Астероїд

Астеро́їд, або мала́ плане́та — тверде небесне тіло діаметром від 1 до 1000 км, що рухається по орбіті в Сонячній системі[1].

Головний пояс астероїдів (білий колір), греки, троянці (зелений колір) та хільди (помаранчевий колір).

Етимологія

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 небесних тіл Сонячної системи. Тепер їх поділяють на три категорії[2][3]:

Загальна характеристика
Порівняльні розміри Вести, Церери та Місяця.

Астероїди вважають залишками протопланетного диска, що залишилися після формування Сонячної системи[4]. Загальна їх кількість — більше 575 тис., а їх загальну масу оцінюють у 4,2 × 1021 кг, що становить менше одного відсотка маси Землі[1]. 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[5].

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

Чинна класифікація визначає астероїдами об'єкти з діаметром понад 50 м[джерело?], 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.

Назви

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.

Після відкриття астероїда йому надають тимчасове позначення на зразок 2002 AT4, яка складається з року відкриття, латинської літери, яка кодує півмісяць відкриття, і порядкового номера у півмісяці (який теж кодується латинською літерою). У позначеннях не вживають літери «I» (через подібність із одиницею) та «Z». Таким чином позначається 24 половини місяців та 24 перших астероїди у кожному півмісяці. Якщо кількість астероїдів, відкритих протягом половини місяця, 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).

Пото́му, як стає відомою орбіта астероїда, йому надають постійний порядковий номер (наприклад, астероїд, спочатку тимчасово позначений як 1977 RC9 отримав постійне позначення 8245). Астероїдам, орбіта яких добре визначена (що мають постійне позначення), можуть надавати також власну назву. Наприклад, астероїд 1709 отримав назву «Україна». Були випадки, коли астероїд отримував постійне позначення чи назву через десятки років після його першого спостереження.

Історія вивчення

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 століття німецький астроном угорського походження Франц Ксавер фон Цах 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. У 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, із 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[6]). 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[відсутнє в джерелі][7][8]. Згодом були відкриті інші астероїди, що наближаються до земної орбіти, але не перетинають її. Згодом їх виділили в окрему групу Амура[9].

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.[10].

1977 року виявлено Хірон з групи астероїдів, що перетинають орбіти газових планет[11]. Отримали офіційну назву кентаври — за істотами давньогрецької міфології (що були поєднанням людини та коня), оскільки мають характеристики як астероїдів, так і комет[відсутнє в джерелі][12].

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.

Останні дослідження
Теоретично небезпечний астероїд 2004 FH під час зближення у березні 2004 року на тлі зоряного неба. Швидкий об'єкт внизу знімка — штучний супутник Землі.
Астероїд Веста. Знімок космічного телескопа Габбл.
Обертання астероїда 951 Гаспра.

Станом на 27 березня 2013 року в базі даних Центру малих планет налічувалось 99 992 812 об'єктів, у 611 198 визначено орбіти і їм надано постійний номер[13][неавторитетне джерело]. 17 766 з них мали офіційно затверджені назви[14][неавторитетне джерело]. Дослідники припускають, що в головному поясі астероїдів має бути від 1,1 до 1,9 мільйона об'єктів, що мають розмір понад 1 км у поперечнику[15].

Зазвичай тільки Весту можна бачити з Землі неозброєним оком, але тільки на дуже темному небі й лише за сприятливого для спостереження розташування. Щоправда, окремі астероїди можуть наближатися до Землі — тоді їх також можна спостерігати неозброєним оком.

У більшість земних телескопів астероїди видно лише як точки на небі. Тільки найпотужніші наземні й орбітальні телескопи на зразок телескопа Габбла можуть визначити форму астероїда. Проте зображення астероїдів залишаються лише розмитими плямами. Певну інформацію про форму астероїдів можна отримати з аналізу кривих світності — зміни яскравості під час обертання. Точнішу інформацію про форму та розміри найбільших астероїдів можна дізнатися, спостерігаючи покриття астероїдами зір[1]. Додаткову інформацію про близькі астероїди отримують також за допомогою радарів.

Деякі відомості про хімічний склад отримано шляхом порівняння спектрів астероїдів зі спектрами окремих видів метеоритів. Зокрема, зроблено висновок про їх генетичну єдність. За даними інфрачервоної спектроскопії визначено, що поверхня астероїдів має дуже низьку теплопровідність. Поляризаційні дослідження підтверджують, що поверхню астероїдів вкрито реголітом[1].

Перші детальні фотографії схожих на астероїди об'єктів було отримано 1971 року Марінером-9. Марінер зробив фото двох супутників Марса — Фобоса й Деймоса, які, імовірно, є астероїдами, захопленими полем тяжіння планети. На зображеннях видно нерівну, схожу на картоплину, форму, властиву більшості астероїдів.

Першим справжнім астероїдом, сфотографованим зблизька, стала 1991 року 951 Гаспра. Фотографії було зроблено космічним апаратом Галілео, який на той час пролітав поряд з астероїдом на шляху до Юпітера. Галілео сфотографував також 243 Іду з її супутником Дактилем.

Першим космічним апаратом, що полетів саме на зустріч із астероїдом був NEAR Shoemaker. Він сфотографував 253 Матільду 1997 року, потім вийшов на орбіту навколо астероїда 433 Ерос і 2001 року опустився на його поверхню. До цього дослідження прямих даних про хімічний склад астероїдів не було[1].

У вересні 2005 року японський космічний апарат Хаябуса розпочав вивчення астероїда 25143 Ітокава. 13 червня 2010 року він зумів доправити на Землю деякі зразки астероїда, спіймані на особливий гель[джерело?].

У вересні 2007 року НАСА запустило апарат Dawn, який 2011—2012 року зблизька досліджував астероїд Весту, а з 2015 року — карликову планету Цереру.

Класифікація

Спектральна класифікація

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
ТипОпис
АРідкісний тип астероїда, що характеризується помірно високим альбедо й інтенсивним червоним кольором. Сильне поглинання в ближньому інфрачервоному діапазоні інтерпретується як свідчення наявності олівіну.
BПідклас астероїдів типу С, які відрізняються більшим альбедо.
СКатегорія темно-сірих астероїдів з альбедо близько 5 %. «C» — означає «вуглецевий», оскільки вони, як вважають, складаються з речовини того ж типу, що й вуглецеві хондрити. Астероїди типу С поширені в зовнішній частині головного поясу.
DТип астероїдів червонуватого кольору, рідко зустрічаються в головному поясі, але дедалі частіше виявляються на великих відстанях від Сонця.
ЕРідкісний тип астероїдів із високим альбедо. За хімічним складом вони можуть виявляти подібність із метеоритами, відомими як енстатітові ахондрити.
FПідклас астероїдів типу C, що відрізняється слабким ультрафіолетовим поглинанням у спектрах або повною його відсутністю.
GПідклас астероїдів типу C, що відрізняються потужним ультрафіолетовим поглинанням у спектрі.
МПоширений тип астероїдів із помірним альбедо, що імовірно мають металевий склад, подібний до складу залізних метеоритів.
PАстероїд з низьким альбедо. Астероїди типу P найчастіше зустрічаються в зовнішній частині головного поясу.
QРідкісний тип астероїдів, схожих за своїми властивостями на метеорити, що належать до хондритів. До цього класу астероїдів належить Аполлон та кілька інших навколоземних астероїдів.
RРідкісний тип астероїда з помірно високим альбедо, прикладом якого є 349 Дембовська.
SКатегорія астероїдів з проміжним значенням альбедо, які, як припускають, подібно до кам'яних метеоритів, складаються з силікатів. Астероїди типу S у внутрішній частині поясу астероїдів зустрічаються порівняно часто.
TТип астероїдів, що характеризуються дуже низьким альбедо.
VКлас астероїдів, найбільшим представником яких є Веста.

Розподіл у Сонячній системі

Орбіти більшості відомих астероїдів лежать всередині головного поясу астероїдів між орбітами Марса й 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 кулястої форму, вони дуже схожі на мініатюрні планети. Така форма пояснюється тим, що речовина, з якої вони утворені, переплавилася після утворення[джерело?]. 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 маси Місяця.

Будова астероїдів різна і в більшості випадків не дуже зрозуміла. Церера, схоже, має ядро зі скельних матеріалів, вкрите крижаною мантією, а Веста, схоже, має залізно-нікелеве ядро, олівінову мантію й базальтову кору. 10 Гігея видається однорідною за будовою й складається з вуглецевого 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) перетинають орбіту Землі й потенційно можуть зіткнутися з нашою планетою. Це може становити загрозу, тому вивченню таких астероїдів приділяють значну увагу. Попри 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[16].

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

2018 року група астрономів виявила астероїд 2018 VG18, який вони згодом назвали «Farout» — найвіддаленіший об'єкт Сонячної системи (120 астрономічних одиниць від Сонця).[17]

Астероїдна загроза для Землі

На Землі виявлено близько двохсот астроблем — кратерів, астероїдно-метеоритне походження яких вважається доведеним. Найбільші з них мають діаметр у кількасот кілометрів. Утворення таких великих кратерів могло статися тільки внаслідок зіткнення з астероїдами, розмір яких становив декілька кілометрів. Такі зіткнення мали залишити помітний слід у геологічній або біологічній історії нашої планети. Крім локальних землетрусів або глобальних цунамі внаслідок таких подій в атмосферу потрапляє велика кількість пилу, яка зумовлює ефекти, подібні до ядерної зими. Кліматичні зміни можуть призвести навіть до зникнення окремих видів рослин чи тварин. За однією з гіпотез, крейдове вимирання, під час якого зникли динозаври, було спричинено близько 66 мільйонів років тому падінням астероїда, який утворив кратер Чиксулуб.

Прикладом падіння невеликого астероїда (близько 17 метрів у діаметрі) на Землю може бути падіння метеорита на Уралі 2013 року, яке призвело до значних матеріальних втрат у Челябінську та прилеглих районах, внаслідок нього зазнали травм більше тисячі людей. Подібні зіткнення відбувалися і в минулому. Скажімо, падіння Тунгуського та Сіхоте-Алінського метеоритів (протягом 20-го сторіччя) відбувалося в майже безлюдних місцях. Якщо б це сталося в густонаселеному районі, то могло б призвести до загибелі людей та значних матеріальних втрат.

Усвідомлення астероїдної небезпеки зумовило вивчення її фахівцями. Зокрема, було розроблено кілька шкал для оцінки ступеня небезпеки від навколоземних небесних тіл(шкала Торіно та шкала Палермо). Розпочалися регулярні огляди неба з метою виявлення навколоземних астеродів, які загрожують зіткненням із нашою планетою (LINEAR, NEAT, Каталінський огляд).

Для привернення уваги до загрози Генеральна Асамблея ООН визначила 30 червня кожного року як Всесвітній день астероїда[18]

Див. також

Примітки
  1. Астероїди // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 32—30. — ISBN 966-613-263-X.
  2. Лагодна Д. О., Кобзар О. О. Планети в сонячній системі та поза нею. Стан проблеми. УДК 52 + 372.8 (PDF)
  3. Definition of a Planet in the Solar System. International Astronomical Union (англ.). 24 серпня 2006. Архів оригіналу за 22 червня 2013. Процитовано 16 грудня 2010.
  4. Планетна космогонія // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 357—359. — ISBN 966-613-263-X.
  5. Астероиды. Астронет. Архів оригіналу за 27 грудня 2012. Процитовано 18 грудня 2012.
  6. Numbered Minor Planet Discoveries by Year на сайті IAU Minor Planet Center. (англ.)
  7. Michel, P.; Farinella, P.; Froeschlé, Ch. The orbital evolution of the asteroid Eros and implications for collision with the Earth // Nature 380 (6576): 1996. — pp 689—691. (англ.)
  8. 31 січня 2012 року Ерос пролетів на відстані приблизно 0,179 а. о. (26,7 млн км) від Землі
  9. NEO Groups на сайті NASA/JPL Near-Earth Object Program Office. (англ.)
  10. JPL Small-Body Database - Orbit Classification: Aten. Архів оригіналу за 24 червня 2013. Процитовано 17 серпня 2010.(англ.)
  11. E. Chiang, Y. Lithwick, R. Murray-Clay, M. Buie, W. Grundy, M. Holman (2007). A Brief History of Transneptunian Space. Protostars and Planets V, B. Reipurth, D. Jewitt, and K. Keil (eds.) (Tucson:: University of Arizona Press,): 895–911. (англ.)
  12. Horner J.; Evans N.W.; Bailey M. E. (2004). Simulations of the Population of Centaurs I: The Bulk Statistics. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 354 (3): 798–810. (англ.)
  13. MPC Archive Statistics на сайті IAU Minor Planet Center. (англ.)
  14. Minor Planet Names: Alphabetical List на сайті IAU Minor Planet Center. (англ.)
  15. New study reveals twice as many asteroids as previously believed на сайті «Spaceref». (англ.)
  16. Велика піввісь орбіти лежить у межах 5,5 < a < 30,1 астрономічних одиниць. NASA.
  17. Астрономи знайшли найвіддаленіший з об’єктів Сонячної системи. Tokar.ua. 20 грудня 2018. Процитовано 23 грудня 2018.
  18. В календарі ООН з'явився Всесвітній день астероїда (рос.)

Джерела
  • Козак Л. В. Основи фізики планет: навчальний посібник./ Л. В. Козак. — К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2007. — 205 с. — ISBN 966-439-010-0
  • Александров Ю. В. Фізика планет [Текст]: навч. посібник для студ. спец. «Астрономія» / Ю. В. Александров. — К. : Інститут змісту і методів навчання, Харківський держ. ун-т, 1996. Ч. 1 : Фізика планетних тіл. — 1996. — 424 с. — ISBN 5-7763-4352-6
  • Андрієвський С. М., Климишин І. А. Курс загальної астрономії. — Одеса: Астропринт, 2007. — 476 с. — ISBN 978-966-318-773-0

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.