Введение: кометы и астероиды
Кометы были известны и часто опасались с древних времен. Их эффектное появление в ночном небе с широкими светлыми хвостами внушало благоговение и даже считалось предзнаменованием.
Астероиды, кометы и другие космические обломки также оказали фундаментальное влияние на развитие планеты Земля и жизнь на ней, бомбардируя ее сначала постоянно, а затем периодически. Будущие воздействия представляют значительную угрозу для человеческой цивилизации.
Комет невероятно много — астрономы предсказывают, что во внешних пределах нашей Солнечной системы может существовать до одного триллиона. Однако яркие кометы появляются на нашем небе в среднем всего раз в десятилетие. Самыми яркими недавними были кометы Хейла-Боппа в 1996 году и Хиякутаке в 1997 году. Возможно, самой интересной из недавних комет была комета Шумейкера-Леви 9. Она распалась на десятки частей, которые затем врезались в Юпитер в 1994 году.
Рекламное объявление
Самая известная из всех комет, комета Галлея, была первой признанной кометой, вновь появлявшейся в небе через равные промежутки времени. Сэр Эдмонд Галлей изучил записи о прошлых появлениях и предположил, что одна комета следовала по небу по такому же пути примерно каждые 76 лет, появляясь в 1531, 1607 и 1682 годах. Затем он предсказал, что она должна пройти снова в 1759 году. Хотя Галлей этого не сделал. дожили до повторного появления, успешное предсказание доказало, что эти тела вращаются вокруг Солнца и не являются атмосферными явлениями.
Остатки мусора
В настоящее время считается, что кометы и астероиды — это остатки образования Солнечной системы. Астрономы в настоящее время считают, что планеты Солнечной системы и малые тела, включая астероиды, кометы и луны, образовались из одного и того же облака пыли и газа, которое первоначально сконденсировалось, чтобы сформировать Солнце.
По мере того как Солнце росло, его гравитационное поле сжимало оставшуюся материю в большой вращающийся плоский диск. Частицы пыли столкнулись, чтобы сформировать более крупные частицы, и вскоре они превратились в большие куски камня и льда, называемые планетезималями.
Небольшие тела, сформировавшиеся далеко от Солнца, были богаты льдом и другими летучими веществами, и миллиарды из них вращаются вокруг нашей звезды в далеком гало, называемом Облаком Оорта. Это источник «долгопериодических» комет с периодом обращения более 200 лет.
Во внутренней части Солнечной системы многие из этих ледяных планетезималей объединились, чтобы сформировать планеты-гиганты, в то время как другие были выброшены в пояс Койпера, за пределы орбиты Плутона, но ближе, чем Облако Оорта.Плутон считался девятой планетой, но некоторые астрономы считают, что его действительно следует считать объектом пояса Койпера. Объекты, орбиты которых отклоняются от пояса Койпера, образуют короткопериодические кометы.
Оставшиеся планетезимали, которые остались внутри Солнечной системы, в основном содержались в области между орбитами Марса и Юпитера, известной как пояс астероидов.
Хотя различие может быть нечетким, астероиды меньше комет, состоят из меньшего количества льда и летучих соединений и имеют более регулярные орбиты. В отличие от комет, астероиды обычно можно наблюдать только в телескопы, поэтому первый из них, Церера, не был открыт до 1801 года итальянским астрономом Джованни Пьяцца. Он вращается в поясе астероидов и остается крупнейшим из известных астероидов, его диаметр составляет 930 километров (580 миль), что примерно равно Техасу.
Другие подобные объекты были обнаружены в быстрой последовательности — Паллада в 1802 году, Юнона в 1804 году и Веста в 1807 году — что привело к осознанию того, что существует целое семейство объектов, образующих пояс астероидов.
Катастрофические последствия
Однако только в 1979 году ученые начали понимать, что кометы и астероиды могут иметь катастрофические последствия для Земли.
Теория была первоначально предложена физиком Луисом Альваресом и другими. Он был основан на свидетельствах массивного удара во время одного из крупнейших массовых вымираний жизни на Земле, когда вымерли последние динозавры. Свидетельства возрастом 65 миллионов лет включали аномальные количества элемента иридия, распространенного в метеоритах, в отложениях, отложившихся на границе мелового и третичного периодов.
С тех пор астрономы все больше осознают риск будущих столкновений, и предпринимаются серьезные усилия по обнаружению и расчету орбит для всех астероидов диаметром более 1 км. В 1999 году была предложена шкала для сравнения потенциальных рисков вновь обнаруженных астероидов — Туринская шкала.
С тех пор ряд астероидов представлял опасность столкновения в будущем, но в большинстве случаев они были быстро исключены дальнейшими наблюдениями, которые уточняли расчеты их орбит. Основными исключениями до сих пор были 1950 DA, который имеет возможный курс столкновения с Землей в 2880 году, и 2004 MN4, теперь переименованный в Апофис, который имеет небольшую вероятность столкновения в 2036 году. Более ранний возможный путь столкновения Апофиса, в 2029, был исключен, но это будет самый близкий известный промах, когда-либо предсказанный для большого астероида, и будет виден невооруженным глазом из некоторых частей Земли.
Хотя в исторические времена не было зарегистрировано никаких крупных столкновений, загадочный взрыв в небе над Тунгусским регионом Сибири в 1908 году теперь идентифицирован как комета, которая взорвалась на большой высоте, войдя в атмосферу Земли.
Пролет кометы
Вместо того, чтобы просто ждать прибытия комет и астероидов на Землю, астрономы также посылают зонды в космос, чтобы преследовать объекты. Первые изображения ядра кометы крупным планом были получены в 1986 году миссией Джотто ЕКА, которая прошла в пределах 20 000 км от ядра кометы Галлея. Пролетая через хвост из пыли и газа — кому — он получил хорошие изображения ядра неправильной формы, похожего на картофелину. Советские космические корабли-близнецы «Вега-1» и «Вега-2» также совершили близкий облет ядра Галлея в 1986 году.
Следующее близкое столкновение произошло в 2001 году, когда космический корабль НАСА Deep Space 1 пролетел мимо кометы Борелли на расстоянии 2200 км от ядра.
Затем, 2 января 2004 года, миссия НАСА «Звездная пыль» пролетела мимо кометы Уайлд-2. Она выжила и получила изображения с высоким разрешением, на которых были видны большие глубокие круглые впадины с крутыми сторонами, которые первоначально были интерпретированы как кратеры. Более поздний анализ показал, что они, скорее всего, являются обрушившимися жерлами, вызванными струями газа, вырывающимися из более глубоких слоев льда. Stardust вернулся на Землю в январе 2006 года с драгоценными образцами кометной пыли.
Наиболее захватывающее столкновение с кометой произошло 4 июля 2005 г., когда космический аппарат НАСА Deep Impact преднамеренно столкнулся с кометой Темпеля-1, создав контролируемое столкновение, которое было изучено камерами и спектрометрами на отдельной части космического корабля, а также сотнями телескопов на Земле и в на орбите.
Следующим столкновением с кометой станет миссия Европейского космического агентства «Розетта», которая выйдет на орбиту вокруг кометы Чурюмова-Герасименко в 2014 году.
Траектория столкновения
Астероиды были впервые замечены крупным планом зондом «Галилео» на пути к Юпитеру, который прошел мимо Гаспры в 1991 году и Иды в 1993 году, открыв его крошечный спутник Дактиль. Затем последовала первая специализированная астероидная миссия NEAR Shoemaker, которая посетила Матильду в 1998 году, а затем вышла на орбиту вокруг Эроса в 2001 году и в конечном итоге совершила аварийную посадку.
Японский зонд «Хаябуса» посетил астероид Итокава в 2005 году, надеясь собрать несколько образцов для возвращения на Землю, но считается, что зонд для отбора проб не справился с этой задачей и, вероятно, вернется на Землю пустым через 10 лет.
Наибольшее внимание сегодня сосредоточено на астероидах, сближающихся с Землей (АСЗ), которые могут когда-нибудь столкнуться с Землей. В качестве попытки доказать методы, которые когда-нибудь могут быть использованы для отклонения астероида от курса столкновения, частная группа под названием Фонд B612 надеется немного изменить курс не угрожающего астероида, используя ракетные двигатели или, возможно, гравитационное притяжение космического корабля вблизи к этому. Были даже предложены гигантские зеркала и «космические подушки безопасности».
Возможно, самая амбициозная астероидная миссия НАСА «Рассвет» должна была быть запущена в 2006 году, но теперь ее отложили как минимум на год.
