пояса астероидов стали появляться еще в начале 19 века. Астроном Ольберс предположил, что эти космические тела могут быть осколками Фаэтона. А закон Тициуса-Боде говорит о том, что между орбитами Юпитера и Марса непременно должна быть еще одна планета.

Современная гипотеза о происхождении мелких небесных тел состоит в том, что он возник в результате мощной силы приятжения Юпитера. На начальных этапах формирования планет на больших орбитах начали формироваться планетезимали. После соединения они и образовали планеты.

Предположительно, что зародыш Юпитера образовывался намного быстрее, чем планетезимали. В определенный момент времени сила притяжения Юпитера препятствовала процессу образования единой планеты из планетезималей. Из-за их разгона и сформировался главный пояс. В момент образования этих тел выделилось огромное количество энергии.

Планетезимали начали разрушаться примерно 4 или 4,5 млрд. лет назад. Предположительно, что на сегодняшний день между орбитами Марса и Юпитера находится только одна тысячная доля вещества по сравнению с изначальным количеством.

Обнаружение пояса астероидов

Первые поиски планеты между Марсом и Юпитером начались в 1787 году астрономом Ф. Ксавером. В 1801 г. астроном Дж. Пиацци открыл крупнейшую из малых планет – Цереру. До 1845 г. было открыто всего 5 астероидов.

В конце 19 века астроном М. Вольф открыл метод астрофотографии (фотографирование неба с большой выдержкой). На снимках астероиды оставляли большой след. Это и поспособствовало открытию главного пояса астероидов.

Современные исследования

С запуском космических аппаратов стало возможным подробное исследование мелких космических объектов. Для этого их фотографируют с помощью космических зондов. Так, зонд NEAR Shoemaker был специально создан для исследований крошечных космических объектов. С его помощью удалось подробно исследовать орбиту крошечной планеты Эрос.

NEAR Shoemaker
Зонд NEAR Shoemaker

С помощью японского аппарата «Хаябуса» исследовался объект Итокава. Аппарат собрал частицы грунта с поверхности этого космического тела и отправил его на Землю.

Станция DAWN исследует главный астероидный пояс. Удалось получить около 70 тысяч высококачественных фото объектов этого участка Солнечной системы.

Пояс астероидов расположен в Солнечной системе между орбитами Юпитера и Марса. Он насчитывает несколько сотен тысяч астероидных тел. Сегодня ученые знают, что это остатки протопланетного вещества. Многочисленные мифы и догадки об этих космических телах заставляют людей верить, что в этом поясе могла находиться некая таинственная планета. Изучение этой области имеет большие перспективы, так как помогает обнаружить потенциальные угрозы для земной цивилизации.

Денисов О. В.

Кандидат физико-математических наук

Оцените автора
Mirax
Добавить комментарий

  1. Константин

    Интересная статья, спасибо

    Ответить
  2. Плеханов П.Г. Астроном Профессор

    Долгое время пояс астероидов не рассматривали. По сценарию О.Ю.Шмидта и сегодня считается, что Солнечная система формировалась из одних только планет. Астероидам и объектам присваивается статус «карликовая планета», что приводит к заблуждению о множестве планет в Слнечной системе. В моей лаборитории получены научные данные о формировании планет в Солнечной системе только группами, что и наблюдаем. Пояс астероидов межу группами — есть остаточный продукт от образования групп плаект. Это подтверждает разный вид и состав астероидов пояса.

    Ответить
  3. Плеханов П.Г. Астроном Профессор

    Только в 2006 году (через 70 лет) была признана гипотеза Койпера о сущесвоании в Солнечной системе за планетой Нептун второго пояса транснептунных объектов. Исследованием пояса астероидов и пояса Койпера опубликована авторская гипотеза о существоании в Солнечной системе третьего пояса удаленных объектов . Сегодня уже открыто более 10 его объектов, из которых Седна первый открытый его объект.

    Ответить
Adblock
detector