Астероиды

Астероиды. Общие сведения

Рис.1 Астероид 951 Гаспра. Credit: NASA

Помимо 8 больших планет в состав Солнечной системы входит большое количество более мелких космических тел, похожих на планеты, - астероиды, метеориты, метеоры, объекты пояса Койпера, «Кентавры». В данной статье речь пойдёт об астероидах, которые до 2006 года назывались также малыми планетами.

Астероиды, это тела естественного происхождения, обращающиеся вокруг Солнца под действием гравитации, не относящиеся к большим планетам, имеющие размеры больше 10 м. и не проявляющие кометной активности. Большинство астероидов лежит в поясе между орбитами планет Марс и Юпитер. В пределах пояса насчитывается более 200 астероидов чей диаметр превышает 100 км и 26 с диаметром более 200 км. Число астероидов диаметром более одного километра по современным подсчётам превышает 750 тысяч или даже миллион.

В настоящее время существует четыре основных метода определения размеров астероидов. Первый метод основан на наблюдении астероидов в телескопы и определении количества отраженного от их поверхности солнечного света и выделенного тепла. Обе величины зависят от размера астероида и его расстояния от Солнца. Второй метод основывается на визуальном наблюдении астероидов при прохождении ими перед какой-либо звездой. Третий метод предполагает использование радиотелескопов для получения изображений астероидов. Наконец, четвёртый метод, который впервые был применён в 1991 году космическим аппаратом «Галилео», предполагает изучение астероидов с близкого расстояния.

Зная приблизительное количество астероидов в пределах главного пояса, их средний размер и состав, можно вычислить их общую массу, которая составляет 3.0-3.6 10 21 кг, что составляет 4% от массы естественного спутника Земли Луны. При этом на 3 крупнейших астероида: 4 Весту, 2 Палладу, 10 Гигею приходится 1/5 всей массы астероидов главного пояса. Если же учитывать также массу карликовой планеты Цереры, которая считалась астероидом до 2006 г, то получается, что масса более чем миллиона оставшихся астероидов составляет всего 1/50 массы Луны, что по астрономическим меркам крайне мало.

Средняя температура астероидов -75°C.

История наблюдения и изучения астероидов

рис.2 Первый открытый астероид Церера, позднее отнесённая к малым планетам. Credit: NASA, ESA, J.Parker (Southwest Research Institute), P.Thomas (Cornell University), L.McFadden (University of Maryland, College Park), and M.Mutchler and Z.Levay (STScI)

Первой обнаруженной малой планетой стала Церера, открытая итальянским астрономом Джузеппе Пиацци в сицилийском городе Палермо (1801 г.). Сначала Джузеппе подумал, что увиденный им объект является кометой, но после определения немецким математиком Карлом Фридрихом Гауссом параметров орбиты космического тела становится ясно, что оно скорее всего является планетой. Через год по эфемериде Гаусса Цереру находит немецкий астроном Г. Ольберс. Тело, названное Пиацци Церерой, в честь древнеримской богини плодородия, находилось на том расстоянии от Солнца, на котором согласно правилу Тициуса-Боде должна была располагаться большая планета солнечной системы, поисками которой занимались астрономы с конца XVIII века.

В 1802 году английский астроном У. Гершель вводит новый термин «астероид». Астероидами Гершель назвал космические объекты, который при наблюдении в телескоп выглядели как неяркие звёзды, в отличии от планет, при визуальном наблюдении имеющих форму диска.

В 1802-07 гг. были открыты астероиды Паллада, Юнона и Веста. Затем наступила эпоха затишья продолжительностью около 40 лет, в течении которой не было открыто ни одного астероида.

В 1845 году немецкий астроном-любитель Карл Людвиг Хенке после 15 лет поиска открывает пятый астероид главного пояса - Астрею. С этого времени начинается просто глобальная "охота" за астероидами всех астрономов мира, т.к. до открытия Хенке в научном мире считалось, что астероидов всего четыре и восемь лет безрезультатных поисков на протяжении 1807-15 гг. казалось бы лишь подтверждают эту гипотезу.

В 1847 г. английский астроном Джон Хайнд открыл астероид Ириду, после чего до настоящего времени каждый год открывали хотя бы один астероид (кроме 1945 г.).

В 1891 году немецкий астроном Максимилиан Вольф для обнаружения астероидов стал применять метод астрофотографии, при котором на фотографиях с с длинным периодом экспонирования (освещения фотослоя) астероиды оставляли короткие светлые линии. С помощью данного метода Вольф за короткий промежуток времени смог обнаружить 248 астероидов, т.е. лишь немногим меньше чем было обнаружено за полсотни лет наблюдений до него.

В 1898 г. был открыт Эрос, приближающийся к Земле на опасное расстояние. Впоследствии были открыты и другие астероиды, приближающиеся к земной орбите, и их выделили в отдельный класс Амуров.

В 1906 г. был обнаружен Ахиллес, разделяющий орбиту с Юпитером и следующий перед ним с той же скоростью. Все вновь открываемые подобные объекты стали называть Троянцами в честь героев Троянской войны.

В 1932 был открыт Аполлон - первый представитель класса Аполлонов, которые в перигелии приближаются к Солнцу ближе, чем Земля. В 1976 г. был открыт Атон, положивший начало новому классу - атонов, величина большой оси орбиты которых менее 1 а.е. А в 1977 была обнаружена первая малая планета, никогда не приближающаяся к орбите Юпитера. Такие малые планеты назвали Кентаврами в знак их близости к Сатурну.

В 1976 году был обнаружен первый астероид группы Атонов, сближающихся с Землей.

В 1991 г. был найден Дамокл, имеющий очень вытянутую и сильно наклоненную орбиту, характерную для комет, однако не образующий кометного хвоста при сближении с Солнцем. Такие объекты стали называть Дамоклоидами.

В 1992 удалось увидеть первый объект из предсказанного Джерардом Койпером в 1951 г. пояса малых планет. Его назвали 1992 QB1. После этого в поясе Койпера каждый год стали находить всё более крупные объекты.

В 1996 году наступила новая эра в изучении астероидов: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США отправило к астероиду Эрос космический аппарат «NEAR spacecraft», который должен был не просто сфотографировать астероид пролетев мимо него, но также стать искусственным спутником Эроса, а впоследствии совершить посадку на его поверхность.

27 июня 1997 года по пути к Эросу «NEAR» пролетел на расстоянии 1212 км. от небольшого астероида Матильда, сделав более 50м черно-белых и 7 цветных изображений, покрывающих 60% поверхности астероида. Были измерены также магнитное поле и масса Матильды.

В конце 1998 года в связи с потерей связи с аппаратом на 27 часов время выхода на орбиту Эроса было перенесено с 10 января 1999 года на 14 февраля 2000. В назначенный срок NEAR вышел на высокую орбиту астероида с перицентром 327 км и апоцентром 450 км. Начинается постепенное снижение орбиты: 10 марта аппарат вышел на круговую орбиту высотой 200 км, 11 апреля орбита снизилась до 100 км, 27 декабря произошло снижение до 35 км, после которого миссия аппарата вступила в заключительную стадию с целью посадки на поверхность астероида. На стадии снижения - 14 марта 2000 года «NEAR spacecraft» был переименован в честь американского геолога и планетолога Юджина Шумейкера, трагически погибшего в автокатастрофе в Австралии, в «NEAR Shoemaker».

12 февраля 2001 году «NEAR» начал торможение, которая продолжалось 2 суток, завершившись мягкой посадкой на астероид с последующим фотографированием поверхности и измерением состава поверхностного грунта. 28 февраля миссия аппарата была завершена.

В июле 1999 года космический аппарат «Deep Space 1» с расстояния 26 км. исследовал астероид Брайль, собрав большой массив данных о составе астероида и получив ценные изображения.

В 2000 году аппаратом «Кассини-Гюйгенс» произвёл фотографирование астероида 2685 Масурски.

В 2001 был открыт первый Атон, не пересекающий земную орбиту, а также первый Троянец Нептуна.

2 ноября 2002 года космическим аппаратом НАСА «Стардаст» было осуществлено фотографирование небольшого астероида Аннафранк.

9 мая 2003 года Японским агентством аэрокосмических исследований для изучения астероида Итокава и доставки на Землю образцов грунта астероида был запущен космический аппарат «Хаябуса».

12 сентября 2005 года «Хаябуса» приблизился к астероиду на расстояние 30 км и приступил к исследованиям.

В ноябре того же года аппаратом были осуществлены три посадки на поверхность астероида, в результате которых был потерян робот «Минерва», предназначенный для фотографирования отдельных пылинок и съёмки близких панорам поверхности.

26 ноября была осуществлена ещё одна попытка спуска аппарата с целью забора грунта. Незадолго до посадки связь с аппаратом была потеряна и восстановлена лишь спустя 4 месяца. Удалось ли сделать забор грунта оставалось неизвестным. В июне 2006 года JAXA сообщило, что «Хаябуса» скорее всего вернётся на Землю, что и произошло 13 июня 2010 года, когда спускаемая капсула с образцами частиц астероида была сброшена в районе полигона Вумера на юге Австралии. Исследовав образцы грунта японские учёные установили, что в составе астероида Итокава присутствуют Mg, Si и Al. На поверхности астероида имеется значительное количество минералов пироксена и оливина в соотношении 30:70. Т.е. Итокава является осколком более крупного хондритного астероида.

После аппарата «Хаябуса» фотографирование астероидов провели также АМС «Новые горизонты» (11 июня 2006 года - астероид 132524 APL) и космический аппарат «Розетта» (5 сентября 2008 года - фотографирование астероида 2867 Штейнс, 10 июля 2010 года - астероида Лютеция). Кроме того, 27 сентября 2007 г. с космодрома на мысе Канаверал стартовала автоматическая межпланетная станция «Dawn», которая уже в этом году (предположительно 16 июля) выйдет на круговую орбиту вокруг астероида Веста. В 2015 году аппарат достигнет Цереры - самого крупного объекта в главном поясе астероидов - проработав на орбите которой в течении 5 месяцев, завершит свою работу...

Астероиды различаются по размерам, строению, форме орбит и расположению в Солнечной системе. На основании характеристик орбит астероиды выделяются в отдельные группы и семейства. Первые - образованы осколками более крупных астероидов, и поэтому, большая полуось, эксцентриситет и наклонение орбиты у астероидов в пределах одной группы практически полностью совпадают. Вторые - объединяют астероиды со сходными орбитальными параметрами.

В настоящее время известно более 30 семейств астероидов. Большинство семейств астероидов располагаются в главном поясе. Между основными концентрациями астероидов в главном поясе существуют пустые области, известные как щели или люки Кирквуда. Подобные области возникают в результате гравитационного взаимодействия Юпитера из-за которого орбиты астероидов становятся нестабильными.

Групп астероидов меньше чем семейств. В представленном ниже описании группы астероидов перечислены в порядке их удаления от Солнца.

рис.3 Группы астероидов: белые - астероиды главного пояса; зелёные за внешней границей главного пояса - троянцы Юпитера; оранжевые - группа Хильды. . Источник: wikipedia

Ближе всего к Солнцу находится гипотетический пояс Вулканоидов - малых планет, орбиты которых лежат полностью внутри орбиты Меркурия. Компьютерные расчёты показывают, что область, лежащая между Солнцем и Меркурием, гравитационно стабильна и, скорее всего, там существуют маленькие небесные тела. Практическое обнаружение их затруднено близостью к Солнцу, и до сих пор ни одного Вулканоида не обнаружено. Косвенно в пользу существования вулканоидов говорят кратеры на поверхности Меркурия.

Следующая группа - Атоны, малые планеты, названные по имени первого представителя, открытого американским астрономом Элеанор Хелин в 1976 году. У атонов большая полуось орбиты меньше астрономической единицы. Таким образом, на большей части своего пути по орбите Атоны находятся ближе к Солнцу, чем Земля, а некоторые из них вообще никогда не пересекают земную орбиту.

Атонов известно более 500, из которых лишь 9 имеют собственные имена. Атоны - самые маленькие из всех групп астероидов: диаметр большинства из них не превышает 1 км. Самым большим атоном является Круитна, с диаметром 5 км.

Между орбитами Венеры и Юпитера выделяются группы небольших астероидов Амуров и Аполлонов.

Амуры - астероиды, лежащие между орбитами Земли и Юпитера. Амуры можно разделить на 4 подгруппы, различающиеся параметрами своих орбит:

К первой подгруппе относятся астероиды, лежащие между орбитами Земли и Марса. К ним относятся менее 1/5 всех амуров.

Ко второй подгруппе относятся астероиды, чьи орбиты лежат между орбитой Марса и главным астероидным поясом. К ним принадлежит и давний название всей группе астероид Амур.

Третья подгруппа амуров объединяет астероиды, чьи орбиты лежат в пределах главного пояса. К ней относится около половины всех амуров.

Последняя подгруппа включает немногочисленные астероиды, лежащие за пределами главного пояса и проникающие за орбиту Юпитера.

Амуров к настоящему времени известно более 600. Они вращаются по орбитам с большой полуосью более 1,0 а.е. и расстояниями в перигелии от 1,017 до 1,3 а. е. Диаметр самого большого амура - Ганимеда - 32 км.

К аполлонам относятся астероиды пересекающие орбиту Земли и имеющие большую полуось не менее 1 а.е. Аполлоны, наряду с атонами, являются самыми маленькими астероиды. Крупнейший их представитель - Сизиф в диаметре 8,2 км. Всего же аполлонов известно более 3,5 тысяч.

Вышеперечисленные группы астероидов образуют так называемый «главный» пояс, в предала которого сосредоточено.

За «главным» поясом астероидов находится класс малых планет, которые называются троянцами или троянскими астероидами.

Троянские астероиды находятся в окрестностях точек Лагранжа L4 и L5 в орбитальном резонансе 1:1 любых планет. Большинство троянских астероидов обнаружено у планеты Юпитер. Есть троянцы у Нептуна и Марса. Предполагают их существование у Земли.

Троянцы Юпитера делятся на 2 большие группы: в точке L4 находятся астероиды, называемые именами греческих героев, и двигающиеся впереди планеты; в точке L5 - астероиды, называемые именами защитников Трои и двигающиеся позади Юпитера.

У Нептуна на настоящий момент известно всего 7 троянцев, 6 из которых двигаются впереди планеты.

У Марса троянцев выявлено всего 4, 3 из которых лежат вблизи точки L4.

Троянцы - крупные астероиды с диаметром часто более 10 км. Самым крупным из них является грек Юпитера - Гектор, с диаметром 370 км.

Между орбитами Юпитера и Нептуна, располагается пояс Кентавров - астероидов проявляющих одновременно свойства и астероидов, и комет. Так, у первого из открытых Кентавров - Хирона, при сближении с Солнцем наблюдалась кома.

В настоящее время считается, что в Солнечной системе находятся более 40 тыс. кентавров с диаметром более 1 км. Самым же крупным из них является Харикло с диаметром около 260 км.

К группе дамоклоидов относят астероиды, имеющие очень вытянутые орбиты, и находящиеся в афелии дальше Урана, а в перигелии - ближе Юпитера, а иногда и Марса. Считается, что дамоклоиды - это потерявшие летучие вещества ядра планет, что было сделано на основе наблюдений, показавших наличие комы у ряда астероидов этой группы и на основании изучения параметров орбит дамоклоидов, в результате которого выяснилось, что они обращаются вокруг Солнца в направлении, противоположном движению больших планет и прочих групп астероидов.

Спектральные классы астероидов

По цветности, альбедо и характеристикам спектра астероиды условно подразделяются на несколько классов. Изначально, по классификации Кларка Р.Чапмена, Дэвида Моррисона и Бена Целлнера, спектральных классов астероидов было всего 3. Затем, по мере изучения учёными, число классов расширилось и на сегодняшний момент их 14.

К классу А относятся всего 17 астероидов, лежащих в пределах главного пояса и характеризующихся наличием в составе минерала оливина. Астероиды класса А характеризуемый умеренно высоким альбедо и красноватым цветом.

К классу B относятся углеродные астероиды с голубоватым спектром и почти полном отсутствием поглощения на длине волны ниже 0,5 мкм. Астероиды данного класса лежат в основном в пределах главного пояса.

Класс С образуют углеродные астероиды, по составу близкие к составу протопланетного облака из которого образовалась Солнечная система. Это наиболее многочисленный класс, к которому принадлежит 75% всех астероидов. Обращаются они во внешних областях главного пояса.

Астероиды с очень низким альбедо (0,02-0,05) и ровным красноватым спектром без чётких линий поглощения относятся к спектральному классу D. Лежат они во внешних областях главного пояса на расстоянии не менее 3 а.е. от Солнца.

Астероиды класса E являются скорее всего остатками внешней оболочки более крупного астероида и характеризуются очень высоким альбедо (0,3 и выше). По своему составу астероиды этого класса имеют сходство с метеоритами, известными как энстатитовые ахондриты.

Астероиды класса F относятся к группе углеродных астероидов и отличаются от похожих объектов ласса B отсутствием следов воды, поглощающей на длине волны около 3 мкм

Класс G объединяет углеродные астероиды с сильным ультрафиолетовым поглощением на длине волны 0,5 мкм.

К классу М относятся металлические астероиды с умеренно большим альбедо (0,1-0,2). На поверхности некоторых из них присутствуют выходы металлов (никелистого железа), как у некоторых метеоритов. К этому классу относятся менее 8% всех известных астероидов.

Астероиды с низким альбедо (0,02-0,07) и ровным красноватым спектром без конкретных линий поглощения относятся к классу P. В их составе углероды и силикаты. Преобладают подобные объекты во внешних областях главного пояса.

К классу Q относятся немногочисленные астероиды из внутренних областей главного пояса, по характеру спектра схожие с хондритами.

Класс R объединяет объекты с высокой концентрацией во внешних областях оливина и пироксена, возможно с добавкой плагиоклаза. Астероидов этого класса немного и все они лежат во внутренних областях главного пояса.

К классу S относятся 17% всех астероидов. Астероиды этого класса имеют кремниевый или каменный состав и располагаются в основном в областях главного астероидного пояса на расстоянии до 3 а.е.

К классу астероидов T учёные относят объекты с очень низким альбедо, тёмной поверхностью и умеренным поглощением на длине волны 0,85 мкм. Состав их неизвестен.

К последнему выделенному на сегодняшний день классу астероидов - V, относят объекты чьи орбиты близки к параметрам орбиты самого крупного представителя класса - астероида (4) Веста. По своему составу они близки к астероидам S класса, т.е. состоят их силикатов, камней и железа. Основным отличием их от астероидов класса S является высокое содержание пироксена.

Происхождение астероидов

Существует две гипотезы образования астероидов. По первой гипотезе предполагается существование в прошлом планеты Фаэтон. Она существовала недолго и разрушилась при столкновении с крупным небесным телом или благодаря процессам внутри планеты. Однако наиболее вероятно образование астероидов за счёт разрушения нескольких крупных объектов, оставшихся после формирования планет. Образование крупного небесного тела - планеты - в пределах главного пояса произойти не могло из-за гравитационного воздействия Юпитера.

Спутники астероидов

В 1993 г. аппарат «Галилео» получил снимок астероида Ида с небольшим спутником Дактиль. Впоследствии спутники были обнаружены у многих астероидов, а в 2001 году был обнаружен первый спутник у объекта пояса Койпера.

К недоумению астрономов, совместные наблюдения, проводившиеся с помощью наземных инструментов и телескопа «Хаббл», показали, что во многих случаях эти спутники своими размерами вполне сравнимы с центральным объектом.

Доктор Штерн провёл исследование с целью выяснить, каким образом могут образовываться подобные двойные системы. Стандартная модель формирования крупных спутников предполагает, что они образуются в результате столкновения родительского объекта с крупным объектом. Подобная модель позволяет удовлетворительно объяснить формирование двойных астероидов, системы Плутон- Харон, а также может быть непосредственно применена к объяснению процесса формирования системы Земля- Луна.

Исследование Штерна поставило под сомнение ряд положений этой теории. В частности, для образования объектов необходимы столкновения с энергией, которые весьма маловероятны с учётом возможного количества и массы объектов пояса Койпера как в его исходном состоянии, так и в современном.

Отсюда следуют два возможных объяснения - либо формирование двойных объектов происходило не в результате столкновений, либо коэффициент отражения поверхности объектов Койпера (с его помощью определяется их размер) существенно недооценен.

Разрешить дилему, по мнению Штерна, поможет новый космический инфракрасный телескоп НАСА SIRTF (Space Infrared Telescope Facility), запуск которого произошёл в 2003 году.

Астероиды. Столкновения с Землей и прочими космическими телами

Время от времени астероиды могут сталкиваться с космическими телами: планетами, Солнцем, другими астероидами. Сталкиваются они и с Землёй.

К настоящему времени на поверхности Земли известно более 170 крупных кратеров - астроблем («звёздных ран»), которые являются местам падения небесных тел. Самый крупный кратер, для которого с большой вероятностью установлено внеземное происхождение - Вредефорт в ЮАР, с диаметром до 300 км. Образовался кратер в результате падения астероида с диаметром около 10 км более 2 млрд. лет назад.

Вторым по размерам является ударный кратер Садбери в канадской провинции Онтарио, образовавшийся при падении кометы 1850 млн. лет назад. Его диаметр - 250 км.

На Земле известно ещё 3 ударных метеоритных кратера с диаметром более 100 км: Чиксулуб в Мексике, Маникуаган в Канаде и Попигай (Попигайская котловина) в России. С кратером Чиксулуб связывают падение астероида, послужившего 65 млн. лет назад причиной мел-палеогенового вымирания.

В настоящее время учёные считают, что небесные тела, по размерам равные чиксулубскому астероиду, падают на Землю примерно раз в 100 млн.лет. Тела меньшего размера падают на Землю гораздо чаще. Так, 50 тыс. лет назад, т.е. уже во времена, когда на Земле жили люди современного типа, в штате Аризона (США) упал небольшой астероид диаметром около 50 метров. При ударе образовался кратер Бэрринджер диаметром 1,2 км в поперечнике и 175 м в глубину. В 1908 году в районе р.Подкаменная Тунгуска на высоте 7 км. взорвался болид диаметром несколько десятков метров. На счёт природы болида до сих пор нет единого мнения: часть учёных полагают, что над тайгой взорвался небольшой астероид, другая часть полагает, что причиной взрыва послужило ядро кометы.

10 августа 1972 года над территорией Канады очевидцами наблюдался огромный огненный шар. По всей видимости речь идёт об астероиде с диаметром в 25 м.

23 марта 1989 года на расстоянии 700 тыс.км от Земли пролетел астероид 1989 FC диаметром около 800 метров. Самое интересное, что обнаружили астероид лишь после его удаления от Земли.

1 октября 1990 года над Тихим океаном взорвался болид диаметром 20 метров. Взрыв сопровождался очень яркой вспышкой, которая была зафиксирована двумя геостационарными ИСЗ.

В ночь с 8 на 9 декабря 1992 года мимо Земли многие астрономы наблюдали прохождение астероида 4179 Тоутатис диаметром около 3 км. Мимо Земли астероид проходит каждые 4 года, поэтому у вас тоже есть возможность исследовать его.

В 1996 году полукилометровый астероид прошел на расстоянии 200 тыс.км от нашей планеты.

Как можно видеть по этому далеко не полному списку, астероиды на Земле гости довольно частые. По некоторым оценкам астероиды с диаметром более 10 метров вторгаются в атмосферу Земли ежегодно.

– это каменные и металлические объекты, которые вращаются вокруг , но слишком не значительные по размерам, чтобы считаться планетами.
Астероиды варьируются в размерах от Цереры, которая имеет диаметр около 1000 км, до размера обычных камней. Шестнадцать известных астероидов имеют диаметр 240 км и более. Их орбита эллиптическая, пересекает орбиту и доходит до орбиты . Большинство астероидов, однако, содержащиеся в главном поясе, который расположен между орбитами и . Некоторые имеют орбиты, которые пересекаются с Земной, а некоторые даже сталкивались с Землей в прошлом.
Один из примеров метеоритный кратер Barringer вблизи Уинслоу, штат Аризона.

Астероиды это материалы, оставшиеся от формирования солнечной системы. Одна из теорий предполагает, что они являются остатками планеты, которая была разрушена во время столкновения достаточно давно. Скорее всего, астероиды – это материал, который не смог сформироваться в планету. В самом деле, если предполагаемую общую массу всех астероидов собрать в единый объект, объект будет меньше, чем 1500 километров в диаметре, это меньше, чем половина диаметра нашей Луны.

Большая часть нашего понимания об астероидах происходит от изучения кусков космического мусора, которые попадают на поверхность Земли. Астероиды, которые находятся на пути к столкновению с Землей, называют метеорами. Когда метеор входит в атмосферу на большой скорости, трение разогревает его до высоких температур, и он сгорает в атмосфере. Если метеор не сгорает полностью, то, что осталось, попадает на поверхность Земли и называется метеоритом.

Как минимум 92,8 процентов метеоритов состоят из силиката (камень), и на 5,7 процента состоят из железа и никеля, а остальные представляют собой смесь из трех указанных материалов. Каменные метеориты наиболее трудно найти, поскольку они очень похожи на земные породы.

Поскольку астероиды – это материал из очень ранней Солнечной системы, ученые заинтересованы в изучении их состава. Космические аппараты, которые перелетели через пояс астероидов обнаружили, что пояс, достаточно разряженный и астероиды разделены большими расстояниями.

В октябре 1991 года, космический аппарат Галилео приблизился к астероиду 951 Гаспра и передал впервые в истории высокоточное изображение Землю. В августе 1993 года аппарат Галилео сделал близкое сближение с астероидом 243 Ида. Это был второй астероид, который посетил космический аппарат. Оба Гаспра и Ида классифицируются как S-тип астероидов, они состоят из богатых металлами силикатов.

27 июня 1997 года космический аппарат NEAR прошел недалеко от астероида 253 Матильда. Это впервые позволило передать на Землю общий вид астероида богатого углеродами, принадлежащему к C-типу астероидов.

> Астероиды

Все про астероиды для детей: описание и объяснение с фото, интересные факты, что такое астероид и метеориты, пояс астероидов, падение на Землю, типы и имя.

Для самых маленьких важно запомнить, что астероид представляет собою небольшой каменный объект, лишенный воздуха, вращающийся вокруг звезды и обладающий недостаточным размером, чтобы претендовать на звание планеты. Родители или учителя в школе могут объяснить детям , что общая масса астероидов уступает земной. Но не стоит думать, что их размер не представляет угрозы. В прошлом многие из них врезались в нашу планету, и это может повториться. Именно поэтому исследователи постоянно изучают эти объекты, вычисляя состав и траекторию. И если на нас мчится опасный космический камень, то уж лучше подготовиться.

Формирование астероидов - объяснение для детей

Начать объяснение для детей можно с того, что астероиды – это остаточный материал после образования нашей системы 4.6 миллиарда лет назад. Когда формировался , то он просто не позволял появляться другим планетам в промежутке между собою и . Из-за этого мелкие объекты там сталкивались и превращались в астероиды.

Важно, чтобы дети поняли этот процесс, ведь ученые с каждым днем все глубже погружаются в прошлое. В последнее время фигурировало две теории: модель Ниццы и Grand Tack. Они полагают, что прежде чем остановиться на привычных орбитах, газовые гиганты путешествовали по системе. Это движение могло вырвать астероиды из главного пояса, изменяя его первоначальный вид.

Физические характеристики астероидов - объяснение для детей

Астероиды отличаются по размерам. Некоторые могут достигать объема Цереры (940 км в ширине). Если брать самый маленький, то это был 2015 TC25 (2 метра), пролетевший недалеко от нас в октябре 2015 года. Но дети могут не переживать, так как в ближайшем будущем у астероидов мало шансов, чтобы направиться к нам.

Практически все астероиды сформировались в неправильной форме. Хотя наиболее крупные могут приближаться к сфере. На них заметны углубления и кратеры. Например, у Весты есть огромнейший кратер (460 км). Поверхность большинства усеяна пылью.

Астероиды также обходят звезду по эллипсу, поэтому на своем пути совершают хаотичные кувырки и обороты. Для самых маленьких будет интересно услышать, что у некоторых есть небольшой спутник или же две луны. Бывают двоичные или двойные астероиды, а также тройные. Они примерно одинакового размера. Астероиды могут эволюционировать, если их схватит планета своей гравитацией. Тогда они наращивают массу, выходят на орбиту и превращаются в спутники. Среди кандидатов: и (марсианские спутники), а также большая часть спутников у Юпитера, и .

Они отличаются не только по размерам, но и формам. Бывают твердыми кусками или же мелкими обломками, связанными вместе гравитацией. Между Ураном и Нептуном есть астероид, обладающий собственной системой колец. А еще один наделен шестью хвостами!

Средний температурный показатель достигает -73°C. В течение миллиардов лет они существуют практически без изменений, поэтому важно исследовать их, чтобы взглянуть на первобытный мир .

Классификация астероидов - объяснение для детей

Объекты расположены в трех зонах нашей системы. Большая часть сгруппирована в гигантском кольцевидном участке между орбитами Марса и Юпитера. Это главный пояс, насчитывающий более 200 астероидов с диаметром в 100 км, а также от 1.1-1.9 миллионов с диаметром в 1 км.

Родители или в школе должны объяснить детям , что в поясе обитают не только астероиды Солнечной системы. Ранее Церера считалась астероидом, пока ее не перенесли в класс карликовых планет. Более того, не так давно ученые выявили новый класс – «астероиды основного пояса». Это небольшие каменные объекты с хвостами. Хвост появляется, когда они врезаются, распадаются или же перед вами скрытая комета.

Очень много камней находится за чертой главного пояса. Они собираются возле больших планет в определенных местах (точка Лагранжа), где солнечная и планетная гравитации находятся в балансе. Больше всего представителей – троянцы Юпитера (по численности практически достигают количества пояса астероидов). Также они есть у Нептуна, Марса и Земли.

Околоземные астероиды вращаются ближе к нам, чем . Амуры подходят близко по орбите, но не пересекаются с земной. Аполлоны пересекаются с нашей орбитой, но большую часть времени располагаются в отдалении. Атоны также пересекают орбиту, но находятся внутри нее. Ближе всех расположены атиры. По данным Европейского космического агентства нас окружают 10000 известных околоземных объектов.

Кроме разделения по орбитам, они еще бывают трех классов по составу. С-тип (углеродистый) – серый и занимает 75% известных астероидов. Скорее всего, формируются из глины и каменистых силикатных пород и населяют внешние зоны главного пояса. S-тип (кремнезем) – зеленый и красный, представляют 17% объектов. Созданы из силикатных материалов и никель-железа и преобладают во внутреннем поясе. М-тип (металлические) – красные и составляют остальную часть представителей. Состоят из никель-железа. Конечно, дети должны знать, что есть еще много разновидностей, основанных на композиции (V-тип – Веста, обладающая базальтовой вулканической корой).

Астероидная атака - объяснение для детей

С момента формирования нашей планеты прошло 4.5 миллиардов лет и падение астероидов на Землю было частым явлением. Чтобы нанести серьезный ущерб Земле, астероид должен достигать в ширину ¼ мили. Из-за этого в атмосферу поднимется такое количество пыли, которое сформирует условия «ядерной зимы». В среднем сильные удары происходят раз в 1000 лет.

Меньшие объекты падают с периодичностью в 1000-10000 лет и могут разрушить целый город или создать цунами. Если астероид не достиг 25 метров, то вероятнее всего сгорит в атмосфере.

В космическом пространстве путешествуют десятки потенциальных опасных ударников, за которыми постоянно следят. Некоторые довольно близко подходят, а другие рассматривают такую возможность в будущем. Чтобы успеть среагировать, должен быть запас в 30-40 лет. Хотя сейчас все больше говорят о технологии борьбы с такими объектами. Но есть опасность пропустить угрозу и тогда просто не останется времени на реакцию.

Важно объяснить для самых маленьких , что возможная угроза таит в себе и пользу. Ведь когда-то именно астероидный удар стал причиной нашего появления. При образовании планета была сухой и бесплодной. Падающие кометы и астероиды оставляли на ней воду и прочие молекулы на основе углерода, что позволило сформироваться жизни. В процессе формирования Солнечной системы объекты стабилизировались и позволили закрепиться современным формам жизни.

Если астероид или его часть падает на планету, то его называют метеоритом.

Состав астероидов - объяснение для детей

• Железные метеориты: железо (91%), никель (8,5%), кобальт (0,6%).
• Каменные метеориты: кислород (6%), железо (26%), кремний (18%), магний (14%), алюминий (1,5%), никель (1,4%), кальций (1,3%).

Открытие и имя астероидов - объяснение для детей

В 1801 году священник из Италии Джузеппе Пьяцци занимался созданием звездной карты. Совершенно случайно между Марсом и Юпитером он заметил первый и крупный астероид Церера. Хотя сегодня это уже карликовая планета, ведь на ее массу приходится ¼ масса всех известных астероидов в основном поясе или рядом.

В первую половину 19 века нашли очень много таких объектов, но все относили к разряду планет. Только в 1802 году Уильям Гершель предложил слово «астероид», хотя остальные продолжали именовать их «малыми планетами». К 1851 году нашли 15 новых астероидов, поэтому пришлось изменить и принцип наименования, добавив цифры. Например, Церера стала (1) Церера.

Международный астрономический союз не проявляет строгости в наименовании астероидов, поэтому сейчас можно найти объекты, названные в честь Спока из «Звездного пути» или рок-музыканта Фрэнка Хаппы. 7 астероидов назвали в честь экипажа корабля Колумбия, погибших в 2003 году.

Также к ним прибавляются цифры – 99942 Апофис.

Исследования астероидов - объяснение для детей

Впервые крупным планом снял астероиды корабль Галилео в 1991 году. В 1994 году ему также удалось отыскать спутник на орбите астероида. Долгое время НАСА изучало околоземной объект Эрос. После долгих раздумий они решили отправить на него аппарат. NEAR совершил удачную посадку, став первым в этом плане.

Хаябуса стал первым аппаратом, который сел и взлетел с астероида. Он отправился в 2006 году и вернулся в июне 2010 года, привезя с собою образцы. НАСА запустили миссию Dawn (Рассвет) в 2007 году, чтобы изучить Весту в 2011. Через год они отправились с астероида к Церере и достигли ее в 2015. В сентябре 2016 года НАСА отправили OSIRIS-REx, чтобы исследовать астероид Бенну.

Астероиды представляют собой небольшие каменистые миры, вращающиеся в космическом пространстве вокруг нашего Солнца. Они имеют слишком маленький размер, чтобы называться планетами. Они также известны как планетоиды или маленькие планеты. В общей сложности, масса всех астероидов меньше чем масса земной Луны. Однако это их размер и сравнительно небольшая масса, не делает их безопасными космическими объектами. Многие их них падали на поверхность Земли в прошлом и будут падать в будущем. Это одна из причин, почему астрономы изучают астероиды и готовы узнать их орбиты движения и физические характеристики.

Большинство астероидов находиться в огромном кольце между орбитами Марса и Юпитера. Более широко это место известно под названием Главный пояс астероидов. Ученые подсчитали, что в поясе астероидов содержится около 200 астероидов размером более 100 километров в диаметре, более 75 000 астероидов с диаметром более 1 километра и миллионы более мелких тел.

Приблизительное количество астероидов N с диаметром больше чем D

D	100 м	300 м	1 км	3 км	10 км	30 км	50 км	100 км	300 км	500 км	900 км
N	25 000 000	4 000 000	750 000	200 000	10 000	1100	600	200	5	3	1

Однако не все объекты в главном поясе астероидов являются астроидами - недавно там были обнаружены кометы, кроме того там находиться Церера, астероид которому из-за своих размеров подняли статус до карликовой планеты.

Расположение, как и размер астероидов, также может отличаться. Например, астероиды под названием Трояны находятся вдоль орбитальной траектории Юпитера. Астероиды из группы Амуры и Аполлоны из-за своего близкого расположения к центру Солнечной системы, могут пересекать орбиту Земли.

Как формируются астероиды?

Астероиды являются остаточным материалом после процесса формирования нашей Солнечной системы около 4,6 млрд лет назад.

Процесс их формирования аналогичен процессу формирования планет, но до того момента пока Юпитер не набрал свою текущую массу. После этого более 99% всей массы образовавшихся астероидов было выброшено за пределы главного пояса гравитационным влиянием Юпитера. Оставшийся 1 % это то что мы наблюдаем в главном поясе астероидов.

Как классифицируются астероиды?

Астероиды классифицируются в зависимости от расположения орбиты его движения и элементов из которых они состоят. В настоящее время точно выделено три основных класса астероидов в зависимости от их химического состава.

C - класс: К этому классу принадлежит более 75 % известных астероидов. В их составе в большом количестве присутствует углерод и его соединения. Такой тип астероидов широко распространен во внешней области Главного пояса астероидов;

S - класс: На этот тип астероидов приходиться около 17% известных астероидов, которые в основном расположены во внутреннее области пояса астероидов. Их основой служит каменистая порода.

M - класс: Данный тип астероидов состоит в основном из металлических соединений и занимает оставшуюся часть известных астероидов.

Хочется отметить, что приведенная выше классификация охватывает большинство астероидов. Но существуют и другие довольно редкие виды.

Особенности астероидов.

Астероиды могут сильно разниться по размерам. Церера — самый большой представитель главного пояса астероидов имеет размер около 940 километров в диаметре. Один из самых маленьких представителей пояса получивший название 1991 BA был найден в 1991 году и составляет всего 6 метров в диаметре.

10 первых открытых астероидов

Почти все астероиды имеют неправильную форму. Только самые крупные, приближенно имеют сферическую форму. Чаще всего, их поверхность полностью покрыта кратерами - например, на Весте есть кратер с диаметров около 460 километров. Поверхность большинства астероидов покрыта глубоким слоем космической пыли.

Большинство астероидов спокойно вращаются по эллиптическим орбитам вокруг Солнца, но это не мешает отдельным представителям создавать более хаотичные траектории своего движения. В настоящее время астрономам известно около 150 астероидов, которые имеют небольшие спутники. Также существуют бинарные или двойные астероиды примерно одинакового размера вращающиеся вокруг созданного ими центра масс. Ученым также известно существование тройных систем астероидов.

По мнению ученых многие астероиды в процессе становления Солнечной системы были захвачены гравитационным притяжением других планет. Так в качестве примера можно привести луны Марса - Деймос и Фобос, которые в далеком прошлом вероятнее всего являлись астероидами. Такая же история могла произойти с большинством мелких лун расположенных на орбитах вокруг газовых гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

Температура на поверхности большинства астероидов не превышает -73 градусов по Цельсию. Астероиды в своем большинстве оставались нетронутыми космическими телами на протяжении миллиардов лет. Этот факт позволяет ученым, проводя их исследования понять и изучить процесс формирования и эволюции Солнечной системы.

Опасны ли астероиды для Земли?

С тех пор как образовалась Земля 4,5 млрд лет назад, астероиды постоянно падали на ее поверхность. Однако падение крупных объектов является довольно редким событием.

Падение астероидов с размером около 400 метров в диаметре может привести к глобальной катастрофе на Земле. Исследователи подсчитали, что падение астероида подобного размера сможет поднять в атмосферу достаточно пыли для создания «ядерной зимы» на Земле. Падение таких объектов случается в среднем один раз в 100 000 лет.

Небольшие астероиды, которые могут уничтожить например город или вызвать огромное цунами но не приведет к катастрофе мирового характера, падают на Землю чуть чаще, примерно каждые 1000 - 10000 лет.

Последним ярким примером, является падение астероида диаметров около 20 метров в Челябинской области. В результате удара его поверхность образовалась ударная волна, от которой пострадало более 1600 человек, большинство от выбитых стекол. Общая мощность взрыва по разным оценкам составила порядка 100 - 200 килотонн в тротиловом эквиваленте.

Полезные статьи которые ответят на большинство интересных вопросов о астероидах.

Объекты глубокого космоса

Астероидом, называют сравнительно небольшое, каменистое космическое тело, похожее на планету Солнечной системы. Множество астероидов вращается вокруг Солнца, а самое большое их скопление, расположено между орбитами Марса и Юпитера и называется поясом астероидов. Здесь же, находится самый большой, из известных астероидов – Церера. Его размеры составляют 970х940 км, т. е. практически округлую форму. Но есть и такие, чьи размеры, сопоставимы с частицами пыли. Астероида, как и кометы – это остатки того вещества, из которых миллиарды лет назад формировалась наша Солнечная система.

Ученые предполагают, что в нашей галактике можно найти более полумиллиона астероидов диаметром больше 1,5 километров. Последние исследования показали, что метеориты и астероиды имеют схожий состав, поэтому астероиды вполне могут быть теми телами, из которых образуются метеориты.

Изучение астероидов

Изучение астероидов, датируется 1781 годом, после того как Ульям Гершель открыл миру планету Уран. В конце 18-го века Ф. Ксавер собрал группу известных ученых-астрономов, которая искала планету. По расчетам Ксавера должна была находиться между орбитами Марса и Юпитера. Сначала поиск не давал ни каких результатов, но в 1801 году, был обнаружен первый астероид – Церера. Но его открывателем стал итальянский астроном Пиацци, который даже не входил в состав группы Ксавера. В последующие несколько лет, были обнаружены еще три астероида: Паллада, Веста и Юнона, а затем поиски прекратились. Лишь спустя 30 лет, проявивший интерес к исследованию звездного неба Карл Людовик Хенке, возобновил их поиски. С этого периода, астрономы обнаруживали не менее одного астероида в год.

Характеристики астероидов

Классифицируют астероиды по спектру отраженного солнечного света: 75% из них очень темные углистые астероиды класса С, 15% — серовато-кремнистые класса S, а в оставшиеся 10% входят металлические класса М и несколько других редких видов.

Неправильная форма астероидов подтверждается еще и тем, что их блеск достаточно быстро падает с ростом фазового угла. Из-за большого расстояния от Земли и своих малых размеров, получить более точные данные об астероидах достаточно проблематично.Сила тяжести на астероида настолько мала, что не в состоянии придать им шарообразную форму, характерную для всех планет. Такая сила тяжести позволяет разбитым астероидам существовать виде отдельных блоков, которые удерживаются возле друг друга, не соприкасаясь. Поэтому только крупные астероиды, избежавшие столкновения с телами средних размеров, могут сохранять шарообразную форму, приобретенную в период формирования планет.