Астероиды представляют собой наиболее простые и мелкие, по космическим меркам, твердые небесные тела. Иногда они прилетают на землю, поэтому даже первобытные люди могли прикоснуться к этим пришельцам из Солнечной системы. В переводе с греческого астероид означает «подобный звезде». Знание природы этих космических странников может не только помочь людям узнать больше о происхождении планет, но и предупредить опасность рокового столкновения.
Оглавление
Возникновение астрономического термина
В конце 18-го века, астрономом английского короля Георга III был известный ученый Уильям Гершель. В официальной науке считается, что именно ему принадлежит первое упоминание астрономического термина «астероид» в 1802 году. Хотя, по мнению других исследователей, употребить греческое слово мог сын другого известного астронома Чарльза Берни, который происходил из Греции. Ассоциация космических объектов с маленькими звездочками была вызвана тем, что они именно таким образом выглядели в объективе телескопа. Однако эти малые планеты были похожи на плоские диски. К разряду астероидов ученые относят небесные тела, диаметр которых находится в переделах от 30 м до 1000 км.
Как астероидам присваивают имена?
Первые исследователи и открыватели астероидов давали им названия из классической греческой мифологии. Со временем античных наименований уже не хватало и в словаре астрономов появлялись все новые наименования небольших космических объектов. Причем, тела с правильными орбитами получали романтические женские имена. Астероиды, обладающие странными траекториями, своими названиями причислялись к мужскому роду.
Для упорядочения классификации и изучения малых небесных тел, количество которых бесконечно, приняты определенные правила. Дать название можно только тому небесному карлику, орбита которого точно определена и вычислена. В некоторых случаях такие изыскания могут занять несколько лет. Дата регистрации астероида отражается в буквенном и цифровом сопровождении названия. При этом буквы означают месяц, а цифры соответственно год фиксации небесного тела в астрономической науке.
Образование малых тел
Во Вселенной вращаются все тела, как большие так и совсем малые. Изучение астероидов может пролить свет на процесс образования планет. На их примере можно видеть, что малые образования из пыли и газов во время вращения притягивают к своей поверхности все новые твердые частицы. Их было очень много, когда Солнечная система только появилась. Достаточно крупным телам хватило массы, чтобы внутри у них появилось ядро из расплавленной лавы. Многие из мелких твердых образований легко преодолевают притяжение даже таких газовых гигантов, как Юпитер, и оказываются за пределами своей системы, пускаясь в свободное путешествие по открытому космосу.
Состав, параметры и формы астероидов
Малые небесные тела состоят из различных химических элементов. Среди них встречаются очень редкие экземпляры, обладающие специфическими свойствами. Чаще всего астрономы наблюдают астероиды 3-х главных видов. Среди них – тела класса С, состоящие из черного углерода с красноватым оттенком, количество которых доходит до 75% от всего известного количества. Слабый отражающий эффект затрудняет их обнаружение в просторах космоса, и по гипотезам их процент может быть гораздо больше, особенно в астероидных поясах: главном поясе и поясе Койпера. Далее — металлические крепыши, относящиеся к классу M, имеют высокое содержание железа и никеля. В крупных скоплениях малых небесных тел они обычно держатся в центральной части. Затем, твердые силикатные образования класса S, на поверхности которых не обнаружено углерода, зато есть фрагменты металлов.
Большее количество астероидов обладает средними размерами, которые колеблются в пределах между сотнями метров и несколькими километрами. Самыми крупными телами данного вида являются астероиды с диаметром более 500 км. Для определения габаритов малых небесных тел астрономы используют такие методы, как тепловая радиометрия, радиолокация, поляриметрия и спектральная интерферометрия.
Небольшая сила притяжения не позволяет астероидам принять достаточно правильную шарообразную форму. Изгибы поверхности хорошо видны по неравномерности блеска, который уменьшается по мере увеличения фазового угла. Лишь самым крупным из астероидов вращение придает более или менее округлую форму, которую они могут сохранять без серьезных столкновений с другими твердыми образованиями.
Классификация по орбитам
Одним из самых важных аспектов в изучении малых небесных тел является определение их орбит. Наибольшее количество астероидов вращается вокруг Солнца, оставаясь в пределах внешней границы пояса. Скорость их движения составляет около 20 км за секунду, а полный оборот вокруг центра системы может происходить за временной промежуток, входящий в 3 года или 9 лет. На мелкие космические тела воздействует гравитация планет солнечной системы, особенно такой крупной, как Юпитер. Из-за влияния более объемных соседей, орбиты астероидов изменяются. Иногда между ними происходят столкновения, в результате которых появляются группы мелких обломков, объединенных в своеобразные семейства по инерции орбитального движения. Известны особенно крупные скопления, среди которых Веста (около 6 тысяч мелких частей), Флора (примерно 7,5 тысяч фрагментов) и Эос (насчитывает более 4,7 тысяч объектов). Кроме того, мелкие космические объекты объединяются в различные группы, которые обладают похожими характеристиками наклона орбиты и степенью ее эксцентриситета.
Спектральная классификация
Характеристика небесных тел малых размеров, наблюдаемых с Земли, для удобства изучения была объединена в своеобразную систему. Классификация различных по величине астероидов основана на спектральном анализе. Метод был введен в астрономию в 1975 году, но с тех пор претерпел множество изменений, связанных с совершенствованием аппаратуры и способа ведения расчетов. В настоящее время существуют следующие классы астероидов:
- А – в своем видимом сегменте тела обладают красноватым оттенком и высокой отражающей способностью.
- B – их относят к темным углеродным малым небесным телам, которые могут поглощать волны больше 0,5 мКм, при высокой степени альбедо голубого цвета.
- C – более 3\4 от всех астероидов ученые относят к данному типу углеродных образований, которые имеют темно-серый оттенок и сравнительно большую массу.
- D – отличаются рассеянными красными спектральными характеристиками с низким порогом альбедо, который составляет около 0,05 единиц.
- E – относятся к редкому виду малых небесных тел с энстатитовой поверхностью.
- F – по составу близки к углеродистым астероидом, но совершенно лишены специфических «водных» следов.
- G – активно поглощают солнечные лучи, обладая низкой отражательной способностью.
- M – представляют собой почти полностью металлические соединения.
- P — отличаются рассеянным красноватым поглощающим спектром.
- S – относятся к достаточно обширной группе силикатных астероидов.
- Q – по характерным линиям спектра показывают наличие в поверхности пироксена и оливина.
- R – имеют красный спектр ультрафиолетового поглощения с расплывчатыми контурами.
- T – показывают красный поглощающий спектр с волной около 0,85 мКм, с низкой отражающей способностью.
- V – группа астероидов с высоким процентом пироксена и ярким свечением поверхности, благодаря содержанию железа и силикатов.
- J – предположительно происходят из большого астероидного семейства Весты.
В современной науке определение состава астероида только на основании спектрального анализа не пользуется популярностью, из-за неудовлетворительной точности.
Крупнейшие из изученных астероидов
Самым большим из малых небесных тел нашей Солнечной системы является астероид по имени Паллада, масса которого составляет 210 квадриллионов тонн, а диаметр – 532 км. Космическое тело из скальной породы с металлическим ядром называется Веста, а его диаметр измеряется в 530 км. Следующей по объему является Гигея, со средним диаметром неровного контура 470 км. Редкий для Солнечной системы класс F представлен гигантом под названием Интерамния, диаметр которого составляет около 326 км. Масса астероида Европа, с растянутой эллиптической околосолнечной орбитой, определена в 16,5 квадриллионов тонн, при диаметре 302 км. Крупное небесное тело Сильвия, диаметром 232 км, вращается вместе с двумя небольшими спутниками. Неравномерные контуры астероида Евфросина имеют среднюю величину диаметра в 255 км.
История исследования астероидов
Активное изучение астрономами пространства между Марсом и Юпитером в конце 18 века было вызвано поиском орбиты предполагаемого крупного небесного тела. Вместо несуществующей планеты был открыт Уран, а также произведены расчеты координат всех известных планет в зафиксированный отрезок времени. По изменения показаний координат в дальнейшем можно было определять степень смещения небесных тел относительно предыдущего положения.
В первый день 19 века исследователь звездного неба Пиацци обнаружил небольшое небесное тело, которым оказался астероид, названный Церера. В тот же исторический период были открыты и классифицированы такие крупные небесные тела, как Веста, Паллада и Юнона. Выяснив, что астероиды не имеют принципиального научного значения, астрономы на протяжении многих лет перестали обращать на них внимание. Только в середине 19 века исследования были возобновлены известным немецким ученым Хенке. Он обнаружил и дал характеристику небольшому астероиду, названному именем Астея. С тех пор каждый год приносит в астрономию все новые имена малых небесных тел, вновь открытых и изученных астрономами всего мира. Появление все новых способов космического фотографирования позволило использовать метод сверхдлинного экспонирования, при котором движение небесных тел оставляет на снимках светлый след. Благодаря внедрению инноваций, только одному астроному Максу Вольфу удалось в одиночку зафиксировать и описать около 250 малых астероидов.
Изучение астероидов в настоящее время
Благодаря все более подробному изучению физико-химических свойств астероидов, современная наука расширяет познания в области строения и происхождения Вселенной. Особое внимание уделяется составу веществ, из которых образуются малые небесные тела. Множество астероидов было изучено астрономами, прежде чем в 21 веке, на одном из них удалось обнаружить значительное количество льда. Уникальная находка дает основание предположить, что вода на Земле появилась из космоса, во время столкновения планеты с одним из астероидов. Такой способ переноса химических соединений говорит о том, что уникальные условия на планетах Солнечной системы могут изменяться, благодаря свободно блуждающим малым космическим объектам. Астероиды содержат редкие металлы, углеродистые и водородные соединения.
Вычисление скорости и орбит вращения помогает рассчитывать траекторию движения небесных тел, что очень важно для предотвращения столкновения с одним из них. Неожиданность такой встречи может иметь огромные катастрофические последствия для человечества, но ученые работают над созданием космической техники, способной менять направление движения малых объектов.
