Что такое астероиды?

4,6 миллиарда лет назад наша Солнечная система образовалась из скопления газа и пыли, окружавших наше зарождающееся солнце. В то время как большая часть газа и пыли в этом протопланетном диске объединилась, чтобы сформировать планеты, часть обломков осталась.

Некоторые обломки были разрушенными остатками планетезималей — тел внутри солнечной туманности молодого Солнца, которые никогда не становились достаточно большими, чтобы стать планетами, и ученые предполагают, что крупные столкновения в ранней, хаотической Солнечной системе раздробили эти планетезимали на более мелкие кусочки. Другие обломки так и не собрались вместе из-за мощного гравитационного притяжения Юпитера.

Эти скалистые остатки теперь являются астероидами, которые путешествуют по нашей Солнечной системе. Поскольку эти «остатки» содержат подсказки о первых днях существования нашей Солнечной системы, ученые стремятся их изучить.

Определение астероида

Астероиды — это каменистые металлические тела, вращающиеся вокруг Солнца. Они сделаны из различных видов горных пород и металлов, в основном из никеля и железа. Их иногда называют «малыми планетами», но они намного, намного меньше, чем планеты или луны. У них нет атмосфер, но известно, что около 150 астероидов имеют маленькие «спутники», вращающиеся вокруг них, а некоторые даже имеют два спутника. Существуют также бинарные (двойные) астероиды, в которых два каменистых тела примерно одинакового размера вращаются вокруг друг друга, а также системы тройных астероидов.

По крайней мере, у одного астероида есть кольца. Это неожиданное открытие было сделано в 2013 году, когда ученые наблюдали, как астероид Харикло проходит перед звездой. Астероид заставил фоновую звезду несколько раз «мигнуть», что привело к открытию того, что астероид окружают два кольца.

Большинство известных астероидов находятся в поясе астероидов, большом кольце в форме пончика, расположенном между орбитами Марса и Юпитера, на расстоянии от 2 до 4 астрономических единиц (от 186 до 370 миллионов миль/от 300 до 600 миллионов километров) от солнце.

Большинство астероидов имеют неправильную форму, хотя некоторые из них имеют почти сферическую форму, и они часто покрыты ямками или кратерами от столкновений с другими астероидами. Поскольку они вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, астероиды также вращаются и совершают довольно беспорядочные движения и буквально кувыркаются в космосе.

Размер того, что классифицируется как астероид, не очень точно определен, поскольку астероид может варьироваться от гальки до нескольких метров в ширину — как валун — до объектов диаметром в сотни километров. Самый большой астероид — это астероид Церера диаметром около 952 км (592 мили), а Церера настолько велика, что ее также относят к категории карликовых планет. Известно, что более 200 астероидов имеют размер более 100 км (60 миль), а шестнадцать астероидов имеют диаметр 240 км (150 миль) или более.

Сочинение

Большинство астероидов состоят из горных пород (некоторые из них состоят из глины и силиката) и различных металлов, в основном из никеля и железа. На некоторых астероидах были обнаружены и другие драгоценные металлы, в том числе платина и золото. Большое разнообразие минералов также было обнаружено на различных астероидах, включая оливин и пироксен, которые также были обнаружены на метеоритах, упавших на Землю.

Большинство астероидов содержат огромное количество углерода, а это означает, что их химический состав очень похож на солнечный. Есть признаки того, что астероиды также содержат воду или лед внутри, а наблюдения миссии Dawn показывают признаки того, что вода могла течь по поверхности Весты.

Несколько начинающих компаний предложили добывать ресурсы на астероидах. К ним относятся Planetary Resources и Deep Space Industries.

Астероиды отличаются от комет, которые в основном состоят из камня и льда.У комет обычно есть хвосты, состоящие из льда и обломков, которые сублимируются по мере приближения кометы к Солнцу. У астероидов обычно нет хвостов, даже у тех, что находятся близко к Солнцу. Но недавно астрономы заметили некоторые астероиды с отросшими хвостами, например, астероид P/2010 A2. Кажется, это происходит, когда астероид сталкивался с другими астероидами, и пыль или газ выбрасывались с их поверхностей, создавая спорадический эффект хвоста. Эти так называемые «активные астероиды» являются недавно обнаруженным явлением, и на момент написания этой статьи в главном поясе астероидов было обнаружено только 13 известных активных астероидов, поэтому они очень редки.

Классификация астероидов

Астероиды имеют несколько различных классификаций, основанных на их расположении и составе.

Классификация местоположений:

1. Астероиды главного пояса: (включает в себя большинство известных астероидов, вращающихся вокруг пояса астероидов между Марсом и Юпитером)
2. Трояны: эти астероиды делят орбиту с более крупной планетой, но не сталкиваются с ней, потому что собираются вокруг двух особых мест на орбите (называемых точками Лагранжа L4 и L5). Там гравитационное притяжение Солнца и планеты уравновешивается склонностью троянца улетать с орбиты. Трояны Юпитера составляют самую значительную популяцию троянских астероидов. Считается, что их столько же, сколько астероидов в поясе астероидов. Есть трояны Марс и Нептун, а НАСА объявило об открытии трояна Земли в 2011 году.
3. Околоземные астероиды: эти объекты имеют орбиты, близкие к земным.

Затем есть подгруппы околоземных астероидов, которые классифицируются по их орбитам.

• Атира — это АСЗ, орбиты которых полностью совпадают с орбитой Земли, находящиеся на расстоянии менее 1 а.е. Они названы в честь астероида 163693 Атира.
• Atens — это пересекающие Землю NEA с большой полуосью, меньшей, чем у Земли, с расстоянием менее 1 а.е. Они названы в честь астероида 2062 Атон.
• Аполлоны — это пересекающие Землю АСЗ с большой полуосью, большей, чем у Земли, с расстоянием менее 1 а.е. Они названы в честь астероида 1862 Аполлон.
• Амуры — это приближающиеся к Земле NEA с орбитами за пределами Земли, но внутри орбиты Марса. Они названы в честь астероида 1221 Амор.

Классификация по составу говорит нам, из чего состоит астероид, и это связано с тем, как далеко от солнца образовался астероид. Некоторые испытали высокие температуры после того, как они образовались и частично расплавились, при этом железо опустилось к центру и вытолкнуло базальтовую (вулканическую) лаву на поверхность. До наших дней дожил только один такой астероид, Веста. Существует три основных типа астероидов:

1. Астероиды типа C (хондриты) наиболее распространены, составляя около 75 процентов известных астероидов. Они очень темные на вид и, вероятно, состоят из глины и силикатных пород. Они являются одними из самых древних объектов в Солнечной системе. Считается, что их состав подобен солнечному, но обеднен водородом, гелием и другими летучими веществами. Астероиды C-типа в основном находятся во внешних областях пояса астероидов.
2. S-типы (каменистые) состоят из силикатных материалов и никеля и железа и составляют около 17 процентов известных астероидов. Они ярче С-типа и доминируют во внутреннем поясе астероидов.
3. М-типы (металлические) состоят из никеля и железа и составляют около 8 процентов известных астероидов. Они ярче, чем C-тип, и их можно найти в средней части пояса астероидов.

Столкновение астероида с Землей

Насколько вероятно, что наша планета может столкнуться с большим астероидом или кометой? Мы знаем, что в прошлом на Землю и Луну много раз сталкивались астероиды, чьи орбиты заносили их внутрь Солнечной системы. Вы можете увидеть фотографии некоторых из самых больших и впечатляющих ударных кратеров Земли здесь.

Исследования истории Земли показывают, что примерно раз в 5000 лет (в среднем) объект размером с футбольное поле сталкивается с Землей и причиняет значительный ущерб.В среднем раз в несколько миллионов лет на Землю падает объект, достаточно большой, чтобы вызвать региональную или глобальную катастрофу.

Существуют убедительные научные доказательства того, что столкновения с астероидами сыграли важную роль в массовых вымираниях, задокументированных в записях окаменелостей Земли. Общепризнано, что падение 65 миллионов лет назад астероида или кометы диаметром не менее 6 миль (10 километров) на полуострове Юкатан, известного как кратер Чиксулуб, связано с вымиранием динозавров.

Мы знаем лишь о нескольких недавних столкновениях крупных астероидов. Один из них — сровнявший лес Тунгусский взрыв над Сибирью в 1908 году (который мог быть результатом падения кометы), а другой — метеорит в феврале 2013 года, взорвавшийся над Челябинском, выбив окна и ранив многих, в основном осколками стекла.

Но недавнее исследование, проведенное Фондом B612, показало, что с 2000 по 2013 год было зарегистрировано 26 взрывов в воздухе, подобных Челябинскому событию. Мощность взрывов астероидов варьировалась от 1 до 600 килотонн.

НАСА сообщает, что примерно раз в год астероид размером с автомобиль сталкивается с земной атмосферой, создает впечатляющий огненный шар и сгорает, не достигнув поверхности.

ОСЗ по-прежнему представляют опасность для Земли и сегодня, но у НАСА, ЕКА и других космических агентств есть поисковые программы, которые обнаружили сотни тысяч астероидов главного пояса, комет. В настоящее время ни один из них не представляет угрозы для Земли.

Как называют астероиды

Комитет Международного астрономического союза по номенклатуре малых тел утверждает названия астероидов, но предложения исходят от ученых и общественности. Астероидам тоже присваивается номер, например (99942) Апофис. Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики ведет довольно актуальный список названий астероидов.

Мы получили знания об астероидах из трех основных источников: дистанционного зондирования Земли, данных космических аппаратов и лабораторного анализа метеоритов.

Вот некоторые важные даты в истории наших знаний и изучения астероидов, включая миссии космических аппаратов, которые пролетали мимо астероидов или приземлялись на них:

• 1801: Джузеппе Пьяцци открывает первый и самый большой астероид Церера, вращающийся между Марсом и Юпитером.
• 1898: Густав Витт открывает Эрос, один из крупнейших околоземных астероидов.
• 1991–1994: Космический аппарат «Галилео» делает первые снимки крупным планом астероида (Гаспра) и обнаруживает первую луну (позже названную Дактиль), вращающуюся вокруг астероида (Ида).
• 1997-2000: Космический корабль NEAR Shoemaker пролетает мимо Матильды, выходит на орбиту и приземляется на Эросе.
• 1998: НАСА учреждает Программный офис объектов, сближающихся с Землей, для обнаружения, отслеживания и описания потенциально опасных астероидов и комет, которые могут приближаться к Земле.
• 2006: Японский космический корабль «Хаябуса» становится первым космическим кораблем, который приземлился, взял образцы и взлетел с астероида.
• 2006: Церера получает новую классификацию — карликовая планета — но сохраняет статус крупнейшего известного астероида.
• 2007: Космический корабль «Рассвет» отправляется в путешествие к поясу астероидов для изучения Весты и Цереры.
• 2008: Европейский космический корабль Rosetta, направляющийся для изучения кометы в 2014 году, пролетает и фотографирует астероид Штейнс, астероид, состоящий из силикатов и базальтов.
• 2010: Японский космический корабль «Хаябуса» возвращает на Землю образец астероида.
• 2010: Розетта пролетает мимо астероида Лютеция, обнаружив примитивного человека, пережившего насильственное рождение нашей Солнечной системы.
• 2011–2015: Dawn изучает Весту, став первым космическим кораблем, вышедшим на орбиту астероида главного пояса. Сейчас он изучает карликовую планету Церера, расположенную в главном поясе астероидов.

Дополнительная информация: Дополнительную информацию о программе NASA по поиску NEO можно найти здесь: neo.jpl.nasa.gov/programs/intro.html.

Цитата: Что такое астероиды? (2015, 10 сентября) получено 27 ноября 2022 г. с https://phys.org/news/2015-09-asteroids.html.

Этот документ защищен авторским правом.За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.