Астероиды в Солнечной системе

 

 

 

 

Доклад  на тему:

Астероиды

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

ученик 11 класса «В»

МАОУ СОШ  №40

г. Новороссийска

Оганов Юрий

 

 

 

Астеро́ид — относительно небольшое небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды значительно уступают по массе и размерам планетам, имеют неправильную форму, и не имеют атмосферы, хотя при этом и у них могут быть спутники.

Термин астероид (от др.-греч. ἀστεροειδής — «подобный звезде», из ἀστήρ — «звезда» и εῖ̓δος — «вид, наружность, качество») был введён Уильямом Гершелем на основании того, что эти объекты при наблюдении в телескоп выглядели как точки звёзд — в отличие от планет, которые при наблюдении в телескоп выглядят дисками. Точное определение термина «астероид» до сих пор не является установившимся. До 2006 года астероиды также называли малыми планетами.

Главный параметр, по которому проводится классификация, — размер тела. Астероидами считаются  тела с диаметром более 30 м, тела меньшего размера называют метеоритами

Астероиды в Солнечной системе

В настоящий  момент в Солнечной системе обнаружены сотни тысяч астероидов. По состоянию на 11 января 2013 в базах данных насчитывалось 97 853 768 объектов, у 600 853 точно определены орбиты и им присвоен официальный номер.[2] 17 620 из них на этот момент имели официально утверждённые наименования.[3] Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1,1 до 1,9 миллиона объектов, имеющих размеры более 1 км.[4] Большинство известных на данный момент астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера.

Самым крупным  астероидом в Солнечной системе  считалась Церера, имеющая размеры  приблизительно 975×909 км, однако с 24 августа 2006 года она получила статус карликовой планеты. Два других крупнейших астероида (2) Паллада и (4) Веста имеют диаметр ~500 км. (4) Веста является единственным объектом пояса астероидов, который  можно наблюдать невооружённым  глазом. Астероиды, движущиеся по другим орбитам, также могут быть наблюдаемы в период прохождения вблизи Земли (см., например, (99942) Апофис).

Общая масса  всех астероидов главного пояса оценивается  в 3,0—3,6·1021 кг[5], что составляет всего  около 4 % от массы Луны. Масса Цереры — 9,5·1020 кг, то есть около 32 % от общей, а  вместе с тремя крупнейшими астероидами (4) Веста (9 %), (2) Паллада (7 %), (10) Гигея (3 %) — 51 %, то есть абсолютное большинство астероидов имеют ничтожную по астрономическим меркам массу.

Изучение астероидов

Изучение  астероидов началось после открытия в 1781 году Уильямом Гершелем планеты  Уран. Его среднее гелиоцентрическое  расстояние оказалось соответствующим  правилу Тициуса — Боде.

В конце XVIII века Франц Ксавер (англ.)русск. организовал группу, включавшую 24 астрономов. С 1789 года эта группа занималась поисками планеты, которая, согласно правилу Тициуса-Боде, должна была находиться на расстоянии около 2,8 астрономических единиц от Солнца — между орбитами Марса и Юпитера. Задача состояла в описании координат всех звёзд в области зодиакальных созвездий на определённый момент. В последующие ночи координаты проверялись, и выделялись объекты, которые смещались на большее расстояние. Предполагаемое смещение искомой планеты должно было составлять около 30 угловых секунд в час, что должно было быть легко замечено.

По иронии судьбы первый астероид, Церера, был  обнаружен итальянцем Пиацци, не участвовавшим в этом проекте, случайно, в 1801 году, в первую же ночь столетия. Три других — (2) Паллада, (3) Юнона и (4) Веста были обнаружены в последующие несколько лет — последний, Веста, в 1807 году. Ещё через 8 лет бесплодных поисков большинство астрономов решило, что там больше ничего нет, и прекратило исследования.

Однако Карл Людвиг Хенке проявил настойчивость, и в 1830 году возобновил поиск новых астероидов. Пятнадцать лет спустя он обнаружил Астрею, первый новый астероид за 38 лет. Он также обнаружил Гебу менее чем через два года. После этого другие астрономы подключились к поискам, и далее обнаруживалось не менее одного нового астероида в год (за исключением 1945).

В 1891 году Макс Вольф впервые использовал для  поиска астероидов метод астрофотографии, при котором на фотографиях с  длинным периодом экспонирования астероиды  оставляли короткие светлые линии. Этот метод значительно ускорил  обнаружение новых астероидов по сравнению с ранее использовавшимися  методами визуального наблюдения: Макс Вольф в одиночку обнаружил 248 астероидов, начиная с (323) Брюсия, тогда как до него было обнаружено немногим более 300. Сейчас, век спустя, только несколько тысяч астероидов идентифицировано, пронумеровано и поименовано. Известно об их гораздо большем количестве, однако учёные не очень беспокоятся об их изучении, называя астероиды «космическим сбродом» («vermin of the skies»).

В 2010 г. две  независимые группы астрономов из США, Испании и Бразилии заявили, что  одновременно обнаружили водяной лёд  на поверхности одного из самых крупных  астероидов главного пояса — Фемиды. Это открытие позволяет понять происхождение  воды на Земле. В начале своего существования  Земля была слишком горяча, чтобы  удержать достаточное количество воды. Это вещество должно было прибыть  позднее. Предполагалось, что воду на Землю могли занести кометы, но изотопный состав земной воды и воды в кометах не совпадает. Поэтому  можно предположить, что вода на Землю была занесена при её столкновении с астероидами. Исследователи также  обнаружили на Фемиде сложные углеводороды, в том числе молекулы — предшественники  жизни.[6]

Именование астероидов

Сначала астероидам давали имена героев римской и  греческой мифологии, позднее открыватели  получили право называть их как угодно — например, своим именем. Вначале  астероидам давались преимущественно  женские имена, мужские имена  получали только астероиды, имеющие  необычные орбиты (например, Икар, приближающийся к Солнцу ближе Меркурия). Позднее  и это правило перестало соблюдаться.

Получить  имя может не любой астероид, а  лишь тот, орбита которого более или  менее надёжно вычислена. Были случаи, когда астероид получал имя спустя десятки лет после открытия. До тех пор, пока орбита не вычислена, астероиду  даётся порядковый номер, отражающий дату его открытия, например, 1950 DA. Цифры  обозначают год, первая буква — номер  полумесяца в году, в котором астероид был открыт (в приведённом примере  это вторая половина февраля). Вторая буква обозначает порядковый номер  астероида в указанном полумесяце, в нашем примере астероид был  открыт первым. Так как полумесяцев 24, а английских букв — 26, в обозначении  не используются две буквы: I (из-за сходства с единицей) и Z. Если количество астероидов, открытых в течение полумесяца, превысит 24, вновь возвращаются к началу алфавита, приписывая второй букве индекс 2, при следующем возвращении — 3, и т. д.

После получения  имени официальное именование астероида  состоит из числа (порядкового номера) и названия — (1) Церера, (8) Флора и  т. д.

Определение формы и размеров астероида

Первые попытки  измерить диаметры астероидов, используя  метод прямого измерения видимых  дисков с помощью нитяного микрометра (англ.)русск., предприняли Уильям Гершель в 1802 и Иоганн Шрётер в 1805 годах. После них в XIX веке аналогичным способом проводились измерения наиболее ярких астероидов другими астрономами. Основным недостатком данного метода были значительные расхождения результатов (например, минимальные и максимальные размеры Цереры, полученные разными учёными, отличались в десять раз).

Современные способы определения размеров астероидов включают в себя методы поляриметрии, радиолокационный, спекл-интерферометрии, транзитный и тепловой радиометрии[7].

Одним из наиболее простых и качественных является транзитный метод. Во время движения астероида относительно Земли он иногда проходит на фоне отделённой звезды, это явление называется покрытие звёзд астероидом. Измерив длительность снижения яркости данной звезды и зная расстояние до астероида, можно достаточно точно определить его размер. Данный метод позволяет достаточно точно определять размеры крупных астероидов, вроде Паллады[8].

Метод поляриметрии заключается в определении размера на основании яркости астероида. Чем больше астероид, тем больше солнечного света он отражает. Однако яркость астероида сильно зависит от альбедо поверхности астероида, что в свою очередь определяется составом слагающих его пород. Например, астероид Веста из-за высокого альбедо своей поверхности отражает в 4 раза больше света, чем Церера и является самым заметным астероидом на небе, который иногда можно наблюдать невооружённым глазом.

Однако само альбедо тоже можно определить достаточно легко. Дело в том, что чем меньше яркость астероида, то есть чем меньше он отражает солнечной радиации в  видимом диапазоне, тем больше он её поглощает и, нагреваясь, излучает её затем в виде тепла в инфракрасном диапазоне.

Он может  быть также использован для определения  формы астероида, путём регистрации  изменения его блеска в процессе вращения, так и для определения  периода этого вращения, а также  для выявления крупных структур на поверхности[8]. Кроме того, результаты, полученные с помощью инфракрасных телескопов (англ.)русск., используются для определения размеров методом тепловой радиометрии[7].