Что такое астероид

Взаимодействие с Землей

изображение падения на Землю

Подсчитано, что для
полного уничтожения человеческой цивилизации и глобальных изменений атмосферы и
климата, Земле надо столкнуться с астероидом диаметром всего 3 км.  Крупнейшим ударным кратером на планете
является южноафриканский кратер Вредефорт, чей диаметр составляет 300 км. Он
образовался 2 млрд. лет назад при столкновении Земли с малым небесным телом, не
превышающим 10 км.

Потенциально опасными для
нашей планеты считаются те объекты главного астероидного пояса, которые могут
приблизиться к ней на расстоянии менее 7,5 млн. км. Опасность астероида
оценивают по Туринской шкале от 0 до 10. Нулевая отметка означает крайне низкую
вероятность столкновения и отсутствие ущерба при попадании в атмосферу планеты.
Астероиды, имеющие 10 баллов, неизбежно столкнутся с Землей и вызовут
глобальную катастрофу, ведущую к гибели человечества.

По состоянию на июнь 2018 года все астероиды главного пояса имеют оценку не выше 0 по Туринской шкале. Ранее представляющими некоторую угрозу считались Апофис (4 балла) и  (144898) 2004 VD17 (2 балла), но и их показатели снизились до нуля.

В 21 веке наиболее близко
к Земле приближались:

• 2008 TS2₆ – пролетел над
  планетой на расстоянии 6 тыс. км 9 октября 2008;
• 2004 FU₁₆₂ – приблизился до
  6530 км 31 марта 2004 года;
• 2009 VA – 14 тыс. км 6 ноября 2009 года.

Некоторые астероиды Солнечной системы достигали атмосферы Земли, но они были настолько незначительных размеров, что разрывались, не достигая поверхности планеты, оставляя лишь мелкие обломки.

В феврале 2013 года
астероид размерами около 17 м и весом до 10*106 кг вошел в атмосферу
нашей планеты. Он разорвался на высоте 20 км над Челябинском и окрестностями.
По оценкам разных исследователей мощность взрыва составила от 100 килотонн до
1,5 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Сгорание объекта в земной атмосфере
сопровождалось сильной ударной волной, выбившей большое количество стекол в
близлежащих населенных пунктах. Также столкновение астероида с Землей
спровоцировало землетрясение магнитудой в 4 балла в юго-западных районах
Челябинска.

Падение астероида
Челябинск стало самым крупным происшествием такого рода после столкновения
Земли с Тунгусским метеоритом. Произошло это в 1908 году в районе правого
притока реки Енисей.  Мощность взрыва
составила около 40 мегатонн, что спровоцировало массовый вал деревьев в тайге
на площади более 2 тыс. кв. км.

НАСА финансирует
большинство действующих программ, связанных с космической безопасностью и
защитой Земли от астероидов Солнечной системы. Самые крупные проекты «LINEAR» и
«Pan-STARRS», использующие мощнейшие телескопы, отслеживают до десяти тысяч
малых тел ежегодно. Также обнаружения потенциально опасных космических объектов
ведется с околоземной орбиты благодаря малым спутникам, таким как канадский
«NEOSSat». На финансирование данных проектов у НАСА и других космических
агентств уходит сотни миллионов долларов.

Астероиды в прошлом
Земли

Что произойдет, если с Землей столкнется астероид диаметром больше 10 км? Первым катастрофическим событием будет гигантская ударная волна в атмосфере. Далее тело упадет на поверхность планеты, что закончится  либо невиданным землетрясением, либо цунами высотой в несколько сотен метров. Тепловая волна вызовет лесные пожары по всему земному шару, что спровоцирует выброс в атмосферу огромного количества сажи и копоти. Начнется резкое похолодание из-за того, что загрязненная атмосфера не сможет пропускать солнечные лучи в достаточном количестве. Климат на планете необратимо изменится, а многие живые организмы вымрут.

Одно из таких
столкновений произошло 65 млн. лет назад. На полуострове Юкатан в Мексиканском
заливе сохранилось свидетельство этой катастрофы – ударный кратер Чиксулуб
диаметром 180 км. Крупный космический объект размерами около 10 км привел к
полному вымиранию динозавров на нашей планете. Также падением крупного
астероида некоторые исследователи объясняют массовое пермское вымирание живых
организмов, случившееся 250 млн. лет назад.

Одни говорят, это была планета, разбитая вдребезги мощным притяжением Юпитера. Другие — что это мир, который так никогда и не появился, опять же, из-за газового гиганта.

Об этой истории недавно напомнил астероид Итокава, названный так в честь Хидэо Итокавы — первого японского конструктора космических ракет. Так вот в составе этого небесного тела нашли воду. А поскольку есть версия, что когда-то он летал в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, знающие люди сразу размечтались о далёких временах, когда там была планета с морями и океанами, а может, и с инопланетянами. Была, но разрушилась.

Открытые, реально существующие планеты, понимаешь ли, в карликовые разжалуют, зато от мифических — просто деваться некуда.

Астероид Итокава с борта КА Хаябуса. Фото: wikipedia

На самом деле конкретно эта легенда родилась из точных измерений. В XVIII cтолетии немецкий физик Иоганн Даниэль Тициус подсчитал, что планеты в Солнечной системе расположились не хаотично, а строго определённым образом: каждая из них примерно вдвое дальше от Меркурия, чем предыдущая. Этими расчётами воспользовался ещё один немец — Иоганн Элерт Боде. Теперь наука знает этот принцип как правило Тициуса — Боде.

Когда с помощью астрономических методов измерили реальное расстояние между орбитами известных планет, оказалось, что большинство из них действительно занимают позиции, обозначенные германскими учёными. Разве что Нептун от коллектива отбивается, но на предназначенном ему месте законопослушно кружится Плутон.

И вот она, загадка: по формуле двух Иоганнов, между Марсом и Юпитером должна быть ещё одна планета. А её нет. Но ведь там, аккурат на предсказанном расстоянии от Солнца, не то чтобы пустое место. Там россыпь огромных, по нашим меркам, камней — главный пояс астероидов. Самый крупный — Церера диаметром 950 километров. Есть камешки поменьше — Паллада, Веста (по 500 километров каждая), и ещё превеликое множество совсем «маленьких». Если собрать их все вместе, получится всего 4% массы Луны.

Тем не менее как-то уж очень тесно они разместились на одной узкой орбитальной дорожке.

Фото: wikipedia

В начале XIX века немец Генрих Ольберс открыл Палладу и воодушевился фантастической идеей: а что, если она, как и все эти астероиды, — осколок планеты?

Современная астрономия говорит — нет: притяжение Юпитера настолько внушительно, что он просто не дал бы никакому крупному телу обосноваться в этой части Солнечной системы.

Ну хорошо, тогда что это? Есть версия, что всё-таки планета, но только такая, которой никогда не было. То есть в незапамятные времена вокруг нашей звезды был протопланетный диск. Вся эта межзвёздная пыль собралась в планеты, а на этом месте гравитация старших товарищей с двух сторон ничему особенному сформироваться не позволила.

То есть опять нас возвращают с небес на землю, никакой поэзии, сплошные факты. Впрочем, страшных историй о гибели Фаэтона от этого меньше не становится.

Исследование метеоритов

На сегодняшний день, благодаря исследования метеоритов, отделившихся от пояса астероидов, стало известно, что большая часть из них – это хондриты, в которых не происходила сепарация веществ, характерная для процесса планетообразования. Что в очередной раз подтверждает теорию, которую я описывал выше. Наука – это вам не шумерские мифы.

Пояс астероидов состоит из протопланетного вещества, которое образовалось еще в процессе появления Солнечной системы. Но верить в Фаэтон же гораздо интереснее, чем в какую-то там науку – что она вообще знает.

Мелкая пыль в поясе астероидов, возникшая в результате столкновений астероидов, создаёт явление, известное как зодиакальный свет

Как образовался пояс астероидов

Образование Солнечной системы началось 4,6 млрд. лет назад с гравитационного коллапса. В результате этого образовался протопланетный диск, а в нём появились твёрдые объекты – планетезималы. Последние считаются предшественниками протопланет. А те в свою очередь характеризуются как планетарные эмбрионы, из которых в результате столкновений и образовались планеты.

Астероиды между Юпитером и Марсом расположены не так густо, как показано на рисунке. Космос между двумя планетами можно назвать пустым

Что касается образования пояса астероидов, то он рассматривается как группа планетезималей, оказавшихся вблизи быстро растущего зародыша Юпитера. Его гравитационные возмущения спровоцировали слишком жёсткие столкновения. Они не дали твёрдым объектам объединиться в протопланеты. В результате этого 99,9% первоначальной твёрдый массы было потеряно. Одна часть столкнулась с внутренними планетами, другую выбросило за пределы Солнечной системы, а формирования большой планеты между Марсом и Юпитером не получилось.

Из оставшейся 0,1% первоначальной массы и возник пояс астероидов после того, как гравитационные возмущения Юпитера стабилизировались. Малые объекты начали вращаться по своим орбитам, а число столкновений между ними резко снизилось. Многие из них содержат на поверхности достаточное количество льда, так как образовались за пределами снеговой линии (характеризуется температурой, при которой происходит таяние льда). Во время формирования Солнечной системы она находилась на расстоянии 2,7 астрономических единицы от светила.

Температурный режим пояса астероидов не постоянен и зависит от расстояния до Солнца. Он колеблется от минус 73 градусов по Цельсию на расстоянии 2,2 астрономические единицы до минус 108 градусов по Цельсию на расстоянии 3,2 астрономические единицы. Однако из-за вращения космических тел их температура поверхности может значительно меняться, так как стороны попеременно подвергаются то воздействию солнечной радиации, то звёздному фону.

Владислав Иванов

Список самых больших астероидов

1 Церера

Джузеппе Пиацци обнаружил Цереру в 1801 году, но поначалу её посчитали восьмой планетой. Тогда не были обнаружены Нептун и Плутон. Это первый найденный астероид. Церера до сих пор остаётся самым большим астероидом на сегодняшний день с его полярным диаметром в 909 км. Это единственный астероид, считающийся карликовой планетой, хотя очень и очень маленькой. Её форма предполагает, что её развитый рельеф похож на земной. Церера, возможно, имеет большие запасы водяного льда под корой, потому что её плотность довольно низкая.

Вполне возможно, что Церера может иметь больше воды, чем все запасы пресной воды на Земле. Церера содержит в себе почти треть массы всего Пояса астероидов. Планетарные астрономы в целом считают, что Церера эволюционировала как протопланета в первые дни формирования Солнечной системы, но перестала сливаться с другими протопланетами, как это сделала Земля. Её орбита вокруг Солнца равна примерно 2.5468 астрономическим единицам. Ей понадобиться 4,6 года, чтобы сделать полный оборот вокруг Солнца.

4 Веста

Весту открыли после Цереры в 1807 году. Она является вторым по величине и вторым по весу астероидом. Её тело имеет удлинённую форму: 580 км на 460 км. Масса составляет около 9% от общей массы астероидов главного Пояса. В последние миллиарды лет Веста потерпела катастрофические столкновения. Они оставили кратер на её южном полюсе, размер которого примерно имеет 460 км в поперечнике. Было выброшено около 1% всей ее массы в пространстве. Остальные фрагменты, которых в общей сложности насчитывают около 235 штук, вместе с самой Вестой образуют группу астероидов Веста. Некоторые фрагменты считаются источником метеоритов. Многие из них нашли свой путь к Земле. Её эксцентричная орбита находится на расстоянии от 2.151 до 2.572 астрономических единиц от Солнца. Ей потребуется 3,63 лет для полного оборота вокруг Солнца.

2 Паллада

Паллада была обнаружена в 1802 году. Её диаметр, который варьируется от 580 до 500 км (средний 544 км), и делает её сравнимым по размерам с Вестой, но Паллада существенно легче — около 7% от всей массы астероидов. Её эксцентричная орбита вокруг Солнца колеблется от 2.132 до 3.412 астрономических единиц. Объект существенно отклонён от плоскости главного Пояса астероидов почти на 35°.

10 Гигея

Гигею обнаружили в 1849 году. Она является четвертой по величине среди астероидов, её тело также имеет удлиненную форму: 530 х 407 х 370 км (в среднем 431 км). Орбита расположена на расстоянии от 2,77 до 3.507 астрономических единиц. Гигея совершает полный оборот вокруг Солнца каждые 5,56 лет. Это самый большой астероид в семье Гигея, так как составляет 90% от всей семейной массы.

704 Интерамния

Интерамния размером примерно 350,3 на 303,6 км со средним диаметром 326 км. Она составляет примерно 1,2% общей массы астероидов в главное Поясе. Её орбита умеренно эксцентрична и колеблется от 2.601 до 3.522 астрономических единиц. Полный оборот вокруг Солнца Интерамния совершает каждые 5,36 лет.

511 Давида

Давида представляет собой удлиненный астероид размером 357 х 294 х 231 км. Её орбита умеренно эксцентрична и колеблется от 2,58 до 3.754 астрономических единиц. Полный оборот вокруг Солнца 511 Давида совершает за 5,64 года. Считается, что существует массивный кратер на её поверхности, размер которого составляет около 150 км в диаметре.

87 Сильвия

Сильвия имеет очень низкую плотность и удлинённую форму примерно 384 х 262 х 232 км. Её орбита умеренно эксцентрична и колеблется от 3.213 до 3.768 астрономических единиц. На полный оборот вокруг Солнца 87 Сильвии требуется около 6,52 лет. Астероид имеет два маленьких спутника, называемых Ромул и Рем. Ромул имеет около 18 км в диаметре и находится на расстоянии 1356 км от астероида, полный оборот совершает каждые 87.59 часы. Ремус имеет 7 км в диаметре и находится на расстоянии 706 км, полный оборот вокруг астероида совершает за 33.09 часа.

65 Кибела

Астероид Кибела имеет размер около 302 х 290 х 232 км. Её орбита умеренно эксцентрична и колеблется от 3.073 до 3.794 астрономических единиц.  Полной оборот вокруг Солнца 65 Кибелы совершает каждые 6,36 года.

15 Эвномия

Эвномия представляет собой удлиненный астероид размером около 357 х 255 х 212 км. Её орбита умеренно эксцентрична и колеблется от 2.149 до 33.138 астрономических единиц. Полный оборот вокруг Солнца Эвномии  совершает каждые 4,3 года.

Типы астероидов

• Троянские астероиды;
• Кентавры;
• Околоземные астероиды;

Факты

• Интересные факты об астероидах;
• Классы астероидов;
• Орбита астероидов;
• Чем отличается астероид от кометы;
• Самые большие астероиды;
• Самый большой астероид в Солнечной системе;
• Астероид Апофис;
• Кратеры на Земле;
• Астероид, убивший динозавров;

Астрономические и физические данные самых крупных астероидов

Что касается самых крупных объектов Цереры, Паллады, Юноны и Весты, то им ответили отдельную ложу в астрономическом каталоге. Первый из них, самый крупный, был причислен к классу карликовых планет. Причиной такого решения послужило вращение этого небесного тела вокруг собственной оси. Другими словами, помимо орбитального пути, крупные астероиды совершают собственное вращательное движение. Чем оно вызвано, точно установить не удается. Вероятно, тела продолжают вращаться по инерции, получив мощный импульс в момент образования. Однако в отличие от Плутона и других карликовых планет, у Цереры нет спутников. Форма карликовой планеты традиционно планетарная, типичная для всех планет Солнечной системы. Астрономы допускают, что сферическая форма Цереры способствовала развитию планетарного магнетизма. Соответственно у вращающегося вокруг собственной оси тела должен быть собственный центр тяжести.

Строение Цереры

Выяснилось, что обнаруженные небесные тела своими размерами значительно проигрывают планетам, к тому же имеют неправильную, камнеподобную форму. Размеры астероидов самые разнообразные, как и масса этих обломков. Так размер Цереры составляет 960 х 932 км. Установить точный диаметр астероидов не представляется возможным, ввиду отсутствия сферической формы. Масса этой гигантской скалы составляет 8,958E20 кг. Паллада и Веста хотя и уступают Церере размерами, однако массу имеют в три, в четыре раза больше. Ученые допускают различную природу этих объектов. Церера представляет собой каменное тело, которое возникло при разломе планетарной коры. Паллада и Веста могут быть остатками разорвавшегося ядра планеты, где преобладает железо.

Поверхность астероидов неоднородна. У одних объектов она достаточно ровная и гладка, словно оплавленный высокой температурой булыжник. Другие астероиды имеют поверхность с отсутствующими четкими деталями. Нередко на поверхности крупных астероидов наблюдаются кратеры, свидетельствующие древней природе подобных объектов. Ни о какой атмосфере на столь малых по размеру небесных телах не может быть и речи. Это обычные фрагменты строительного материала, которые вращаются по орбите вокруг Солнца под воздействием гравитационных сил.

Поверхность астероида Эрос

Общая масса всех небесных тел, которые обнаружены в поясе астероидов, ориентировочно составляет 2,3-3,2 астрономические единицы. На данный момент науке известно более 20000 астероидов из этого скопления. Средняя орбитальная скорость космических объектов, располагающихся в этой области, составляет 20 км/с. Период вращения вокруг Солнца варьируется в диапазоне 3,5-9 земных лет.

Малые тела Солнечной системы

Согласно представлениям современной астрономии, Солнце, планеты и малые тела солнечной системы сформировались из общего протопланетного облака. Практически вся масса (более 99.99%) сосредоточилась в Солнце и планетах. На долю малых тел пришлось менее 0,01% массы.

Кометы, болиды и метеоры

Кометы, болиды и метеоры были известны Человеку с древности. Первое упоминание о комете в китайских летописях относится к 2296 году до н.э. О «камнях с неба» говорили античные философы, их упоминают и древнерусские летописи.

Метеоры – это очень мелкие (обычно доли грамма) объекты, обращающиеся вокруг Солнца. Если они входят в атмосферу Земли, то на высотах около 100км они раскаляются от трения об воздух и сгорают.

Метеоры, как правило, это осколки более крупных небесных тел, поэтому нередко они сгруппированы в метеорные потоки, появление которых происходит ежегодно, около одной и той же точки небесной сферы, которая называется радиантом.

Если осколок будет достаточно велик, то он сможет долететь до земной поверхности раньше, чем сгорит. В этом случае он называется болидом или метеоритом.

Комета – еще более крупное небесное тело, обращающееся вокруг Солнца по сильно вытянутой орбите. Как правило, она имеет довольно рыхлое ядро неправильной формы, размерами, начиная от десятков метров, состоящее из пыли и льда. Это обуславливает появление комы и хвоста при приближении к Солнцу. Кома – это «голова» кометы, частицы газа, испаряющиеся с ядра при нагреве. При приближении к Солнцу под действием излучения кома растягивается в длинный шлейф – у кометы появляется «хвост», направленный в сторону от Солнца.

Рис. 1. Кометы и метеоры.

Астероиды

Еще более крупными малыми телами солнечной системы являются астероиды. Астероиды – это плотные объекты, состоящие в основном из силикатных пород. Их размеры лежат в диапазоне от десятков метров до сотен километров. Астероиды достаточно велики, чтобы обладать гравитационным полем, однако, сил этого поля недостаточно для того, чтобы придать астероиду сферическую форму. Поэтому большинство астероидов представляют собой глыбу неправильной формы.

Астероиды обращаются вокруг Солнца, и сгруппированы в две области. Первая область – между орбитами Марса и Юпитера – называется Поясом Астероидов. Именно здесь были впервые открыты астероиды.

Вторая область – за орбитой Нептуна. Это Пояс Койпера.

Рис. 2. Пояс астероидов и пояс Койпера.

Карликовые планеты

Наиболее массивными из малых тел Солнечной системы являются карликовые планеты. Термин этот появился недавно.

Плутон, обращающийся вокруг Солнца за Нептуном, после открытия в 1930г имел статус планеты. Однако, по мере его изучения выяснилось, что его масса очень невелика. В 1978г был открыт спутник Плутона Харон, который оказался почти столь же велик, как Плутон, в начале XXIв были открыты спутники Никта и Гидра, а в окрестностях орбиты Плутона было обнаружено множество мелких астероидов. Поэтому в 2006 году стало ясно, что термин «планета» нуждается в уточнении. Было установлено, что планета должна:

• обращаться по орбите вокруг центральной звезды;
• иметь массу, чтобы в результате гравитации принять близкую к шарообразной форму;
• быть доминирующей на своей орбите, и расчистить ее от более мелких тел.

Для планеты должны выполняться все три условия. Если для небесного тела выполняется только два первых условия – оно называется карликовой планетой. А если только одно – то астероидом.

В соответствии с этим правилом Плутон стал считаться карликовой планетой и первым открытым объектом из Пояса Койпера.

Это же решение изменило статус самого большого астероида Цереры, которая имеет форму шара, и, таким образом, является карликовой планетой.

Кроме этих двух планет в настоящий момент в Поясе Койпера обнаружены карликовые планеты Хаумеа, Макемаке и Эрида. И существует еще одно небесное тело, возможно, являющееся карликовой планетой – Седна, находящаяся за Поясом Койпера.

Рис. 3. Карликовые планеты.

Что мы узнали?

Малые тела Солнечной системы – это мелкие тела, обращающиеся по орбитам вокруг Солнца, признаки которых не дают возможности отнести их к планетам. К малым телам относятся карликовые планеты, астероиды, кометы, болиды и метеоры.

Состав

Как бы удивительно это не звучало, но по большей част пояс астероидов состоит из… камней. Ну а чего вы ожидали? В основном все объекты там – это каменные или металлические тела, большая часть из которых соответствуют астероидам класса М. На самом деле точный их состав еще не досконально не изучен, но в основном это все же камни и металлы. Также есть предположения, что на некоторых из них может быть вода, но до доказательств наличия внеземной жизни еще далеко, расслабьтесь.

Помимо пищи для размышлений писателей-фантастов, пояс астероидов может стать источником ценных металлов, ведь их запас на Земле ограничен, а при разработке соответствующих космических аппаратов можно было бы доставлять их оттуда. Но пока все это лишь в теории.