Околоземные астероиды сформировались миллиарды лет назад. Но что заставляет их тикать?

Астероиды — самые многочисленные объекты в Солнечной системе, число которых исчисляется миллионами. Они также значительно различаются по размеру и составу, но что же это такое? Откуда они пришли? Почему все так беспокоятся о них в новостях?

В этих космических камнях есть нечто большее, чем думает большинство людей, и хотя они могут быть невероятно опасными, они также являются интересными объектами для изучения планетарными учеными, чтобы помочь лучше понять эволюцию Солнечной системы, в которой мы живем.

Смотрите также

Они также могут иметь невероятный потенциал в качестве источника жизненно важных материалов для промышленности. Количество ресурсов в одном астероиде может стоить триллионы долларов, если мы когда-нибудь сможем его извлечь.

Излишне говорить, что астероиды очень важны по целому ряду причин, поэтому они являются одними из наиболее изученных объектов во всей Солнечной системе. К счастью, это означает, что мы знаем о них гораздо больше, чем вы думаете.

Что такое астероид?

Основное определение астероида состоит в том, что это небольшой скалистый объект, вращающийся вокруг Солнца и оставшийся после формирования Солнечной системы.

Когда Солнечная система сформировалась 4,6 миллиарда лет назад, весь материал в массивном, плотно упакованном облаке пыли и газообразного водорода, известном как молекулярное облако, превратился в вращающуюся солнечную туманность. По мере того, как гравитация притягивала в центр все больше материала, формировалось Солнце, и, согласно теории дисковой аккреции, вокруг Солнца формировался аккреционный диск. Газ в диске был вытеснен во внешнюю часть Солнечной системы, оставив после себя пыль и другие мелкие частицы ближе к Солнцу.

В течение миллионов лет пыль собиралась во все более и более крупные объекты. Этот процесс аккумулирующего роста в конечном итоге привел к формированию больших планетоидов, обладающих достаточной гравитацией, чтобы начать втягивать материал на своем пути, как пылесос.

В конце концов сами планеты вырастут из этого процесса и полностью очистят свои орбиты от всего оставшегося материала. Таким образом, астероиды являются остатками этого процесса, произошедшего миллиарды лет назад. Это остатки этого раннего планетарного образования, метафорические опилки в цехах Солнечной системы.

Какой самый большой астероид?

Какой из известных астероидов является крупнейшим, сейчас ведутся споры.

Первоначально Церера была классифицирована как астероид, когда она была открыта в 1801 году, но в 2006 году ей был присвоен статус карликовой планеты. При среднем диаметре 587,82 мили (946 км) она больше, чем некоторые спутники Солнечной системы. и составляет около четверти всей массы пояса астероидов.

Это, наряду с другими характеристиками, такими как форма и состав, в том числе свидетельством того, что у нее есть большой подповерхностный океан, а также свидетельством наличия атмосферы водяного пара, привело к тому, что Церера была классифицирована как карликовая планета в 2006 году, и НАСА заявляет, что она больше не является карликовой планетой. астероид.

Тем не менее, многие до сих пор считают Цереру астероидом, утверждая, что астероиды и карликовые планеты не исключают друг друга. Сюда входит Центр малых планет Международного астрономического союза, который отвечает за каталогизацию и обозначение астероидов. Церера по-прежнему указана как астероид вместе с Палладой, Эросом и 2309 мистером Споком.

Тем не менее, нет никаких споров о том, что Веста является астероидом, и со средним диаметром 329 миль (529 км) это самый большой астероид в Солнечной системе, который, по общему мнению, является астероидом, поэтому консенсус по умолчанию склоняется к Весте.

В чем разница между астероидом и планетой?

Астероиды не так уж сильно отличаются от планет с точки зрения состава.В конце концов, планеты состоят из того же материала формирующегося аккреционного диска Солнца, из которого образовались астероиды в Солнечной системе.

Однако есть некоторые ключевые отличия. Во-первых, у них нет массы планеты — даже близко. Карликовая планета Церера, единственная карликовая планета в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, имеет лишь около 1,3% массы Луны.

Астероид Веста имеет около 28% массы Цереры, которая, в свою очередь, имеет около 1,3% массы Луны. Таким образом, масса (вероятно) крупнейшего астероида в Солнечной системе составит всего 0,364% массы Луны.

Между тем Меркурий является самой маленькой планетой в нашей Солнечной системе и примерно в 4,6 раза массивнее Луны. Таким образом, масса Весты составит всего 0,0079% от массы самой маленькой планеты Солнечной системы. А Веста особенно велика; если вы объедините массу пояса астероидов, она все равно будет составлять всего около 4% массы Луны.

Поскольку астероиды не имеют большой массы, условно говоря, они недостаточно велики, чтобы поддерживать атмосферу. Масса астероида также слишком мала, чтобы сила его собственной гравитации превратила его в сферу.

Это приводит к тому, что астероиды обычно имеют всевозможные шаткие формы, и на самом деле это одна из официальных характеристик, которой не может быть у карликовой планеты. Карликовые планеты должны быть сферическими, сформировавшись под действием собственной гравитации.

Почему астероиды называют астероидами?

Название астероид было официально придумано известным британским астрономом Уильямом Гершелем в 1802 году, хотя это придумал не он. Само слово происходит от греческого слова «звездный» и принадлежит греческому ученому по имени Чарльз Берни-младший.

Когда Гершель записывал свои наблюдения Цереры и большого астероида Паллада, он искал слово, чтобы описать их, поскольку это были не планеты, луны, кометы или звезды, а нечто совершенно новое. Он спросил своего близкого друга Чарльза Берни-старшего.за помощью.

Старший Берни, в свою очередь, попросил помощи у своего сына, поскольку Бернли-младший был специалистом по греческому языку, языку научной номенклатуры.

Самый популярный

Хотя переписка между ними неполная, и мы не обнаружили ответа Берни-младшего его отцу, Гершель использовал термин «астероиды», когда представлял свои открытия Лондонскому Королевскому обществу в мае 1802 года.

Позже Берни-старший написал в письме, обсуждая только что опубликованную статью Гершеля: «Гершель не разрешает им быть ни планетами, ни кометами, но астероидами. своего рода звездой — имя, которое дал мой сын, грек».

Каковы три типа астероидов?

В нашей Солнечной системе есть три основных типа астероидов: С-типа, S-типа и М-типа.

Астероиды C-типа также называются хондритовыми астероидами или углеродистыми хондритами и являются наиболее распространенным типом, составляющим около 75% всех астероидов в Солнечной системе. У них очень низкое альбедо, примерно от 0,03 до 0,09, где 1,0 полностью отражает, а 0,0 полностью поглощает.

Это делает их очень темными на вид, что заставляет многих полагать, что они были углеродистыми по своей природе (по сути, гигантскими кусками космического угля), но это не так. Они состоят из глинистых и силикатных пород и лишены летучих веществ.

Их средняя плотность составляет около 1,4 г/см 3 , поэтому они не так плотно упакованы, как другие типы астероидов. Для справки, плотность Земли составляет около 5,5 г/см 3 , а плотность Луны — около 3,3 г/см 3 .

Это также одни из самых древних объектов в Солнечной системе, сформировавшиеся 4,6 миллиарда лет назад и находящиеся в основном на внешнем краю пояса астероидов. Это делает их особенно интересными, поскольку их состав и структура могут многое рассказать нам о том, какими были условия, когда только сформировалась Солнечная система.

Астероиды S-типа составляют около 17% известных астероидов.Их плотность примерно в два раза выше, чем у астероидов С-типа, со средней плотностью 2,69 г/см 3 , и считается, что они состоят из железо-никелевого сплава и силикатов, что делает их более отражающими и их легче обнаружить, с альбедо от 0,10 до 0,22.

Также помогает то, что астероиды S-типа доминируют над внутренним краем пояса астероидов, поэтому их относительно немного мешает нашему обзору.

Астероиды М-типа составляют почти все оставшиеся астероиды и, как полагают, состоят преимущественно из железа и никеля, что придает им ржавый красноватый оттенок.

Они также имеют относительно высокое альбедо от 0,10 до 0,18 и занимают среднюю часть пояса астероидов. Они также имеют примерно вдвое большую плотность, чем астероиды S-типа, со средней плотностью 4,7 г/см 3 . Это сравнимо с плотностью мантии Земли, которая составляет 4,5 г/см 3 , хотя и намного ниже, чем 9,9–12,2 г/см 3 внутреннего ядра Земли и 12,6–13 г/см 3 ее жидкого внешнего ядра. из которых почти полностью изготовлены из железоникелевого сплава.

Есть также некоторые другие второстепенные типы астероидов, основанные на их составе, такие как Паллада, которая является наиболее известным примером сильнобазальтового астероида V-типа.

Каковы три классификации астероидов?

В дополнение к трем основным типам астероидов существует три способа их классификации в зависимости от их местоположения: астероиды главного пояса, трояны и околоземные объекты.

Астероиды главного пояса являются наиболее распространенными астероидами и находятся в поясе на орбите вокруг Солнца между Марсом и Юпитером. По большому счету, эти астероиды как бы остаются на своей полосе.

трояны — это особые типы астероидов, которые делят орбиту с планетой, обычно вращаясь в четвертой и пятой точках Лагранжа, где гравитация Солнца и гравитация планеты уравновешивают друг друга в достаточной степени, чтобы объект мог безопасно вращаться вокруг него без разрушения.

На любой планете может быть троян (названный в честь воинов Трои в Гомеровском Илиада) но у Юпитера их больше, возможно, столько же, сколько во всем поясе астероидов. Известно, что на Марсе и Нептуне есть трояны, а в 2011 году было обнаружено, что на Земле они тоже есть.

Однако троянов не следует путать с окончательной классификацией астероидов.

Околоземные объекты астероиды, орбита которых близко приближается, следует или каким-то образом пересекает орбиту Земли. В отличие от трояна, который может безопасно вращаться вместе с Землей на расстоянии, как автомобиль на соседней полосе на шоссе, околоземные объекты больше похожи на автомобили, которые сливаются с полосой, по которой движется Земля.

И точно так же, как автомобили, они могут сливаться безопасно или опасно, поэтому эти астероиды представляют для нас особый интерес. Точно так же, как ехать по шоссе, увидеть приближающуюся опасность — лучший шанс избежать катастрофы.

Что происходит, когда астероид падает на Землю?

Астероиды врезались в Землю с тех пор, как планета сформировалась. На самом деле удары богатых водой астероидов, подобных Палладе и Церере, могут объяснить, откуда Земля взяла воду.

Есть свидетельства того, что на Земле уже были океаны во время позднего периода бомбардировки Гадейского эона около 4 миллиардов лет назад, когда она расчищала свой орбитальный путь от материала. Так что столкновения с астероидами не всегда ужасны, ужасны.

Без них нас, скорее всего, здесь не было бы, но страх, который вызывает в нашем сознании падение астероида, вполне понятен. Так давайте же отделим реальность от опрометчивых домыслов.

Во-первых, нас постоянно бьют астероиды. Астероиды могут быть всего несколько метров в поперечнике, и они очень распространены в нашей глуши. К счастью, эти астероиды очень быстро сгорают в нашей атмосфере как метеоры и даже дают небольшое световое шоу в виде «падающей звезды». Все любят падающую звезду, так что за это можно поблагодарить крошечные астероиды.

С другой стороны, столкновение с более крупными астероидами — это другое дело.Каждый раз, когда астероид сталкивается с Землей (любой объект, который, будь то комета или астероид, входит в нашу атмосферу, официально становится метеором), он должен сначала пройти через атмосферу, а в большинстве случаев этого не происходит.

Однако, если астероид достаточно большой, скажем, менее 200 футов в диаметре (~ 61 м), он может добраться почти до земли до того, как возникнет разница давлений между горячим воздухом под метеором и холодным воздухом низкого давления, устремленным ввысь. обращенной стороне удается протиснуться во все трещины и недостатки в структуре метеора, чтобы в конечном итоге пробить дыру в метеоре.

Когда это происходит, поток перегретого воздуха снизу к стороне низкого давления метеора настолько силен, что метеор разлетается на части изнутри.

Невероятная скорость метеора и тепловая энергия, которую он произвел до этого момента, внезапно трансформируются в кинетическую энергию, а количество энергии, высвобождаемой в результате этого взрыва, может быть сравнимо с некоторыми из самых больших бомб, когда-либо созданных людьми, и даже превосходит их. на порядки.

Эта энергия по существу распространяется во всех направлениях, в том числе и к земле. Если метеор маленький, единственное, что вы можете услышать, это громкий гулкий звук. Если он больше, скажем, диаметра типичного вагона поезда, то он может нанести серьезные травмы тем, кто находится на земле, в том числе из-за битого стекла, поскольку ударная волна разбивает окна в милях от эпицентра.

Если вы превысите это значение, воздух воспламенится и создаст огненный шар, похожий на атомное оружие. А поскольку высвобождаемая энергия экспоненциально увеличивается с массой объекта, вам не нужно увеличивать размер астероида настолько сильно, прежде чем вы получите метеоры, которые взрываются с большей силой, чем что-либо, что когда-либо создавало человечество.

Что происходит, когда астероиды настолько велики, что давление воздуха не может разнести метеор до того, как он упадет на землю?

Ну, оттуда вы начинаете вникать в действительно ужасающие вещи.Как правило, если астероид меньше пары сотен футов в диаметре, мы можем предположить, что он взорвется в атмосфере. Это особенно верно, если это астероид С-типа, который гораздо чаще распадается под давлением из-за своей плотности.

Однако, если астероид типа C достаточно велик, у давления воздуха не будет достаточно времени, чтобы взорвать его, поэтому они все еще могут достичь поверхности, где вся эта энергия взрывается с такой же силой, как и в воздухе.

То, что делает эта энергия, во многом зависит от того, куда она попадает, например, попадает ли она в землю или в океан. Физика фактического удара о землю намного сложнее, чем взрыв в воздухе, но есть забавный калькулятор, с которым вы можете поиграть, чтобы смоделировать эффекты различных ударов в зависимости от размера, скорости, плотности и угла удара.

Например, стандартный астероид С-типа шириной 250 футов (76 м), движущийся со скоростью 38 000 миль в час (61 150 км/ч), произведет взрыв, эквивалентный примерно 715 бомбам, сброшенным на Хиросиму, на высоте около 25 000 футов (7 620 м) над землей. .

Если бы такой же размер стандартного астероида М-типа каким-либо образом столкнулся бы с землей, энергия, эквивалентная примерно 600 хиросимским бомбам, была бы направлена ​​на поверхность, образовав кратер шириной почти в милю (1,5 км) и более 984 футов (984 фута). 300 метров) в глубину, направив в атмосферу энергию почти 2000 бомб, сброшенных на Хиросиму.

Если этот астероид М-типа ударит в океан в 6,21 мили (10 км) от побережья на глубине 3,1 мили (5 км), цунами, вызванное ударом, достигнет земли через две минуты с волной чуть более 82 футов (25 футов). -метров) высотой.

Что произойдет, если вы превысите 1 км в ширину? Независимо от состава астероида, он упадет на землю. Астероид типа С столкнется с силой почти 5500 бомб, сброшенных на Хиросиму.Этого достаточно, чтобы разрушить здания на расстоянии 62 миль (100 км) и поджечь траву, деревья и постройки, а также вызвать ожоги третьей степени у любого, кто подвергся воздействию теплового излучения, возникающего в результате удара.

Если бы кто-то смотрел прямо на место удара, то через полсекунды он увидел бы огненный шар, который казался бы почти в 20 раз больше Солнца, и это почти наверняка было бы последним, что они когда-либо видели. Тепловое излучение от удара достигает своего максимума всего за 0,56 секунды, вызывая сильные ожоги глаз и последующую слепоту.

Излишне говорить, что сила этих видов геологических сил выходит за рамки понимания большинства людей, когда вы начинаете иметь дело с астероидами размером более 0,62 мили (километр) в ширину. Но что, если мы пойдем напролом?

Что, если крупнейший астероид Солнечной системы упадет на Землю?

Итак, давайте разыграем, что произойдет, если самый большой астероид в Солнечной системе упадет на Землю. Для наших целей мы выберем Весту, поскольку последствия столкновения с Вестой настолько апокалиптичны, что столкновение с Церерой очень похоже на взятие квадрата ада на Земле, что делает его на самом деле просто разницей в масштабе, а не отличие рода.

Так что же произойдет, если Веста упадет на Землю? Астероид шириной 329 миль (530 км) был бы «убийцей планеты» в том смысле, что он убьет все на планете, но сама Земля была там, сделала это.