Астероиды

В один из первых дней января 1801 года, Джузеппе Пиацци (Giuseppe Piazzi) открыл объект, который он сначала принял за новую комету. Но позже, когда его орбита была определена более точно, стало ясно, что это не комета, а что-то похожее на маленькую планету. Пиацци назвал ее Церера (Ceres), в честь богини плодородия. Через несколько лет были открыты еще три маленьких тела Паллада, Веста и Юнона (Pallas, Vesta, Juno). К концу 19-ого века их было известно уже несколько сотен.

На сегодня  открыты и зафиксированы уже  несколько сотен тысяч астероидов. Еще тысячи открываются каждый год. Несомненно существуют еще сотни тысяч подобных объектов, которые слишком малы, чтобы быть различимыми с Земли. Существует 26 известных астероидов с диаметром более 200 км. Наши подсчеты самых крупных астероидов почти полны: настоящий момент мы вероятно знаем 99% астероидов размеры которых больше 100 км в диаметре. Среди астероидов с размерами от 10 до 100 км занесена в каталоги лишь половина. А о маленьких астероидах мы знаем слишком мало; возможно, что существует около миллиона астероидов с диаметром меньше 1 км.

Полная масса  всех астероидов меньше, чем масса Луны.

Астероиды 243 Ида и 951 Гаспра были сфотографированы космическим аппаратом  Галилео на его пути к Юпитеру. Аппарат NEAR пролетел 27 июня 1997 года вблизи 253 Матильды (слева) и получил много изображений. NEAR (переименованный в ходе экспедиции в "NEAR-Шумейкер" "NEAR-Shoemaker") вышел на орбиту астероида 433 Эрос (433 Eros) в январе 1999 года и до сих пор передает изображения и данные. [Прим.Ред.: 12 января 2001 года миссия NEAR-Шумейкер завершилась жесткой, но удачной посадкой на поверхность Эроса.] Это единственные астероиды, которые изучались столь близко.

Самым большим  астероидом является 1 Церера. Его диаметр 933 км, а масса составляет почти 25% от общей массы всех астероидов. За ним по величине следуют 2 Паллада, 4 Веста и 10 Гигея (10 Hygiea), диаметры которых лежат между 400 и 525 км. Все другие известные астероиды имеют менее 340 км в поперечнике.

Ведутся споры  по поводу классификации астероидов, комет и спутников. Существует несколько спутников планет, про которые, по всей видимости, лучше сказать, что они являются захваченными астероидами. Крошечные спутники Марса Деймос и Фобос, восемь внешних спутников у Юпитера, у Сатурна самый внешний спутник Феба и, возможно, некоторые из недавно открытых спутников Урана и Нептуна -- все они больше похожи на астероиды, чем на спутники планет. (На коллаже вверху страницы одновременно и приблизительно в одном масштабе показаны Ида, Гаспра, Деймос и Фобос.)

Астероиды делятся на несколько типов, в зависимости от их спектра (и, соответственно, химического состава) и альбедо:

Из-за эффектов наблюдательной селекции (например, темный астероид C-типа заметить сложнее), в  предложенной выше классификации нельзя говорить о точном распределении  астероидов в процентном соотношении. (Не самом деле сегодня используется несколько схем классификации астероидов.)

О плотностях астероидов известно очень мало. Так масса  Матильды была измерена по эффекту  Доплера в радиоволнах, пришедших  на Землю с борта космического аппарата NEAR при его полете в слабом гравитационном поле астероида. К удивлению, ее плотность оказалась лишь немного  больше, чем у воды, указывая на то, что этот астероид не сплошное твердое  тело, а скорее плотная груда осколков.

Астероиды также подразделяются по их положению в солнечной системе:

• Основной  пояс астероидов: расположен между Марсом и Юпитером, на расстоянии в 2-4 АЕ от Солнца. Он, в свою очередь, делится на подгруппы Hungarias, Floras, Phocaea, Koronis, Eos, Themis, Cybeles и Hildas (каждая из которых названа по имени главного астероида в группе).
• Околоземные астероиды: те, которые подходят близко к Земле
• Atens: большая полуось орбиты меньше 1.0 а.е., а расстояние в афелии больше 0.983 а.е.;
• Apollos: большая полуось больше, чем 1.0 а.е. и расстояние в перигелии меньше, чем 1.017 а.е.
• Amors: перигелий между 1.017 и 1.3 а.е.
• Троянцы: расположены недалеко от треугольных точек Лагранжа Юпитера (на 60 градусов впереди и позади Юпитера на его орбите). Сегодня известно несколько сотен таких астероидов. согласно оценкам их может быть больше тысячи. Любопытно, что в передней точке Лагранжа (L4) астероидов больше, чем в задней (L5). (Также могут существовать несколько маленьких астероидов в Лагранжевых точках Венеры и Земли (смотри вторая Луна у Земли), которые также иногда называют Троянцами (например, 5261 Eureka это "Троянец Марса".)

Есть также "астероиды" (называемые Кентаврами (Centaurs)) во внешних областях Солнечной системы: 2060 Хирон (или 95 P/Хирон), вращающийся между Сатурном и Ураном; орбита астероида 5335 Damocles начинается вблизи от Марса и уходит за орбиту Урана; 5145 Фолус перемещается от Сатурна до Нептуна. Вероятно, имеются и другие объекты, но такие орбиты, пересекающие орбиты планет, неустойчивы и, скорее всего, будут сильно меняться в будущем. По внутреннему строению эти объекты, вероятно, более похоже на кометы или объекты Пояса Койпера, чем на обычные астероиды. В частности, Хирон уже сейчас классифицирован как комета.

4 Веста недавно изучалась с помощью Хаббловского телескопа (слева). Этот астероид особенно интересен тем, что его недра разделены на различные внутренние слои подобно планетам земной группы. Это подразумевает существование некоторого внутреннего источника тепла в добавление к тому, которое получается от распада долгоживущих радиоактивных изотопов (мощности которого не хватило бы на то, что бы расплавить такое маленькое тело). На этом астероиде также существует гигантский столкновительный кратер, настолько глубокий, что открывает мантию, лежащую под внешней корой Весты.

Хотя астероиды  невозможно увидеть невооруженным  глазом, многие из них видны в  бинокль или маленький телескоп.  
 
 

 
 
Реферат: "Астероиды: Большая  четверка"

Раздел: Рефераты по науке и технике

Астероиды: Большая четверка

В Палермо, на о. Сицилия итальянский астроном директор обсерватории Джузеппе Пиацци уже много лет вел наблюдения положений звезд для составления звездного каталога. Работа близилась к концу. В первый вечер XIX в., 1 января 1801 г., Пиацци обнаружил в созвездии Близнецов слабую звездочку, с блеском около 7m, которой почему-то не оказалось ни в его собственном каталоге, ни в каталоге Христиана Майера, имевшегося в распоряжении Пиацци. На следующий вечер оказалось, что звездочка имеет не те координаты, что накануне: она сместилась на 4' по прямому восхождению и на 3',5 по склонению. На третью ночь выяснилось, что ошибки нет и что звездочка медленно перемещается по небу. Шесть недель следил Пиацци за странной звездой. Ни диска, которым должна была обладать планета, ни туманного вида, характерного для комет!

Почти две недели движение объекта было попятным (он смещался среди звезд к западу), 12 января словно застыл на месте, а затем  сменил движение на прямое (к востоку). Такое поведение характерно для планет. За шесть недель объект сместился в общей сложности на 4o, но вид его остался неизменным. Объект казался Пиацци все более интересным. Но наблюдения прервала болезнь. Поправившись, Пиацци уже не смог найти его. Непрерывно перемещаясь, объект затерялся среди слабых звезд..

В это время 23-летний, еще никому не известный, Карл Фридрих  Гаусс увлекся созданием методов  обработки астрономических наблюдений. Он решил попытаться определить эллиптическую  орбиту новой планеты по имеющимся  данным. Для этого ему пришлось разработать новый метод, который  прославил Гаусса и известен теперь в небесной механике как метод  определения эллиптической орбиты по трем наблюдениям. Объединив результаты всех наблюдений с помощью созданного им же несколько раньше метода наименьших квадратов, Гаусс определил, что  орбита объекта лежит между орбитами Марса и Юпитера и что большая  полуось ее (2,8 а. е.) точно совпадает  со значением, предсказанным законом  Тициуса-Боде. Сомнений не осталось : это была искомая планета. Теперь по известной орбите Гаусс вычислил дальнейший путь объекта на небу (эмефриду)

Новой планете  нужно было дать название. Пиацци предложил название Церера Фердинанда, посвящая планету своему королю. Но не обошлось без споров. Наполеон считал, что планету нужно назвать Юноной. Лаланд, бывший, к стати, учителем Пиацци, предложил назвать ее именем своего достойного ученика. Сохранилось название Церера

Новая планета  заняла, как будто, равноправное положение  среди остальных, к радости астрономов, заполнив брешь между Марсом и  Юпитером. И все же было ясно, что  Церера обманула надежды астрономов. Тех, кто надеялся найти между  Юпитером и Марсом большую планету, постигло разочарование. Церера, как  и остальные планеты, была холодной и светила отраженным солнечным  светом. Но как же слаб, был этот свет! Венера и Юпитер светили в сотни  раз ярче. Она была слабее более  далекого Урана, а ее диск не удавалось  рассмотреть в лучшие телескопы  того времени рефлекторы Вильяма  Гершеля. Это означало одно : Церера очень невелика по размерам. Между Марсом и Юпитером двигалась планета-крошка

В Берлине Генрих Вильгельм Ольберс, немецкий врач и астроном, член Парижской Академии наук, член Лондонского королевского общества и руководитель Берлинской обсерваторией, внимательно следил за движением Цереры. 28 марта 1802 г. он неожиданно неподалеку от нее обнаружил еще одну, но более слабую планетку (около 9m). Ольберс дал ей название Паллада, в честь Афины Паллады. Мало того, что Паллада двигалась тоже на расстоянии 2,8 а.е. от Солнца, уже занятом Церерой, ее орбита к тому же сильно отклонялась от плоскости эклиптики (на 35o). Почему же было две планеты-крошки, вместо одной большой, на расстоянии, предсказанном законом Тициуса-Боде?

"Где тот  прекрасный закономерный порядок,  которому подчинялись планеты  в своих расстояниях ? - сокрушался Ольберт в письме к Боде. Мне кажется, еще рано философствовать по этому поводу; мы должны сначала наблюдать и определять орбиты, чтобы иметь верные основания для наших предположений. Тогда, быть может, мы решим или по крайней мере приблизительно выясним, всегда ли Церера и Паллада пробегали свои орбиты в мирном соседстве, относительно одна от другой, или обе они являются только обломками, только кусками прежней большой планеты, которую взорвала какая-нибудь катастрофа."

Место поисков  новых астероидов было локализовано. Третья планета между Марсом и  Юпитером (около 8m) была открыта в  созвездии Кита. Ее обнаружил К. Гардинг в Лилиентале 1 сентября 1804 г. Ее посвятили, наконец, Юноне, снова римской богине. Далее 29 марта 1807 г. Ольберс открыл четвертую планету (около 6m), названную Вестой в честь римской богини домашнего очага и огня. Веста - единственный астероид, который иногда можно видеть невооруженным глазом.

Несмотря на малые размеры, Церера, Паллада, Юнона  и Веста стали включаться в  общий список планет, хотя потребность  как-то выделить их ощущалась с самого начала. Пиацци предложил именовать новые члены Солнечной системы планетоидами (т.е. планетоподобными), а Гершель астероидами (звездоподобными) за отсутствие у них видимого диска. Их называли и телескопическими планетами, так как они не были видны невооруженным глазом. В настоящее время используют термин "астероид", но наряду с ним существует и другой - "малая планета".

Вереница  открытий. Кольцо астероидов

После открытия большой четверки астероидов в течение  последующих 40 лет поиски новых астероидов оставались безуспешными. Ольберс так и не узнал, что между Марсом и Юпитером движется огромное множество астероидов, заполняющих толстый тор, именуемый кольцом астероидов. Он умер за пять лет до того, как началась вереница их открытий. Не дожили до этого ни Пиацци, ни Гардинг

В конце 1845 года Карл Людвиг Генке открыл пятый астероид (9m,5), получивший название Астрея. Еще через полтора года - 1 июня 1847 г. - неутомимый Генке открывает шестой астероид, названный Гебой. В том же году американец Дж. Э. Хемд открывает Ирис и Флору, а чуть позже их же обнаруживает англичанин Д. Хтнд. Затем открытия следуют непрерывной чередой

Четырнадцать  астероидов за 9 лет (с 1852 по 1861 г.) открыл немецкий художник Герман Майер Соломон  Гольдшмидт

В 1860 г. было известно уже 62 астероида, к 1870 - 109, к 1880 - 211. А  затем новых астероидов стало  появляться все меньше. Иссякли "запасы" крупных и довольно ярких объектов. Теперь открывали астероиды 13-14m, и  лишь изредка попадался пропущенный  ранее объект. Таким, к примеру, оказалась  Папагена (около 8m), открытая лишь в 1901 г