Между орбитами Марса и Юпитера находится область с большим количеством астероидов – небольших объектов, которые наравне с планетами, совершают свое путешествие вокруг Солнца. Эта область носит название Главного пояса астероидов (asteroid belt).
Оглавление
Общие сведения
На настоящий момент в поясе насчитывается около 300 тысяч объектов. Однако, это только те астероиды, что удалось обнаружить, а значит, они достаточно массивны. По предварительным расчетам, их там может быть около миллиона, или больше.
Хоть эта область и носит название «пояса астероидов», плотность объектов там незначительная. Космический аппарат вряд ли сможет столкнуться хоть с каким-нибудь ее представителем. Большую часть пояса составляет пустота космоса.
Суммарная масса всего пояса составляет примерно 3400 квадриллионов тонн. При этом треть массы приходится на карликовую планету Цереру. Остальные объекты, которые меньше Цереры по массе, носят названия римских богинь. Ниже в таблице приведены данные для N самых крупных объектов.
Астероиды так же, как и планеты имеют вытянутые орбиты и при приближении к Солнцу их поверхность может нагреваться до 100°С.
Структура пояса астероидов
Пояс астероидов представляет собой кольцо. Внутренний радиус пояса составляет примерно 2 астрономических единицы (среднее расстояние между Землей и Солнцем), внешний – 3,37 астрономических единиц. Есть объекты, которые могу находиться и ближе, и дальше от Солнца, но 97% всей массы пояса находится в указанном диапазоне.
В большинстве своем, орбиты астероидов лежат в плоскости эклиптики. Но есть и такие, которые имеют отклонения в 30 градусов от эклиптики, например астероид Барселона.
В среднем, оборот вокруг Солнца пояса астероидов занимает 3 земных года. Но все зависит от скорости обращения, и находятся такие «медлители», которым требуется 6-8 лет.
Если вспомнить фантастические фильмы, то пролет через пояс астероидов представлялся для пилотов космических кораблей трудной задачей – необходимо было уворачиваться от каменных глыб в космосе. Но на деле, плотность пояса астероидов такая, что, пролетев сквозь него, вы вряд ли это заметите. Даже по самым грубым оценкам, расстояние между парой астероидов составляет более тысячи километров.
Щели Кирквуда
Астероиды в поясе расположены неравномерно. Существуют так называемые щели Кирквуда – по фамилии американского астронома Дэниеля Кирквуда, которые в 1866 году впервые их обнаружил.
Эти щели представляют собой пустые орбиты внутри пояса, на которых практически ничего нет. Всего таких щелей открыто четыре.
Природа их появления связана с гигантом Солнечной системы – Юпитером.
Существует такое понятие, как орбитальный резонанс. Ему подвержены все планеты в Солнечной системе, в том числе и астероиды.
Так вот, именно из-за орбитального резонанса образовались пустоты в поясе – астероиды «не хотят» приближаться близко к Юпитеру: его гравитационное влияние делает такие орбиты нестабильными и с течением времени астероиды просто «разлетаются» с них в другие, более устойчивые состояния.
Состав
Классы
Все астероиды в поясе поделены на классы по мере их отражательной способности:
- Класс С – это темные астероиды, в состав которых входит углерод. Их отражательная способность очень низкая, поэтому их сложно обнаружить. Доля таких астероидов составляет 75% от общего количества. В основном, этот класс находится во внешних областях пояса.
- Класс S – каменные астероиды или кремниевые, отражают большее количество Солнечного света, поэтому их легче обнаружить. Этот класс находится в средней части пояса.
- Класс M – металлические астроиды, имеющие в составе никель и железо. Их отражательная способность составляет 10-19%. На них приходится 10% всех астероидов. Возможная причина их появления – распад металлических ядер других планет.
- Класс V – пока не утвержденный класс базальтовых астероидов. Их доля мала по сравнению с остальными классами.
- Класс К – малочисленный и редкий класс. Характерен умеренно красноватым спектром в инфракрасном диапазоне.
Семейства
Кроме своего состава, объекты пояса делятся на семейства – группы, схожие по своим параметрам: орбите, углу наклона к эклиптике, периоду обращения вокруг Солнца.
Всего выделяют 5 семейств:
- Флоры — семейство астероидов группы S – состоящих из кремния, которые обладают хорошей отражательной способностью и оттого самое многочисленное открытое семейство, так как их легче всех обнаружить. Находится во внутренней области пояса. Насчитывает 4000-6000 объектов, которые являются 5-6% от общего числа астероидов. Предположительно, именно из семейства Флоры прилетел астероид, который стал причиной вымирания динозавров.
- Эвномии – также семейство кремниевых астероидов, но расположенных в центральной области пояса. На Эвномнию приходится около 5% всех астероидов. По химическому и спектральному составу похоже на семейство Флоры. В своем составе насчитывает 4500-5000 объектов.
- Корониды – в отличие от первых двух семейств, это семейство характеризуется изменением яркости со времени. Это означает, что астероиды имеют неправильную форму и вращаются вокруг своей оси. По кривым блеска удалось определить, что время обращения астероидов вокруг своей составляет 6-18 часов.
- Эоса – расположено во внешней области пояса. Эос содержит астероиды класса S, но среди них встречаются астероиды группы К. Считается молодым семейством.
- Фемиды – семейство расположено на внешней границе пояса, и является одним из густонаселенных семейств. На данный момент насчитывает около 600 объектов. Состоит из астероидов класса С – темный углеродных тел.
Японский астроном Киёцугу Хираяма впервые открыл семейства астероидов и разделил их.
Загадочный Фаэтон
Согласно правилу Тициуса-Боде, между Марсом и Юпитером должна находиться «пятая» планета. Однако, там находится пояс астероидов. И вопрос о происхождении пояса давал волю гипотезам. Одним из таких предположений была разрушенная «пятая» планета Фаэтон.
По легендам многих цивилизаций древние Боги пришли к нам с небес. А прийти с разрушенной планеты – звучит особенно красиво.
Но если взглянуть на факты, то получается следующая картина.
Если Фаэтон и существовал, это значит, что пояс астероидов – это остатки планеты. Для того чтобы разрушить планету «в пыль» потребуется очень большая энергия. Такую энергию не может «принести» с собой астероид.
Если сложить массу всех астероидов, то получится лишь 4% от массы Луны. Это слишком маленькая масса даже для спутника. И, не особо верится, что 96% массы Фаэтона разлетелось в открытый космос.
Также астероиды имеют разный химический состав, а это значит, вряд ли они принадлежали одному космическому телу.
И самое главное, гигант Солнечной системы Юпитер, своей гравитацией просто не позволил бы сформироваться планете в такой вблизи к себе. Фаэтон бы разорвало гравитационными силами на части, еще не успев сформировать планету.
Происхождение пояса астероидов
Гипотеза с Фаэтоном претерпела крах, но вопрос, откуда появился пояс астероидов, остается открытым.
Предположительно он образовался еще на заре Солнечной системы из протопланетного диска. Когда Солнечная система представляла собой закрученное облако протопланетного вещества и планеты начинали свое формирование, гигант Юпитер просто не дал скоплению космической пыли образоваться в единую планету, оставив тысячи астероидов просто «летать» по орбите.
Открытие пояса астероидов
В подтверждение своей формулы, Иоганн Тициус начал поиски «пятой» планеты. Также этим вопросом занялись многие астрономы и в 1801 году астроном из Италии Джузеппе Пиацци открыл карликовую планету Цереру. Через год был найдет крупный астероид Паллада. Затем через три года в 1804 открыли Юнону, а в 1807 году – Весту. Все эти объекты двигались по схожей орбите.
Но до 1891 года исследования этой области космоса временно прекратилось. Ровно до момента изобретения астрофотографии. Тогда, в 1891 году, используя большую выдержку, Макс Вольф открыл 248 объектов – на фотографиях астероиды оставляли длинные следы, что помогла их идентифицировать. После этого новые и новые астероиды открывались каждый год.
Первые 10 открытых астероидов пояса
Еще больше космоса и интересных фактов в телеграмм-канале.
