Обычные подозреваемые: галерея астероидов, комет и других свидетелей истории

История Солнечной системы жестока, полна как разрушения, так и созидания в результате столкновений между объектами в космосе в течение миллиардов лет. Вот список преступников или, по крайней мере, выживших и свидетелей — различных видов небольших тел, которые вращаются вокруг Солнца и иногда сталкиваются с планетами и друг с другом:

Чем больше ученые узнают об этих странствующих персонажах, в том числе об их возрасте, составе и передвижениях, тем лучше они смогут собрать воедино полную и бурную историю семьи Солнца. [См. «Космическая детективная работа: почему мы заботимся о космических камнях»]

Астероиды

• Скалистые, безвоздушные миры размером от 3–6 футов (1–2 метра) до Весты — самый большой из них имеет диаметр около 329 миль (530 километров).
• Число исчисляется миллионами, большинство из них вращается в поясе между Марсом и Юпитером.
• Большинство из них представляют собой очень старый материал, в том числе оставшийся от формирования Солнечной системы.
• Состоит в основном из рока и металла. Многие из них также содержат значительное количество соединений углерода, включая органические (углеродсодержащие) молекулы, и воду, связанную с минералами.
• Иногда сталкиваются с планетами и другими телами

Астероиды — это безвоздушные миниатюрные миры. Вероятно, вокруг Солнца вращается несколько миллионов из них, но подтвержденное количество в настоящее время составляет почти 800 000. Некоторые из них твердые, а другие больше похожи на глыбы рыхлого щебня. Многие астероиды имеют неправильную форму, как картофель. Поскольку у астероидов небольшая масса, у астероидов слабая гравитация. Они вращаются вокруг оси, хотя некоторые делают это так беспорядочно, что кажется, что они кувыркаются в пространстве. У некоторых есть другие астероиды такого же размера, связанные с ними, образующие бинарную пару астероидов, или более мелкие компаньоны, которые вращаются вокруг них как крошечные луны.

Большинство астероидов находится в области между Марсом и Юпитером, называемой главным поясом астероидов, области, где гравитация Юпитера, возможно, помешала материалу слиться в большое тело. Есть также астероиды, орбиты которых отклоняются от орбиты Марса, и многие из них пересекают орбиту Земли. Где бы они ни находились, астероиды представляют собой древний материал, сохранившийся с первых дней формирования Солнечной системы.

Мы изучали астероиды с помощью телескопов и даже посетили несколько «лично» с помощью автоматических космических аппаратов. Большинство астероидов состоят в основном из скалистого материала, а также некоторых глин и металлов. Другие сделаны в основном из металла, богатого железом, никелем и кобальтом, и могут даже содержать платину и золото. Некоторые из них богаты углеродом, что придает им угольно-черный цвет. Они могут содержать органические молекулы, которые представляют собой цепочки углерода, связанные с кислородом, водородом и другими элементами, необходимые для создания строительных блоков жизни. На некоторых астероидах есть еще один важный для жизни компонент — вода, химически запертая в минералах.

Ученые предполагают, что астероиды, столкнувшиеся с ранней Землей, могли быть источником некоторых органических молекул и большей части воды, обнаруженной здесь сегодня.

Кометы

• Объекты, состоящие из льда и камня, размером от сотен ярдов (или метров) до десятков миль (или километров) в поперечнике, у которых появляются хвосты, когда они входят во внутреннюю часть Солнечной системы.
• Количество объектов, которые могут стать кометами, вероятно, исчисляется миллиардами или триллионами.
• Многие происходят из пояса Койпера за Нептуном, обращаясь вокруг Солнца в течение десятилетий или столетий.
• Другие приходят из гораздо более далекого Облака Оорта, и им требуется до тысячи лет, чтобы совершить полный оборот по орбите.
• Известно, что они содержат органические соединения
• Иногда сталкиваются с планетами, другими телами и Солнцем

В дополнение к материалам, поступившим на Землю с астероидов, другие материалы, поступающие на Землю, поступали с комет.Как и небольшие астероиды, кометы обычно представляют собой тела неправильной формы, вращающиеся вокруг Солнца. В отличие от большинства астероидов кометы содержат лед.

У каждой кометы есть центр, называемый ядром, обычно несколько миль или километров в поперечнике. Ядро может быть покрыто темными органическими соединениями и содержит ледяные куски замороженных газов и воды, а также кусочки камня и много мелкой пыли. Когда орбита кометы приближает ее к Солнцу, комета нагревается и извергает газы и пыль, которые образуют тонкую атмосферу вокруг ее ядра, называемую комой. Движимый постоянным потоком частиц от Солнца, называемым солнечным ветром, и радиационным давлением, материал, покидающий комету, также образует два хвоста — один из пыли, а другой — из возбужденного газа (ионов). Хвосты направлены в сторону от Солнца, иногда простираясь на миллионы миль.

Вероятно, в Солнечной системе есть миллиарды потенциальных комет. Астрономы постоянно открывают новые. Некоторые кометы проводят большую часть своего времени относительно близко к Солнцу, совершая полный оборот менее чем за 200 лет, как, например, комета Галлея. Их называют короткопериодическими кометами. Многие из них происходят из области Солнечной системы за пределами Нептуна, называемой поясом Койпера.

Считается, что долгопериодические кометы происходят из еще более отдаленной области, Облака Оорта. Считается, что этот регион, названный в честь астронома Яна Оорта, содержит бесчисленные ледяные тела, окружающие остальную часть Солнечной системы невообразимо огромным ореолом примерно сферической формы. Объекты в Облаке Оорта следуют по орбитам так далеко, что достигают расстояний, в тысячи раз превышающих расстояние между Землей и Солнцем. Иногда гравитация проходящей звезды может подтолкнуть эти объекты внутрь Солнечной системы. Объектам из Облака Оорта, таким как комета Хейла-Боппа, могут потребоваться тысячи или даже миллионы лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца.

Даже после такого долгого путешествия некоторые кометы не переживают столкновения с внутренней частью Солнечной системы.Скользящие по Солнцу кометы — это те, которые подходят так близко к Солнцу, что распадаются и испаряются — или даже врезаются прямо в него.

Объекты пояса Койпера (ОПК) и Транснептуновые объекты (ТНО)

• Ледяные объекты обнаружены в огромном диске за пределами орбиты Нептуна
• Различаются по размеру; самые крупные включают Плутон и Эриду
• Может быть несколько сотен тысяч больше, чем 20 миль (32 километра) в поперечнике.

За орбитой Нептуна находится обширный диск объектов, названный в честь астронома Джерарда Койпера.

Внутренний край пояса Койпера начинается на орбите Нептуна, примерно в 30 а.е. от Солнца. (1 а.е., или астрономическая единица, — это расстояние от Земли до Солнца.) Внутренняя, основная область пояса Койпера заканчивается примерно в 50 а.е. от Солнца. Внешний край основной части пояса Койпера перекрывается второй областью, называемой рассеянным диском, которая простирается наружу почти до 1000 а.е., а некоторые тела находятся на орбитах, уходящих еще дальше.

Объекты пояса Койпера, или сокращенно ОПК, содержат лед, причем некоторые из них довольно большие. Самый известный пример — карликовая планета Плутон. По оценкам ученых, в этом огромном, плохо освещенном регионе может быть несколько сотен тысяч объектов размером более 20 миль (32 км) в поперечнике, большинство из которых до сих пор не обнаружено.

Кентавры

• Может быть кометоподобным по составу
• По размеру похож на астероид
• Встречается на орбитах между Юпитером и Нептуном.
• Возможно, это объекты пояса Койпера, которые мигрировали внутрь Солнечной системы

Кентавры — это особый класс объектов, похожих на кометы по составу, поскольку они представляют собой ледяные тела и размером с астероиды, найденные между Юпитером и Нептуном. Один кентавр, Харикло, имеет честь быть первым небольшим телом, у которого обнаружена система колец. Имея диаметр около 188 миль (302 километра), Харикло также является крупнейшим из известных кентавров. Он вращается между Сатурном и Ураном.

Кентавры представляют особый интерес, поскольку считается, что они являются телами пояса Койпера, которые мигрировали во внутреннюю часть Солнечной системы.

трояны

• Астероиды, которые делят орбиту с более крупной планетой, но не сталкиваются с ней.
• Наиболее значительной группой являются трояны Юпитера, возможно, столь же многочисленные, как и астероиды в главном поясе астероидов.

Троянские астероиды делят орбиту с более крупной планетой, но не сталкиваются с ней, потому что они собираются вокруг двух особых мест на орбите, где гравитационное притяжение Солнца и планеты уравновешивается тенденцией троянцев уходить с орбиты. Трояны Юпитера составляют самую значительную часть троянских астероидов. Считается, что их столько же, сколько астероидов в главном поясе астероидов. Есть троянцы Марса и Нептуна, а НАСА объявило об открытии троянца Земли в 2011 году.

Метеороиды, метеориты, метеориты и пыль

• Метеороиды «камни», найденные в космосе, размером от пылинок до небольших астероидов.
• Когда метеороиды входят в атмосферу Земли (или другой планеты, например, Марса) с большой скоростью и сгорают, называются огненные шары. метеоры ("падающие звезды")
• Когда метеороид переживает свое путешествие через атмосферу и приземляется на землю, это называется метеорит

В космосе много пылинок и других мелких объектов, обычно сделанных из камня, металла или их комбинации. Большая часть этого материала, вероятно, происходит из пыли, выброшенной кометами и астероидами, или была выброшена из них во время ударов или столкновений. Более крупные из этих объектов называются метеороидами, а пылинки и мелкие частицы можно назвать космической пылью или микрометеороидами.

Иногда с Землей сталкиваются метеороиды, и из-за больших скоростей планетарных тел относительно друг друга они врезаются в нашу атмосферу со скоростью тысячи миль в час. Метеороид, который входит в атмосферу, создает вспышку света, называемую метеором. Давление и тепло, создаваемые метеороидами, когда они проталкиваются через воздух на высокой скорости, заставляют их светиться и освещать небо полосой света.Люди часто называют их «падающими звездами». Большинство полностью сгорают, прежде чем коснуться земли, но некоторые доходят до земли целыми и невредимыми. Их называют метеоритами.

Неудивительно, что объекты, падающие с неба, довольно интересны ученым. Хотя большинство метеоритов образовались на неизвестных астероидах, некоторые метеориты можно проследить вплоть до мест, откуда они прибыли, включая Марс, Луну и астероид Весту.

Например, миссия НАСА «Рассвет» к поясу астероидов подтвердила, что говардитовые, эвкритовые и диогенитовые метеориты (или «HED»), вероятно, происходят из Весты. Рассвет посетил Весту и обнаружил, что это большой астероид или карликовая планета, рост которой был прерван. Метеориты HED на самом деле довольно распространены. Эти маленькие кусочки космоса на Земле позволяют исследователям Солнечной системы изучать Весту и другие отдаленные миры в своих собственных лабораториях.

Однако с научной точки зрения у метеоритов есть одна серьезная проблема: вы не всегда можете быть уверены, насколько они могли быть затронуты или загрязнены процессами здесь, на Земле. Вот почему экспедиции в дальний космос, которые НАСА и другие космические агентства сейчас предпринимают для посещения астероидов и комет с близкого расстояния, имеют такой большой вес среди исследователей космоса.

Межзвездные посетители

• Пока известен только один
• Одним из примеров может быть кометоподобный объект.

Самым загадочным персонажем во всей галерее космических объектов-мошенников должен быть Оумуамуа (произносится о МУ-у-у-у-у), что по-гавайски означает «гонец издалека, прибывающий первым».

Это первый подтвержденный объект от другой звезды, посетивший Солнечную систему. Этот межзвездный пришелец выглядит как каменный сигарообразный объект с несколько красноватым оттенком, длиной до четверти мили (400 метров) и сильно вытянутым — возможно, в 10 раз больше, чем его ширина. Хотя сначала он был охарактеризован как астероид, некоторые ученые считают, что он может быть больше похож на комету, которая со временем потеряла большую часть своих летучих веществ (таких как лед и замороженные газы).

Наблюдения показывают, что он блуждал по Млечному Пути, не привязанный к какой-либо звездной системе, в течение сотен миллионов лет, прежде чем случайно столкнулся с нашей звездной системой. В любом случае, мы, вероятно, никогда не сможем рассмотреть его поближе; — Оумуамуа уходит так же внезапно, как и появился. После вращения вокруг Солнца он теперь должен выйти за пределы орбиты Сатурна в январе 2019 года. Когда он покинет Солнечную систему, Оумуамуа направится в направлении созвездия Пегаса.

Никто точно не знает, как он впервые начал свое путешествие, но предварительные расчеты орбиты предполагают, что Оумуамуа пришел с общего направления на яркую звезду Вегу. Однако Оумуамуа потребовалось так много времени, чтобы совершить путешествие, даже при скорости около 59 000 миль в час или 26,4 километра в секунду, что Вега не была рядом с этим местом, когда Оумуамуа был там около 300 000 лет назад.

По оценкам астрономов, межзвездный объект, похожий на Оумуамуа, проходит через внутреннюю часть Солнечной системы примерно раз в год, но они настолько тусклые и их трудно обнаружить, что мы до сих пор их не замечали.

Никто точно не знает, сколько еще может быть там.