Астероиды
Небольшое планетоподобное тело Солнечной системы (малая планета). Самый большой из них Церера, имеющий 932 км в поперечнике. Астероиды по размерам сильно различаются, самые маленькие из них не отличаются от частиц пыли. Несколько тысяч астероидов известно под собственными именами. Полагают, что насчитывается до полумиллиона астероидов с диаметром более полутора километров. Однако общая масса всех астероидов меньше одной тысячной массы Земли. Большинство орбит астероидов сконцентрировано в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера на расстояниях от 2,0 до 3,3 а.е. от Солнца. Имеются, однако, и астероиды, чьи орбиты лежат ближе к Солнцу, типа группы Амура, группы Аполлона и группы Атена. Кроме того, имеются и более далекие от Солнца, типа центавров. На орбите Юпитера находятся троянцы, которых открыто уже более 1560 (первый открыт в 1906 году). 21 августа 2001 года открыл маленький астероид 2001 QR322 на орбите Нептуна. Через год стало ясно, что это первый "троянец" газового гиганта.
На 2 октября 2001г астрономы всего мира наблюдали 146.677 астероидов. Орбиты 30.716 из них определены и они получили собственные номера. Для остальных почти 116 тысяч, следовательно, еще предстоит "пройти" процедуру нумерации. Имена присвоены 8.914 астероидам.
Все началось 1 января 1801 года, когда итальянский астроном Джованни Пиацци (Giovani Piazzi) открыл первый астероид (1) Ceres. Вторую малую планету - (2) Pallas - удалось обнаружить 28 марта 1802 года немецкому астроному Х.В.Ольберсу (H.V.Olbers). Третью - (3) Juno - открыл 1 сентября 1804 года немецкий астроном К.Гардинг (K.Harding). Четвертую - (4) Vesta - открыл 29 марта 1807 года все тот же Х.В.Ольбертс.
Затем наступил перерыв на 38 лет, когда астрономам не удавалось сделать новых открытий. Лишь 8 декабря 1845 года немцу К.Л.Хенке (K.L.Hencke) удалось отыскать на звездном небе астероид (5) Astraea. Дальше открытия посыпались как из рога изобилия. В 1847 году были открыты малые планеты (6) Hebe, (7) Iris и (8) Flora, в 1848 году - (9) Metis, в 1849 году - (10) Hugiea, в 1850 году - (11) Parthenope, (12) Victoria и (13) Egeria, в 1851 году - (14) Irene и (15) Eunomia, и так далее с нарастающими темпами.
К 1 января 1901 года число открытых астероидов составило 463. В минувшем веке темпы открытий еще более увеличились. За первое десятилетие были открыты 270 малых планет, за второе - 245, за третье - 340, за четвертое - 627.
"Галилео" (справа) передал на Землю показанное слева изображение астероида Гаспра в октябре 1991 г. Условные цвета подчеркивают контрасты изображения. Размеры астероида - 20 x 12 x 11км ; видны кратеры размером всего в 100 м.
К 1 января 1951 года количество найденных астероидов составило 2153. Сколько открытий удалось сделать за вторую половину ХХ века, легко подсчитать. Причем 2/3 новых астероидов удалось обнаружить за последние три года.
Астероиды могут быть классифицированы по спектру отраженного солнечного света: 75% из них очень темные углистые астероиды типа С, 15% - сероватые кремнистые астероиды типа S, а оставшиеся 10% включают астероиды типа М (металлические) и ряд других редких типов. Классы астероидов связаны с известными типами метеоритов. Имеется много доказательств, что астероиды и метеориты имеют сходный состав, так что астероиды могут быть теми телами, из которых образуются метеориты. Самые темные астероиды отражают 3 - 4% падающего на них солнечного света, а самые яркие - до 40%. Многие астероиды регулярно меняют яркость при вращении. Вообще говоря, астероиды имеют неправильную форму. Самые маленькие астероиды вращаются наиболее быстро и очень сильно различаются по форме. Космический аппарат “Галилео” при полете к Юпитеру прошел мимо двух астероидов, Гаспра (29 октября 1991г) и Ида (28 августа 1993г). Полученные детальные изображения позволили увидеть их твердую поверхность, изъеденную многочисленными кратерами, а также то, что Ида имеет небольшой спутник. И наконец 12 февраля 2001г американский межпланетный зонд “NEAR-Shoemaker” достиг поверхности астероида (433) Эрос (Eros) и проработал на поверхности до 1 марта 2001г.
Это изображение - наиболее детальная фотография естественного спутника, имеющегося у астероида 243 Ида, полученная электронной системой CCD АМC "Галилео" во время его сближения с астероидом 28 августа 1993 г. Каждый элемент изображения соответствует на поверхности спутника участку поперечником около 39 м. На спутнике астероида ясно видно более десятка кратеров (диаметром более 80 м). Большой кратер, расположенный на терминаторе, имеет в поперечнике около 300 м. Спутник похож на яйцо с размерами 1,2 x 1,4 x 1,6 км.
Первый спутник у астероида был замечен в 1993 году во время пролета межпланетного зонда "Galileo" мимо малой планеты (243) Ida. Спустя шесть лет спутник обрел собственное имя - Dactile. В последующие годы спутники были открыты у следующих астероидов: (3671) Dionysus, (45) Eugenia, (762) Pulcova, (90) Antiope, (87) Sylvia, (107) Camilla, (3749) Balam, 1998 WW31, 1999 KW4, (22) Kalliope, (617) Patroclus. На 1 января 2002г открыто двенадцать астероидов, имеющий спутник, причем у последних шести обнаружены в 2001г.
К середине апреля 2002г выяснилось, что одно из самых удаленных от Земли небесных тел в Солнечной системе, крупный представитель пояса Койпера- астероид 1998 WW31 является двойным. Иначе говоря, это два астероида, вращающиеся по эллиптическим орбитам вокруг общего центра масс.
Изучение 1998 WW31 с помощью орбитального телескопа “Hubble” позволило выяснить весьма любопытные подробности об этом небесном теле. Так, установлено, что период обращения “сладкой парочки” вокруг Солнца составляет 301 год, а период обращения вокруг центра масс двойной системы - 570 дней. Орбиты астероидов сильно вытянутые и расстояние между ними меняется в пределах от 4 до 40 тысяч километров.
28 сентября 2002г открыт спутник у астероида (121) Hermione. Сам астероид Hermione имеет диаметр 209 км, а его спутник- около 13 км. Новая пара - классический вариант малой планеты со спутником. Таковых в Солнечной системе пока найдено семь (вместе с последним открытием). В двух случаях, когда было объявлено об открытии спутников у астероидов (90) Antiope и (3749) Balam, правильнее говорить о двойной системе, так как небесные тела движутся вокруг общей точки масс, а не один вокруг другого.
С Земли можно получить информацию о трехмерной структуре астероидов с помощью большого радиолокатора Аресибской обсерватории. Астероиды, как полагают, являются остатками вещества, из которого сформировалась Солнечная система. Это предположение подкреплено тем, что преобладающий тип астероидов внутри пояса астероидов меняется с увеличением расстояния от Солнца. Столкновения астероидов, происходящие на больших скоростях, постепенно приводят к тому, что они разбиваются на мелкие части.
Центр имени Эймса опубликовал данные за 2001 год о поиске околоземных астероидов. По состоянию на 28 января 2002 года общее число пролетающих мимо Земли астероидов составляет 1743, в том числе 587 из них имеют размеры более 1 км. В 2001 году было открыто 433 околоземные малые планеты, причем 103 из них имеют размеры более 1 км (в 2000г -125 ).
"Лидером" в этом вопросе являлась автоматизированная система наблюдений LINEAR в Массачусетском технологическом институте, с помощью которой удалось обнаружить 269 астероидов (67 размером более 1 км). На втором месте другая автоматизированная система NEAT-P в Паломарской обсерватории - 59 (13). На третьем - LONEOS в Обсерватории Ловелла - 45 (12). На четвертом - NEAT-M в Обсерватории Мауи - 34 (10). На пятом - система Spacewatch-I в Обсерватории Китт-Пик - 17 (0). На шестом - Spacewatch-II в Китт-Пик - 5 (0). В других обсерваториях мира открыты еще 4 околоземных астероида, в том числе один с размером более 1 км.
Десять лет назад с помощью инфракрасного телескопа у звезды дзета-Зайца был обнаружен диск необычно теплой пыли. Дальнейшие исследования к 2002г показали, что, скорее всего, в этой пыли идет образование астероидов или планет, подобно тому, как это происходило в нашей собственной солнечной системе. Также вполне возможно, что этот теплый пылевой диск скрывает пояс астероидов. Звезда дзета-Зайца находится по космическим понятиям совсем рядом от нас - на расстоянии 70 световых лет. Ее масса вдвое превышает массу нашего Солнца. Известно также, что это очень молодая звезда, ей всего лишь 100 миллионов лет. По сравнению с ней наше Солнце очень древнее. Температура пылевых частиц, окружающих дзета-Зайца, составляет около 77 градусов С. А масса содержимого этого диска сравнима с массой Земли, то есть в 1000 раз больше, чем масса астероидного пояса в нашей солнечной системе. Однако самой большой неожиданностью для астрономов стало то, что пылевой диск с такими параметрами вообще не должен был бы находиться в этом месте. Он располагается так близко к самой звезде, что, по идее, все составляющие его частицы и частички материи должны были бы давно упасть на звезду дзета-Зайца под действием силы гравитационного притяжения. Значит, существует какой-то источник пополнения материи в пылевом диске.
В начале февраля 2003г с помощью автоматической системы поиска околоземных астероидов LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroid Research) при Массачусетском технологическом институте найден астероид, орбита которого полностью лежит внутри орбиты Земли. Это третье подобное небесное тело в Солнечной системе (после Венеры и Меркурия).
Малая планета получила обозначение 2003 CP20. Его размер не превышает 1 км. Для нашей планеты астероид опасности не представляет, так как никогда не приближается к Земле ближе, чем на 28,4 миллиона км.
Пояс астероидов - область Солнечной системы, расположенная на расстоянии от 2,0 до 3,3 а.е. от Солнца, где лежит подавляющее большинство орбит астероидов. Внутри пояса имеются как области концентрации орбит, которые соответствуют группам и семействам астероидов, так и области, в которых астероидов практически нет (известные как пробелы Кирквуда). Пропорции различных типов астероидов в различных частях пояса заметно меняются. На внутреннем краю 60% астероидов составляют кремнистые, а 10% - углистые; на внешнем крае ситуация другая - 80% углистых и только 15% кремнистых. Пояс астероидов разделяет внутреннюю и внешнюю части Солнечной системы.
Пробелы Кирквуда Ненаселенные области в радиальном распределении астероидов, возникающие из-за соизмеримости и резонансов их периодов обращения с периодом обращения Юпитера. В распределении астероидов имеются заметные пустоты, соответствующие отношениям периодов 4:1, 3:1, 5:2, 7:3 и 2:1. Любые астероиды, находившиеся ранее на таких орбитах, подверглись бы регулярным возмущениям из-за гравитационного взаимодействия с Юпитером. Объяснение этого факта было дано Д. Кирквудом в 1857г. Однако на расстояниях больше 3 а.е. от Солнца подобные резонансы (в отношениях 3:2, 4:3 и 1:1) соответствуют уже не пустым промежуткам, а изолированным группам астероидов. Причины этого до сих пор полностью не поняты.
