Asteroid

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Pojdi na navigacijo Pojdi v iskanje
Sestavljena slika (v merilu) asteroidov, zajetih v visoki ločljivosti. Za leto 2011 so bili to od večjih do manjših: (4) Vesta , (21) Lutetia , (253) Matilda , (243) Ida in njegova spremljevalka Dactyl , (433) Eros , (951) Gaspra , (2867) Steins , (25143) Itokawa
Primerjalne velikosti asteroida Vesta , pritlikavega planeta Ceres in Lune . Ločljivost 20 km na slikovno piko

Asteroid (sinonim pogost do leta 2006 - manjši planet ) je relativno majhno nebesno telo v sončnem sistemu , ki kroži okoli Sonca . Asteroidi so po masi in velikosti znatno slabši od planetov , imajo nepravilno obliko in nimajo ozračja , čeprav imajo lahko tudi satelite . Uvrščeni so v kategorijo majhnih teles sončnega sistema .

Opredelitve pojmov

Izraz "asteroid" (iz starogrščine. Ἀστεροειδής - "podoben zvezdi", zunaj ἀστήρ - "zvezda" in εἶδος - "oblika, videz, kakovost") je skoval skladatelj Charles Burney [1] in ga je predstavil William Herschel na na podlagi tega so bili ti objekti, gledano skozi teleskop, videti kot točke, kot zvezde - v nasprotju s planeti, ki so gledano skozi teleskop videti kot diski. Natančna opredelitev izraza "asteroid" še ni ugotovljena. Do leta 2006 so asteroidi imenovali tudi manjši planeti .

Glavni parameter, po katerem se izvaja razvrščanje, je velikost telesa. Asteroidi veljajo za telesa s premerom več kot 30 m, telesa manjše velikosti pa se imenujejo meteoroidi [2] .

Mednarodna astronomska zveza je leta 2006 večino asteroidov pripisala majhnim telesom sončnega sistema [3] .

Asteroidi v osončju

V sončnem sistemu so odkrili na stotine tisoč asteroidov. Po podatkih Minor Planet Center je bilo 1. aprila 2017 odkritih 729.626 manjših planetov, v letu 2016 pa 47.034 manjših teles. [4] Na dan 11. septembra 2017 je bilo v bazi 739.062 predmetov, od tega je bilo 496.915 orbit natančno določenih in jim je bila dodeljena uradna številka [5] , več kot 19.000 jih je imelo uradno odobrena imena [6] [ 7] . Predvideva se, da je v sončnem sistemu lahko od 1,1 do 1,9 milijona predmetov velikosti več kot 1 km [8] . Večina trenutno znanih asteroidov je skoncentriranih znotraj asteroidnega pasu med orbitama Marsa in Jupitra .

Za največji asteroid v sončnem sistemu je veljal Ceres , ki meri približno 975 × 909 km, 24. avgusta 2006 pa je prejel status pritlikavega planeta . Druga dva največja asteroida (2) Pallas in (4) Vesta imata premer ~ 500 km. (4) Vesta je edini objekt v asteroidnem pasu, ki ga lahko opazujemo s prostim očesom. Asteroidi, ki se gibljejo v drugih orbitah, lahko opazujemo tudi s prostim očesom med tranzitom blizu Zemlje (glej na primer (99942) Apophis ).

Skupna masa vseh asteroidov v glavnem pasu je ocenjena na 3,0-3,6⋅10 21 kg [9] , kar je le približno 4% mase Lune . Masa Ceres je 9,5⋅10 20 kg, to je približno 32%celotne mase, skupaj s tremi največjimi asteroidi (4) Vesta (9%), (2) Pallas (7%), (10) Hygea (3%) - 51%, to je, da ima absolutna večina asteroidov neznatno maso po astronomskih standardih.

Študija asteroidov

Študija asteroidov se je začela po odkritju planeta Uran leta 1781 s strani Williama Herschela . Pokazalo se je, da je njegova povprečna heliocentrična razdalja skladna s pravilom Titius-Bode .

Konec 18. stoletja je Franz Xaver organiziral skupino 24 astronomov. Ta skupina že od leta 1789 išče planet, ki naj bi bil po pravilu Titius -Bode na razdalji približno 2,8 astronomskih enot od Sonca - med orbitama Marsa in Jupitra. Naloga je bila opisati koordinate vseh zvezd v območju zodiakalnih ozvezdij v določenem trenutku. Naslednje noči so bile preverjene koordinate in poudarjeni predmeti, ki so se premaknili na večjo razdaljo. Ocenjeni premik ciljnega planeta bi moral biti približno 30 ločnih sekund na uro, kar bi morali zlahka videti.

Ironično je, da je prvi asteroid, Ceres , leta 1801 , prvo noč stoletja, po naključju odkril Italijan Piazzi , ki pri tem projektu ni bil vključen. Trije drugi - (2) Pallas , (3) Juno in (4) Vesta so bili odkriti v naslednjih nekaj letih - zadnja, Vesta, leta 1807 . Po osmih letih brezplodnih iskanj se je večina astronomov odločila, da tam ni nič drugega, in ustavila raziskave.

Vendar je Karl Ludwig Henke vztrajal in leta 1830 nadaljeval iskanje novih asteroidov. Petnajst let kasneje je odkril Astrea , prvi novi asteroid v 38 letih. Manj kot dve leti kasneje je odkril tudi Gebu . Nato so se k iskanju pridružili še drugi astronomi, nato pa je bil odkrit vsaj en nov asteroid na leto (z izjemo leta 1945 ).

Leta 1891 je Max Wolf najprej uporabil astrofotografijo za iskanje asteroidov, pri katerih so asteroidi na fotografijah pustili kratke svetlobne črte z dolgim ​​obdobjem osvetlitve. Ta metoda je znatno pospešila odkrivanje novih asteroidov v primerjavi s prej uporabljenimi metodami vizualnega opazovanja: Max Wolf je sam odkril 248 asteroidov, začenši z (323) Bruceom , medtem ko je bilo pred njim odkritih nekaj več kot 300. Zdaj , stoletje kasneje, ima 385 tisoč asteroidov uradno številko, 18 tisoč pa jih ima tudi ime.

Leta 2010 sta dve neodvisni skupini astronomov iz ZDA , Španije in Brazilije objavili, da sta hkrati odkrili vodni led na površini enega največjih asteroidov v glavnem pasu, Themis . To odkritje nam omogoča razumevanje izvora vode na Zemlji. Na začetku svojega obstoja je bila Zemlja preveč vroča, da bi zadrževala dovolj vode. Ta snov naj bi prišla kasneje. Domnevali so, da bi lahko kometi prinesli vodo na Zemljo, vendar izotopska sestava zemeljske vode in vode v kometih ne sovpadata. Zato lahko domnevamo, da je voda prišla na Zemljo med trkom z asteroidi. Raziskovalci so na Temi odkrili tudi kompleksne ogljikovodike , vključno z molekulami, ki so predhodnice življenja [10] . Japonski infrardeči satelit Akari , ki je opravil spektroskopske študije 66 asteroidov, je potrdil, da 17 od 22 asteroidov razreda C vsebujejo sledi vode v različnih razmerjih v obliki hidriranih mineralov, nekateri pa vsebujejo vodni led in amoniak. Sledi vode so bili najdeni tudi na posameznih silikatnih asteroidih razreda S, ki so veljali za popolnoma brezvodne. Voda na asteroidih razreda S je najverjetneje eksogenega izvora. Verjetno so ga pridobili pri trčenju z hidriranimi asteroidi. Ugotovljeno je bilo tudi, da asteroidi pod vplivom sončnega vetra, trkov v druga nebesna telesa ali zaostale toplote sproščajo vodo [11] [12] .

8. septembra 2016 je bila izstreljena ameriška medplanetarna postaja OSIRIS-REx , zasnovana za dostavo vzorcev tal z asteroida (101955) Bennu (doseganje asteroida in vzorčenje tal je predvideno za leto 2019, vrnitev na Zemljo pa leta 2023).

Določitev oblike in velikosti asteroida

Asteroid (951) Gaspra . Ena prvih slik asteroida, posneta z vesoljskega plovila. Posredovala vesoljska sonda Galileo med preletom mimo Gaspre leta 1991 (izboljšane barve)

Prva poskusa merjenja premerov asteroidov z metodo neposrednega merjenja vidnih diskov z mikrometerjem z žarilno nitko sta naredila William Herschel leta 1802 in Johann Schroeter leta 1805. Po njih so v 19. stoletju drugi najsvetlejši asteroidi merili tudi drugi astronomi. podoben način. Glavna pomanjkljivost te metode so bile velike razlike v rezultatih (na primer najmanjša in največja velikost Ceres , ki so jih dobili različni znanstveniki, so se desetkrat razlikovale).

Sodobne metode za določanje velikosti asteroidov vključujejo metode polarimetrije , radarja , speckle interferometrije , tranzitne in toplotne radiometrije [13] .

Ena najpreprostejših in najbolj kakovostnih je tranzitna metoda. Med gibanjem asteroida glede na Zemljo včasih prehaja v ozadju oddaljene zvezde, temu pojavu pravimo prekrivanje zvezd z asteroidom . Z merjenjem trajanja zmanjševanja svetlosti določene zvezde in poznavanjem razdalje do asteroida je mogoče natančno določiti njegovo velikost. Ta metoda vam omogoča natančno določanje velikosti velikih asteroidov, kot je Pallada [14] .

Metoda polarimetrije je določiti velikost glede na svetlost asteroida. Večji kot je asteroid, več sončne svetlobe odbija. Svetlost asteroida pa je močno odvisna od albeda površine asteroida, ki pa je določena s sestavo njegovih sestavnih kamnin. Na primer, asteroid Vesta zaradi visokega albeda na površini odbija 4 -krat več svetlobe kot Ceres in je najbolj opazen asteroid na nebu, ki ga je včasih mogoče opaziti s prostim očesom.

Vendar pa je tudi sam albedo mogoče zlahka določiti. Dejstvo je, da nižja kot je svetlost asteroida, to je, da manj odbija sončno sevanje v vidnem območju, bolj ga absorbira in, ko se segreje, nato oddaja v obliki toplote v infrardečem območju.

Metodo polarimetrije lahko uporabimo tudi za določanje oblike asteroida z registracijo sprememb njegove svetlosti med vrtenjem, pa tudi za določitev obdobja te rotacije, pa tudi za identifikacijo velikih struktur na površini [14] . Poleg tega se rezultati, pridobljeni z infrardečimi teleskopi , uporabljajo za določanje velikosti s toplotno radiometrijo [13] .

Razvrstitev asteroidov

Splošna klasifikacija asteroidov temelji na značilnostih njihovih orbit in opisu vidnega spektra sončne svetlobe, ki se odbija od njihove površine.

Skupine in družine v orbiti

Asteroidi so razvrščeni v skupine in družine glede na značilnosti njihovih orbit. Skupina se običajno imenuje po prvem asteroidu, ki so ga odkrili v dani orbiti. Skupine so razmeroma proste formacije, družine pa gostejše, ki so nastale v preteklosti z uničenjem velikih asteroidov zaradi trkov z drugimi objekti.

V skupino skoraj zemeljskih asteroidov družine Atira so majhna telesa, katerih orbite so popolnoma znotraj Zemljine orbite (njihova razdalja od Sonca v afelu je manjša od perihelija Zemljine orbite). Orbitalno obdobje asteroida 2021 PH27 [en] okoli Sonca je 113 dni - to je najkrajše znano orbitalno obdobje asteroidov in drugo med vsemi objekti v sončnem sistemu po Merkurju [15] .

Spektralni razredi

Leta 1975 so Clark R. Chapman , David Morrison [en] in Benjamin Tsellner razvili sistem klasifikacije asteroidov, ki temelji na lastnostih barve , albeda in značilnostih spektra odbite sončne svetlobe. [16] Sprva je ta klasifikacija opredelila le tri vrste asteroidov [17] :

Ta seznam je bil pozneje razširjen, število vrst pa se še naprej povečuje, saj podrobneje preučujemo več asteroidov:

Upoštevati je treba, da število znanih asteroidov, pripisanih kateri koli vrsti, ne ustreza nujno resničnosti. Nekatere vrste je precej težko prepoznati, vrsto določenega asteroida pa lahko spremenimo z natančnejšim raziskovanjem.

Težave s spektralno klasifikacijo

Sprva je spektralna klasifikacija temeljila na treh vrstah materialov, ki sestavljajo asteroide:

Vendar pa obstajajo dvomi, da takšna razvrstitev nedvoumno določa sestavo asteroida. Medtem ko različne spektralne vrste asteroidov označujejo različne sestave, ni dokazov, da so asteroidi istega spektralnega tipa sestavljeni iz istih materialov. Zato znanstveniki novega sistema niso sprejeli in uvedba spektralne klasifikacije se je ustavila.

Porazdelitev velikosti

Количество астероидов заметно уменьшается с ростом их размеров. Хотя это в целом соответствует степенному закону , есть пики при 5 км и 100 км, где больше астероидов, чем ожидалось бы в соответствии с логарифмическим распределением [18] .

Приблизительное количество астероидов N с диаметром больше чем D
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

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.

В настоящее время имена астероидам присваивает Комитет по номенклатуре малых планет [19] . Получить имя может не любой астероид, а лишь тот, орбита которого достаточно надёжно вычислена. Были случаи, когда астероид получал имя спустя десятки лет после открытия. До тех пор, пока орбита не вычислена, астероиду даётся временное обозначение , отражающее дату его открытия, например, 1950 DA . Цифры обозначают год, первая буква — номер полумесяца в году, в котором астероид был открыт (в приведённом примере это вторая половина февраля). Вторая буква обозначает порядковый номер астероида в указанном полумесяце, в нашем примере астероид был открыт первым. Так как полумесяцев 24, а английских букв — 26, в обозначении не используются две буквы: I (из-за сходства с единицей) и Z. Если количество астероидов, открытых в течение полумесяца, превысит 24, вновь возвращаются к началу алфавита, приписывая второй букве индекс 2, при следующем возвращении — 3, и т. д. Когда орбита астероида становится надёжно установленной, астероид получает постоянный номер, а первооткрыватель — право в течение десяти лет предложить название для астероида на рассмотрение Комитета по номенклатуре малых планет. Одобренное Комитетом имя астероида публикуется в Циркуляре малых планет вместе с описанием названия, и после такого опубликования становится официальным именем астероида [19] .

После получения имени официальное именование астероида состоит из числа (порядкового номера) и названия — (1) Церера , (8) Флора и т. д.

Образование астероидов

Считается, что планетезимали в поясе астероидов эволюционировали так же, как и в других областях солнечной туманности до того времени, пока Юпитер не достиг своей текущей массы, после чего вследствие орбитальных резонансов с Юпитером из пояса было выброшено более 99 % планетезималей. Моделирование и скачки распределений скоростей вращения и спектральных свойств показывают, что астероиды диаметром более 120 км образовались в результате аккреции в эту раннюю эпоху, в то время как меньшие тела являются осколками от столкновений между астероидами во время или после рассеивания изначального пояса гравитацией Юпитера [20] . Церера и Веста приобрели достаточно большой размер для гравитационной дифференциации, при которой тяжёлые металлы погрузились к ядру, а кора сформировалась из более лёгких скальных пород [21] .

В модели Ниццы многие объекты пояса Койпера образовались во внешнем поясе астероидов, на расстоянии более чем 2,6 а.е. Большинство из них были позже выброшены гравитацией Юпитера, но те, что остались, могут быть астероидами класса D , возможно, включая Цереру [22] .

Опасность астероидов

Несмотря на то, что Земля значительно больше всех известных астероидов, столкновение с телом размером более 3 км может привести к уничтожению цивилизации. Столкновение с телом меньшего размера (но более 50 метров в диаметре) может привести к многочисленным жертвам и гигантскому экономическому ущербу.

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 может быть уничтожена целая страна.

Оценки последствий падения астероидов [23]
Диаметр
объекта, м
Энергия удара,
Мт ТНТ
Диаметр
кратера, км
Эффекты и сравнимые события
0,015 взрыв атомной бомбы над Хиросимой
30 2 болид, ударная волна, малые разрушения
50 10 ≤1 взрыв аналогичный тунгусскому событию , малый кратер
100 80 2 взрыв водородной бомбы50 Мт (СССР, 1962 год)
200 600 4 разрушения в масштабах целых государств
500 10 000 10 разрушения в масштабах целых континентов
1 000 80 000 20 миллионы и миллиарды жертв
5 000 10 000 000 100 миллиарды жертв, глобальное изменение климата
≥10 000 ≥80 000 000 ≥200 закат человеческой цивилизации

1 июня 2013 года астероид 1998 QE2 приблизился на самое близкое расстояние к Земле за последние 200 лет. Расстояние составило 5,8 млн километров, что в 15 раз дальше чем Луна [24] .

С 2016 года в России работает телескоп АЗТ-33 ВМ по обнаружению опасных небесных тел. Он способен опознать опасный астероид размером 50 метров на расстоянии до 150 миллионов километров за 30 секунд. Это даёт возможность заранее (самое малое — за месяц) заметить потенциально опасные для планеты тела, аналогичные Тунгусскому метеориту [25] .

Первые 30 астероидов

  1. Церера (ныне имеет статус карликовой планеты )
  2. Паллада
  3. Юнона
  4. Веста
  5. Астрея
  6. Геба
  7. Ирида
  8. Флора
  9. Метида
  10. Гигея
  11. Парфенопа
  12. Виктория
  13. Эгерия
  14. Ирена
  15. Эвномия
  16. Психея
  17. Фетида
  18. Мельпомена
  19. Фортуна
  20. Массалия
  21. Лютеция
  22. Каллиопа
  23. Талия
  24. Фемида
  25. Фокея
  26. Прозерпина
  27. Эвтерпа
  28. Беллона
  29. Амфитрита
  30. Урания

Символы

Первые 37 астероидов имеют астрономические символы . Они представлены в таблице.

Астероид Символы
(1) ЦерераCeres symbol.svg Ceres2.svg Ceres3.svg
(2) Паллада2Pallas symbol.svg 2 Pallas.svg
(3) ЮнонаJuno symbol.svg 3 Juno (1).svg
(4) ВестаVesta symbol.svg 4 Vesta (0).svg Simbolo di Vesta.svg 4 Vesta Unsimplified Symbol.svg
(5) Астрея 5 Astraea symbol alternate.svg 5 Astraea Symbol.svg
(6) Геба 6 Hebe Astronomical Symbol.svg
(7) Ирида 7 Iris Astronomical Symbol.svg
(8) Флора 8 Flora Astronomical Symbol.svg
(9) Метида 9 Metis symbol.svg
(10) Гигея 10 Hygeia symbol alternate.svg 10 Hygiea Astronomical Symbol.svg
(11) Парфенопа 11 Parthenope symbol alternate.svg 11 Parthenope symbol.svg
(12) Виктория 12 Victoria symbol.svg
(13) Эгерия 13 Egeria symbol.svg
(14) Ирена Symbol 14 Irene vectorization.svg
(15) Эвномия 15 Eunomia symbol.svg
(16) Психея 16 Psyche symbol.svg
(17) Фетида 17 Thetis symbol.svg
(18) Мельпомена 18 Melpomene symbol.svg
(19) Фортуна 19 Fortuna symbol.svg
(26) Прозерпина 26 Proserpina symbol.svg
(28) Беллона 28 Bellona symbol.svg
(29) Амфитрита 29 Amphitrite symbol.svg
(35) Левкофея 35 Leukothea symbol.png
(37) Фидес 37 Fides symbol.svg

См. также

Примечания

  1. Установлено истинное происхождение термина "астероид" - Вести.Наука . https://nauka.vesti.ru.+ Дата обращения: 17 ноября 2019.
  2. Шустова Б. М., Рыхловой Л. В. Рис. 1.1 // Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра / Под ред. Шустова Б. М., Рыхловой Л. В.. — М. : Физматлит, 2010. — 384 с. — ISBN 978-5-9221-1241-3 .
  3. News Release — IAU0603: IAU 2006 General Assembly: Result of the IAU Resolution votes (англ.) . — Пресс-релиз МАС 24 августа 2006. Дата обращения: 5 января 2018.
  4. IAU Minor Planet Center . www.minorplanetcenter.net. Дата обращения: 1 апреля 2017.
  5. How Many Solar System Bodies (англ.) . Дата обращения: 5 января 2018.
  6. MPC Archive Statistics . Дата обращения: 11 января 2013. Архивировано 24 января 2012 года.
  7. Minor Planet Names . Дата обращения: 11 января 2013. Архивировано 4 июля 2012 года.
  8. New study reveals twice as many asteroids as previously believed . Дата обращения: 28 марта 2006. Архивировано 4 июля 2012 года.
  9. Krasinsky, GA; Pitjeva, EV; Vasilyev, MV; Yagudina, EI Hidden Mass in the Asteroid Belt (англ.) // Icarus . — Elsevier , 2002. — July ( vol. 158 , no. 1 ). — P. 98—105 . — doi : 10.1006/icar.2002.6837 .
  10. Впервые найден водяной лёд на астероиде (недоступная ссылка) . Дата обращения: 4 марта 2013. Архивировано 20 августа 2013 года.
  11. Fumihiko Usui et al. AKARI/IRC near-infrared asteroid spectroscopic survey: AcuA-spec , 17 December 2018
  12. Space telescope detects water in a number of asteroids , December 18, 2018
  13. 1 2 Tedesco, E. (June 14—18, 1993). " Asteroid Albedos and Diameters ". Proceedings of the 160th International Astronomical Union : 55—57, Belgirate, Italy: Kluwer Academic Publishers. Проверено 2011-08-08 .  
  14. 1 2 Lang, Kenneth R. The Cambridge Guide to the Solar System (англ.) . — 2003. — P. 390—391. — ISBN 978-0521813068 .
  15. Solar System's fastest-orbiting asteroid discovered
  16. Chapman, CR, Morrison, D., & Zellner, B. Surface properties of asteroids: A synthesis of polarimetry, radiometry, and spectrophotometry (англ.) // Icarus : journal. — Elsevier , 1975. — Vol. 25 . — P. 104—130 .
  17. McSween Jr., Harry Y. Meteorites and Their Parent Planets.
  18. Davis 2002, «Asteroids III», cited by Željko Ivezić Архивировано 20 июля 2011 года.
  19. 1 2 Naming of Astronomical Objects . МАС .
  20. Bottke, Durda; Nesvorny, Jedicke; Morbidelli, Vokrouhlicky; Levison. The fossilized size distribution of the main asteroid belt (англ.) // Icarus : journal. — Elsevier , 2005. — Vol. 175 . — P. 111 . — doi : 10.1016/j.icarus.2004.10.026 . — Bibcode : 2005Icar..175..111B .
  21. Kerrod, Robin. Asteroids, Comets, and Meteors . — Lerner Publications Co., 2000. — ISBN 0585317631 .
  22. William B. McKinnon, 2008, «On The Possibility Of Large KBOs Being Injected Into The Outer Asteroid Belt». American Astronomical Society, DPS meeting #40, #38.03
  23. И. В. Ломакин, М. Б. Мартынов, В. Г. Поль, А. В. Симонов. К вопросу реализации программы исследования малых тел Солнечной системы // НПО имени С. А. Лавочкина : журнал. — 2013. — № 4 (20) . — С. 12 . — ISSN 2075-6941 .
  24. В ночь на 1 июня большой астероид пролетит рядом над Землёй . runews24.ru (31 мая 2013). Дата обращения: 12 декабря 2016.
  25. Иван Чеберко. В России заработал первый телескоп для обнаружения опасных астероидов . Известия (15 июня 2016). Дата обращения: 12 декабря 2016.

Ссылки