- Виявлення Пояси астероїдів
- Структура пояса Астероїдів
- Склад пояса Астероїдів
- Основні об'єкти Пояси астероїдів
- Сімейства і групи пояса Астероїдів
- Походження Пояси Астероїдів
- Вивчення пояса Астероїдів
сонячна система > Пояс астероїдів
дослідження | фотографії
Головний пояс астероїдів - область між Марсом і Юпітером з невеликими космічними тілами: фото, відкриття, структура, склад, список об'єктів, дослідження.
У 18 столітті вчені могли скласти приблизну карту нашої Сонячної системи, вивчивши орбітальні шляху планет. Звідси з'явився закон Тіція-Боде, який передбачив просторові проміжки між планетами. Чітко вимальовувалося, що між Марсом і Юпітером спостерігається примітний розрив, що привернув увагу дослідників.
Крім того, в об'єктиви почали потрапляти дрібні тіла, які пізніше називають «астероїдами», а потім вийшли і на сам «пояс». Давайте уважно досліджуємо головний пояс астероїдів Сонячної системи.
Виявлення Пояси астероїдів
У 1800 році проблему закону Тіція-Боде планував вирішити Франц Ксавер фон Зак. Він зібрав астрономічний клуб «Об'єднане космічне співтовариство», куди також увійшов Вільям Гершель.
Дивно, що перший крихітний об'єкт 1 січня 1801 року помітив Джузеппе Пьяцца, який отримав запрошення, але офіційно членом клубу ще не значився.
Порівняння Церери (зліва) і Тефия (праворуч)
Спочатку він вважав, що це комета, але стало ясно, що у неї немає коми. Він назвав знахідку Церера (фото вище) і припустив, що зіткнувся з планетою. Через 15 місяців Генріх Ольберс знайшов друге тіло в тій же ділянці - 2 Паллада.
За зовнішнім виглядом об'єкти мало відрізнялися від зірок, так як навіть в максимальному збільшенні не дозволяються на диски. Але стрімкий рух вказувало на орбітальний характер. Вільям Гершель запропонував створити клас «астероїди».
У 1807 році знаходять 3 Джуно і 4 Веста, в 1845-м - 5 Астрея. У 1850-х рр. термін «астероїди» увійшов у широкий вжиток, а об'єкти знаходилися все частіше. Поступово почали використовувати поняття пояс астероїдів, хоча точного першоджерела не знайшли. Нижче представлена схема, де вказана орбіта пояса астероїдів між Марсом і Юпітером.
Астероїди внутрішньої системи і Юпітера: астероїдний пояс у вигляді пончика знаходиться між Юпітером і Марсом
У 1868 році існував список з 100 астероїдів, а з появою фотографії в 1891 році вдалося суттєво збільшити кількість. До 1921 року знайшли ніж 1000 об'єктів, в 1981 році - 10000, а в 2000-му - 100000. Сучасні системи застосовують автоматичні програми пошуку.
Структура пояса Астероїдів
Незважаючи на поширену оману, головний пояс астероїдів виступає здебільшого порожнім простором, де об'єкти віддалені на великі дистанції. Але ми знаємо про присутність сотень тисяч астероїдів, а загальне число може наближатися до мільйона. Приблизно 200 об'єктів в діаметрі охоплюють 100 км, а ІК-огляд показав 0.7-1.7 млн. Астероїдів з протяжністю в 1 км і більше.
Порівняння розмірів деяких астероїдів головного Пояси
Пояс астероїдів знаходиться між Марсом і Юпітером на відстані 2.2-3.2 а.о. від Сонця і охоплює в протяжності 1 а.о. Загальна маса досягає від 2.8 х 1021 кг до 3.2 х 1021 кг, що прирівнюється до 4% місячної. Приблизно половина маси йде на 4 найбільших об'єкта: Церера (1/3), 4 Веста, 2 Паллада і 10 Гигея.
Головну популяцію пояса іноді ділять на три зони, засновані на розриві Кирквуда. Його назвали на честь Даніеля Кирквуда, який в 1866 році знайшов зазори між орбітальними шляхами астероїдів.
Зона I розташована між резонансами 4: 1 і зазорами Кирквуда 3: 1, що відповідає віддаленості від Сонця на 2.6 а.о. і 2.5 а.о. Зона II триває від кінця I до резонансної щілини 5: 2 (2.88 а.о.). Зона III йде від зовнішнього краю II до зазору 2: 1 (3.28 а.о.).
Головний пояс астероїдів між планетами також ділять на внутрішній і зовнішній, де перший формується наближеними до Марсу астероїдами, а зовнішній ближче до орбітального шляху Юпітера. Астероїди з віддаленістю в 2.06 а.о. від зірки можна сприймати як внутрішню кордон.
Температура в поясі змінюється в залежності від віддаленості від сонячних променів. Для внутрішніх частинок градус розуміється до -73 ° С при дистанції в 2.2 а.о. і до -108 ° С при 3.2 а.о.
Склад пояса Астероїдів
Багато астероїди представлені скелястим матеріалом, але деякі мають у своєму розпорядженні залізом і нікелем. Решта мають домішками вуглецю, льодом і летючими речовинами.
Зображення Вести, отримане під час близького проходу апарату Dawn в 2011-му році
На території пояса проживає три види астероїдів: С (вуглецеві), S (силікатні) і М (металеві). З-тип багатий на вуглець, домінує над зовнішніми територіями і вміщує понад 75% спостережуваних об'єктів. За поверхневому складу співвідносяться з вуглецевими мідно-хондрітових метеоритами, а спектри демонструють давню Сонячну систему.
S-тип частіше зустрічаються у внутрішній частині при віддаленості в 2.5 а.о. від сонця. Зазвичай представлені силікатами і деякими металами. Вважають, що їх матеріал змінився з часом через плавлення і реформації. Можете вивчити головні небесні тіла в поясі астероїдів Сонячної системи.
Основні об'єкти Пояси астероїдів
Об'єкт Середній діаметр Обсяг
(109 км3)
маса
1017кг
щільність
г / см3
Тип об'єкта Церера 950,0 км 0,437 9500 2,08 Карликова планета Паллада 532,0 км 0,078 2110 2,8 Астероїд Веста 529,2 км 0,078 2620 3,42 Астероїд Гигея 407,12 км 0,04 885 2,5 Астероїд Ерос 16,84 км? (0,0669 ± 0,00002) 2,670 Астероїд Іда 59,8 × 25,4 × 18,6 км? 0,42 2,6 ± 0,5 Астероїд Аннафранк 6,6 x 5,0 x 3,4 км? 0,0013 2,300 Астероїд Матильда 66 × 48 × 46 км? (1,033 ± 0,044) 1,300 ± 0,2 Астероїд Ітокава 0,33 км? +0,0000000351 1,9 ± 0,13 Астероїд
М-типу представляють 10% від загальної кількості і наповнені залізо-нікелевим і силікатною сполуками. Є припущення, що певна частина могла з'явитися з металевих ядер диференційованих астероїдів.
Є також рідкісний різновид V-типу (базальтові). У 2001 році припустили, що велика частина базальтових астероїдів сталася від Веста. Але потім з'ясували, що вони відрізнялися за складом. Вважається, що їх повинно бути багато, але 99% передбачених об'єктів просто відсутні.
Сімейства і групи пояса Астероїдів
Приблизно 1/3 небесних тіл в поясі астероїдів входить в сімейства. Вони діляться за подібністю в орбітальних особливості, начебто ексцентриситету, орбітального нахилу і інших спектральних ознак. Могли сформуватися при зіткненні з більш великими об'єктами, які пізніше розпалися на дрібні тіла.
Художня концепція створення астероїдних сімей
Серед найбільш відомих сімейств варто згадати групи Флори, Евном, Короніс, Еоса і Теміс. Сім'я Флори вважається однією з найбільших і вміщує понад 800 об'єктів. Могла з'явитися через удар мільярд років тому. Знаходиться у внутрішній області пояса. Об'єкти відносяться до S-типу і складають 4-5% від загального астероїдного кількості.
У Евном проживають тіла S-типу. Найменування взято від богині права і порядку. Тіла знаходяться в проміжному поясі і охоплюють 5%. Приблизно 300 астероїдів живе в Короніс. Серед них найбільшим виступає 208 Лакрімоса, що тягнеться на 41 км.
Сім'я Еоса віддалена на 2.96-3.03 а.о. і з'явилася після удару 1-2 млрд. років тому. Включає 4400 учасників, що нагадують S-тип. Але ІК-аналіз показує відмінності, тому віднесли в власну категорію (К).
Спостережувані астероїди демонструють кратерного поверхні
Група Теміс розташована на зовнішній території пояса при віддаленості в 3.13 а.о. Серед об'єктів примітним здається 24 Теміс, що відноситься до С-типу. Найбільшим вважається Веста, а однойменне сімейство сформувалася через зіткнення.
Також в астероидном поясі можна знайти пилові лінії з радіусами частинок до декількох сотень мікрометрів. Дрібний матеріал створюється при астероїдних зіткненнях. Є три лінії зі схожими орбітальними нахилами.
Походження Пояси Астероїдів
Спочатку вважали, що астероїдний пояс - результат знищення великої планети, розташованої між Марсом і Юпітером. Цю теорію запропонували Г. Олбдерс і У. Гершель. Але її відкинули.
Художня інтерпретація ранньої Сонячної системи, де зіткнення частинок в аккреційному диску викликало формування планетезималей
Перш за все, для знищення планети буде потрібно величезна кількість енергії. До того ж, факт в тому, що весь астероїдний обсяг за масою досягає всього лише 4% місячної. Та й самі об'єкти відрізняються за хімічним складом.
Сьогоднішній висновок полягає в тому, що астероїди виступають залишковим матеріалом ранньої Сонячної системи і вони ніколи не були частиною планети. У перші мільйони років, коли гравітаційна аккреция привела до планетному формування, накопичення матеріалу злилися в великі об'єкти. Але на території астероїдний пояс планетезимали піддалися потужної гравітації Юпітера і не змогли об'єднатися.
Але не варто сприймати астероїди як початковий матеріал системи. Вони пройшли крізь тривалий еволюційний етап (внутрішнє нагрівання, поверхневе танення від зіткнень і космічне вивітрювання). Тому сучасний пояс вміщує лише незначну масу початкового.
Комп'ютерні моделі вважають, що рання масивність зіставлялася із земною. Через гравітаційних коливань більшу частину викинуло через мільйон років після формування. При створенні першого астероїда температура на віддаленості 2.7 а.о. від Сонця відповідала «сніжної лінії» (нижче точки замерзання води).
Астероїди Сонячної системи
Астроном Володимир Бусарєв про будову речовини астероїдів, їх таксономічних типах і джерелах виникнення земного життя:
Вивчення пояса Астероїдів
Астероїди розосереджені в просторі, тому апарати подорожують по поясу астероїдів між Марсом і Юпітером без пошкоджень. Імовірність зіткнення: 1 до мільярда.
Космічний корабель Dawn прибуває до астероїда Веста
У 1972 році Піонер-10 став першим апаратом, пролетів крізь астероїдний пояс на шляху до Юпітера. На той момент боялися, що осколки можуть пошкодити корабель. Але він, разом з 11-ї місією, пройшов успішно. Далі були Вояджери-1 і 2, Улліс, Галілео, NEAR, Кассіні, Зоряна Пил, Нові Горизонти, Розетта і Dawn.
Здебільшого ці місії призначалися для дослідження зовнішньої системи і її об'єктів. Саме за астероїдами стежили Dawn, NEAR і Хаябуса. Dawn полетів до Веста в 2011-2012 рр. і потім попрямував до Церери.
В майбутньому розглядають можливість використовувати астероїди як ресурси - дорогоцінні метали, матеріали і летючі речовини. Деякі навіть будують плани по колонізації великих об'єктів.
посилання