Астероїди. Метеорити

 

 

  

Астероїди

    Астероїд, або мала планета,  — тверде небесне тіло діаметром від 1 до приблизно 1000 км, що рухаються орбітами у Сонячній системі.

    Термін астероїд (від дав.-гр. ἀστεροειδής — «зіркоподібний», з ἀστήρ — «зірка» та εῖ̓δος — «вид, зовнішність, якість») було запроваджено Вільямом Гершелем, оскільки перші виявлені астероїди виглядали на небі, як зірки (або точки), на відміну від планет, які під час спостереження у телескоп виглядають дисками. Водночас астероїди, на відміну від зір, рухалися. Точне визначення терміну «астероїд» досі не встановлено.

Від комет астероїди відрізняються тим, що не мають коми та характерного кометного хвоста.

    До запровадження терміну карликова планета астероїди також називали малими планетами. Однак резолюцією Міжнародного астрономічного союзу 2006 року встановлено нову термінологію щодо об'єктів Сонячної системи. Тепер їх поділяють на три категорії:

• планети
• карликові планети
• малі тіла Сонячної системи, до яких включено, зокрема, астероїди, комети та транснептунові об'єкти.

    Астероїди вважають залишками протопланетного диска, що залишилися після формування Сонячної системи. Загальна їх кількість — більше 575 тис., а їх загальну масу оцінюють у 4,2 × 1021 кг, що становить менше одного відсотка від маси Землі. Орбіти більшості відомих астероїдів розташовані між орбітами Марса й Юпітера (так званий головний пояс астероїдів).

    Найвідоміші астероїди: Паллада, Юнона, Веста, Ерос, Амур, Гідальго, Ікар.

Розмір є одним із основних параметрів, за якими класифікують астероїди. Можна вважати, що всі астероїди, розміром понад 100 км, вже відкрито. Наразі відомо 26 астероїдів діаметром понад 200 км.

    Більші небесні тіла (понад 800 км у діаметрі), що обертаються навколо Сонця, під дією власних гравітаційних сил набувають сферичної форми, і такі тіла класифікують як планети або карликові планети.

    Чинна класифікація визначає астероїдами об'єкти з діаметром понад 50 м, відрізняючи їх від метеороїдів, які теж подібні до уламків скелі, але менші за розміром. Класифікація спирається на міркування, що в результаті входження до атмосфери Землі астероїди можуть уціліти й досягти її поверхні незруйнованими, у той час як метеори, здебільшого, згорають в атмосфері повністю.

    Процес вивчення астероїдів налічує кілька періодів. 1781 року В. Гершель відкрив планету Уран. Її середня геліоцентрична відстань виявилася відповідною правилу Тіціуса — Боде, що наводило на думку про існування ще однієї планети, на відстані близько 2,8 астрономічних одиниць від Сонця — між орбітами Марса й Юпітера. Наприкінці XVIII ст. німецький астроном угорського походження Франц Ксавер організував групу, до складу якої входили 24 астрономи. З 1789 року ця група шукала ще одну планету. Завдання полягало у визначенні координат усіх об'єктів на ділянках зодіакальних сузір'їв на певний момент часу. В наступні ночі координати перевірялися й виділялися об'єкти, які пересувалися на значні відстані. Очікуваний зсув шуканої планети мав становити близько 30 кутових секунд за годину (близько 12 кутових мінут за добу), що мало бути легко помічено.

    Однак перший астероїд Цереру (тепер це карликова планета) виявив італієць Джузеппе Піацці, який не був учасником цього проекту, а багато років вів спостереження положень зір для складання зоряного каталогу. 1 січня 1801 року Піацці виявив у сузір'ї Близнят слабку зірочку, з блиском близько 7m, якої чомусь не виявилося ні в його власному каталозі, ні в каталозі Христіана Майера, який був у Піацці. Наступного вечора виявилося, що «зірка» зсунулася на 4′ за прямим піднесенням і на 3,5′ за схиленням. Спостереження протягом шести тижнів дало підстави вважати виявлений об'єкт новою планетою.

    Наступні три астероїди — Паллада (1802, Г. Ольберс), Юнона (1804, К. Гардінг) і Веста (1807, Г. Ольберс) було виявлено протягом декількох наступних років. Ще через 8 років марних пошуків більшість астрономів припинили дослідження.

    Однак, Карл Людвиг Генке виявив наполегливість і відновив пошук нових астероїдів 1830 року. П'ятнадцять років по тому він виявив Астрею, перший новий астероїд за 38 років. Менше ніж через два роки він виявив Гебу. Після цього інші астрономи приєдналися до пошуків, і починаючи з 1847 року астероїди відкривали вже щороку (за винятком 1945). Відкривачами астероїдів у той час стали Д. Р. Гінд, Аннібале де Гаспаріс, Роберт Лютер, Г. М. С. Гольдшмідт, Жан Шакорнак, Джеймс Фергюсон, Н. Р. Поґсон, Вільгельм Темпель, Д. К. Вотсон, Х. Г. Ф. Петерс та ін.

    1891 року німецький астроном Макс Вольф вперше застосував для пошуку астероїдів метод астрофотографії. Він полягав у тому, що на фотографіях із довгими експозиціями астероїди залишали короткі світлі лінії на тлі нічного неба та точкових зображень зір. Фотографічний метод значно збільшив кількість відкритих астероїдів у порівнянні з візуальними методами — М. Вольф самостійно відкрив 248 астероїдів (починаючи з астероїда 323 Брюсія), тоді як до нього було виявлено трохи більше 300.

    1898 року Ґуставом Віттом було відкрито астероїд Ерос, що наближається до Землі на небезпечну відстань. Згодом були відкриті інші астероїди, що наближаються до земної орбіти, але не перетинають її. Згодом їх виділили в окрему групу Амура.

    1906 року Максом Вольфом виявлено Ахіллес, що рухається орбітою Юпітера, поблизу точки Лагранжа. Астероїди, що рухаються такими орбітами називають на честь героїв Троянської війни, а сам клас астероїдів — троянцями.

1932 Карлом Рейнмутом (нім. Karl Reinmuth), був відкритий, потім загублений  і виявлений знову 1973 року (через 41 рік) Аполлон — астероїд, орбіта  якого перетинає орбіти Землі, Венери та Марса. Це перший представник виділеної пізніше групи Аполлона, члени якої у перигелії наближається до Сонця ближче, ніж Земля.

    1976 року американським астрономом Елеанорою Гелін (англ. Eleanor F. Helin) відкрито Атон, котрий започаткував нову групу Атона, велика піввісь орбіти яких менша за 1 а. о., а відстань від Сонця в афелії більша за 0,938 а.о.

1977 року виявлено Хірон  з групи астероїдів, що перетинають орбіти газових планет. Отримали офіційну назву кентаври — за істотами давньогрецької міфології (що були поєднанням людини та коня), оскільки мають характеристики як астероїдів так і комет.

    1992 року було відкрито перший об'єкт за орбітою Плутона. Він отримав тимчасову назву 1992 QB1. Після цього в поясі Койпера стали знаходити нові об'єкти.

Спектральна класифікація астероїдів

    1975 року було розроблено таксономічну систему для астероїдів. Вона базується на кольорі, альбедо та спектрах астероїдів. Ці властивості пов'язані зі складом поверхні астероїдів. Спочатку виділяли три класи:

• астероїди C-типу — темні, багаті на вуглець, вони становлять 75% усіх відомих астероїдів;
• астероїди S-типу — кам'янисті, багаті на кремній, становлять 17% всіх астероїдів;
• до астероїдів U-типу (від англ. Unknow) належать усі інші, що не потрапляють до перших двох категорій.

    Початкова класифікація надалі вдосконалювалася, виділялися нові типи. Наразі дві найпопулярніші таксономічні системи: система Толена та система SMASS. В обох системах виділяють астероїди типу C, S та X. Х-тип складається переважно з металевих астероїдів, таких як астероїди M-типу. Крім того розрізняють ще кілька дрібніших класів.

 

Опис основних типів астероїдів

Тип Опис

А Рідкісний тип астероїда, що характеризується помірно високим альбедо й інтенсивним червоним кольором. Сильне поглинання в ближньому інфрачервоному діапазоні інтерпретується як свідчення наявності олівіну.

B Підклас астероїдів типу С, які відрізняються більшим альбедо.

С Категорія темно-сірих астероїдів з альбедо близько 5%. «C» — означає «вуглецевий», оскільки вони, як вважають, складаються з речовини того ж типу, що вуглецеві хондрити. Астероїди типу С поширені в зовнішній частині головного поясу.

D Тип астероїдів червонуватого кольору, рідко зустрічаються в головному поясі, але дедалі частіше виявляються на великих відстанях від Сонця.

Е Рідкісний тип астероїдів з високим альбедо. За хімічним складом вони можуть виявляти подібність з метеоритами, відомими як енстатітові ахондрити.

F Підклас астероїдів типу C, що відрізняється слабким ультрафіолетовим поглинанням у спектрах або повною його відсутністю.

G Підклас астероїдів типу C, що відрізняються сильним ультрафіолетовим поглинанням у спектрі.

М Поширений тип астероїдів з помірним альбедо, що імовірно мають металеву будову, подібну до будови залізних метеоритів.

P Астероїд з низьким альбедо. Астероїди типу P найчастіше зустрічаються в зовнішній частині головного поясу.

Q Рідкісний тип астероїдів, схожих за своїми властивостями на метеорити, що належать до хондритів. До цього класу астероїдів належить Аполлон та кілька інших навколоземних астероїдів.

R Рідкісний тип астероїда з помірно високим альбедо, прикладом якого є 349 Дембовська.

S Категорія астероїдів з проміжним значенням альбедо, які, як припускають, подібно до кам'яних метеоритів, складаються з кременистих речовин. Астероїди типу S у внутрішній частині поясу астероїдів зустрічаються порівняно часто.

T Тип астероїдів, що характеризуються дуже низьким альбедо.

V Клас астероїдів, найбільшим представником яких є Веста.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Веста — астероїд діаметром близько 525 км

 

 

Розподіл у Сонячній системі

    Орбіти більшості відомих астероїдів лежать всередині головного поясу астероїдів між орбітами Марса і Юпітера. Вони мають порівняно малий ексцентриситет. Вважається, що вони є залишками протопланетного диска. Акреції скельних уламків в цій області завадили потужні збурення, зумовлені гравітаційним полем Юпітера.

    Об'єкти поясу астероїдів дуже різні за розмірами, від 544 км у діаметрі, як Палада, до 10 м. Кілька найбільших мають близьку до сферичної форму, вони дуже схожі на мініатюрні планети. Така форма пояснюється тим, що речовина, з якої вони утворені, переплавилася після утворення. Вони мають сформоване внутрішнє ядро та зовнішню кору. Однак більшість астероїдів невеликі й мають неправильну форму.

    Загальна маса усіх астероїдів поясу оцінюється в (3,0—3,6)× 1021 кг, що становить 4 відсотки від маси Місяця.

    Будова астероїдів різна і в більшості випадків не дуже зрозуміла. Церера, схоже, має ядро із скельних матеріалів, вкрите крижаною мантією, а Веста, схоже, має залізно-нікелеве ядро, олівінову мантію й базальтову кору. 10 Гігея видається однорідною за будовою і складається з карбонистого хондриту. Багато, можливо, більшість дрібних астероїдів, лише ледь-ледь утримуються слабкою гравітацією як єдине тіло. Деякі астероїди мають власні супутники, інші є подвійними.

    Астероїди існують також поза головним поясом:

• навколоземні астероїди мають орбіти, що лежать неподалік земної орбіти (як усередині її, так і зовні). Деякі з них (наприклад, група Аполлона, група Атона) навіть перетинають орбіту Землі й потенційно можуть зіткнутися з нашою планетою. Це може становити загрозу, тому вивченню таких астероїдів приділяють значну увагу. Незважаючи на невелику їх кількість, класифікація цих астероїдів найбільш деталізована.
• троянські астероїди пов'язані силою тяжіння з Юпітером і синхронізовані з ним у русі. Вони або випереджають або відстають від планети-гіганта в її орбітальному русі. Відомо їх небагато, хоча вважається, що має бути не менше, ніж у поясі. Нещодавно було відкрито троянців у Нептуна й Марса.
• кентаври — це астероїди, орбіти яких лежать між орбітами Юпітера й Нептуна.

    Об'єкти, що більшу частину часу перебувають поза орбітою Нептуна (велика піввісь орбіти яких становить більше 30,1 астрономічних одиниць) називають транснептуновими об'єктами.

 

Назви астероїдів

    На початку астероїдам давали імена героїв римської та грецької міфології, пізніше відкривачі отримали право називати їх як завгодно, наприклад — своїм ім'ям. Спочатку астероїдам давали переважно жіночі імена, чоловічі імена отримували тільки ті астероїди, які мають незвичайні орбіти (наприклад, Ікар, який наближається до Сонця ближче Меркурія). Пізніше й цього правила перестали дотримуватися.

    Надати назву можна не будь-якому астероїду, а лише тому, орбіту якого більш-менш надійно обчислено. Були випадки, коли астероїд отримував назву через десятки років після відкриття.

    Після відкриття астероїда йому надають тимчасову назву на зразок 2002 AT4, яка складається з року відкриття, коду півмісяця відкриття (латинська літера) й порядкового номера у півмісяці (який теж кодується латинською літерою). У позначеннях не вживаються літери «I» (через подібність з одиницею) і «Z». Таким чином позначається 24 півмісяці та 24 перших астероїди у кожному півмісяці. Якщо кількість астероїдів, відкритих протягом півмісяця, перевищить 24, знову повертаються до початку алфавіту, і додають до другої літері індекс 2, далі — 3, і т. д. На прикладі астероїда 1969 TD2 — його відкрито 1969 року, у першій половині жовтня (T), 28-м за ліком (D2).

    Потому, як стає відомою орбіта астероїда, йому надають постійний порядковий номер, який записують у дужках, перед тимчасовою назвою ((8245) 1977 RC9), а іноді також власну назву, наприклад, 1709 Україна.

 

Метеорити

    Метеорит (від грец. μετέωρος, «підвішений у повітрі») — тверде тіло небесного походження, що впало на поверхню Землі з космосу.