Un asteroid (un sinonim comun până în 2006 este o planetă minoră ) este un corp ceresc relativ mic din sistemul solar care se mișcă pe orbită în jurul Soarelui . Asteroizii sunt semnificativ inferiori ca masă și dimensiune față de planete , au o formă neregulată și nu au atmosferă , deși pot avea și sateliți . Incluse în categoria corpurilor mici ale sistemului solar .
Termenul „asteroid” (din greaca veche ἀστεροειδής – „ca o stea”, din ἀστήρ – „stea” și εἶδος – „aspect, aspect, calitate”) a fost inventat de compozitorul Charles Burney [1] și introdus de William Herschel pe La baza faptului că aceste obiecte, atunci când sunt privite cu un telescop , arătau ca niște puncte, ca stele , spre deosebire de planete, care, văzute cu un telescop, arată ca niște discuri. Definiția exactă a termenului „asteroid” nu a fost încă stabilită. Până în 2006, asteroizii au fost numiți și planete minore .
Principalul parametru prin care se realizează clasificarea este dimensiunea corpului. Asteroizii sunt corpuri cu un diametru mai mare de 30 m, corpurile mai mici se numesc meteoroizi [2] .
În 2006, Uniunea Astronomică Internațională a clasificat majoritatea asteroizilor drept corpuri mici din sistemul solar [3] .
În sistemul solar au fost descoperiți sute de mii de asteroizi. Potrivit Minor Planet Center , de la 1 aprilie 2017, au fost descoperite 729.626 de planete minore, cu 47.034 de corpuri minore descoperite în 2016. [4] La 11 septembrie 2017, în baza de date erau 739.062 de obiecte , dintre care 496.915 aveau orbite exacte și li s-a atribuit un număr oficial [5] , peste 19.000 dintre ele aveau nume aprobate oficial [6] [7 ] . Se presupune că în sistemul solar pot exista între 1,1 și 1,9 milioane de obiecte mai mari de 1 km [8] . Majoritatea asteroizilor cunoscuți în prezent sunt concentrați în centura de asteroizi , situată între orbitele lui Marte și Jupiter .
Ceres a fost considerat cel mai mare asteroid din sistemul solar , având dimensiuni de aproximativ 975 × 909 km, dar pe 24 august 2006 a primit statutul de planetă pitică . Ceilalți doi asteroizi cei mai mari (2) Pallas și (4) Vesta au un diametru de ~500 km. (4) Vesta este singurul obiect din centura de asteroizi care poate fi observat cu ochiul liber. Asteroizii care se deplasează pe alte orbite pot fi observați și cu ochiul liber în timpul perioadei de trecere în apropierea Pământului (vezi, de exemplu, (99942) Apophis ).
Masa totală a tuturor asteroizilor din centura principală este estimată la 3,0–3,6⋅10 21 kg [9] , ceea ce reprezintă doar aproximativ 4% din masa Lunii . Masa lui Ceres este de 9,5⋅1020 kg, adică aproximativ 32% din total, iar împreună cu cei mai mari trei asteroizi (4) Vesta (9%), (2) Pallas (7%), (10) Hygiea ( 3% ) - 51%, adică marea majoritate a asteroizilor au o masă nesemnificativă după standardele astronomice.
Studiul asteroizilor a început după descoperirea planetei Uranus în 1781 de către William Herschel . Distanța sa medie heliocentrică s-a dovedit a fi în concordanță cu regula Titius-Bode .
La sfârșitul secolului al XVIII-lea, Franz Xaver a organizat un grup de 24 de astronomi. Din 1789, acest grup caută o planetă care, conform regulii Titius-Bode, ar fi trebuit să se afle la o distanță de aproximativ 2,8 unități astronomice de Soare - între orbitele lui Marte și Jupiter. Sarcina a fost de a descrie coordonatele tuturor stelelor din zona constelațiilor zodiacale la un moment dat. În nopțile următoare, coordonatele au fost verificate, iar obiectele care s-au deplasat la o distanță mai mare au fost evidențiate. Deplasarea estimată a planetei căutate trebuie să fi fost de aproximativ 30 de secunde de arc pe oră, ceea ce ar fi trebuit observat cu ușurință.
În mod ironic, primul asteroid, Ceres , a fost descoperit de italianul Giuseppe Piazzi , care nu a fost implicat în acest proiect, întâmplător, în 1801 , chiar în prima noapte a secolului. Alte trei - (2) Pallas , (3) Juno și (4) Vesta au fost descoperite în următorii câțiva ani - ultimul, Vesta, în 1807 . După alți 8 ani de căutări inutile, majoritatea astronomilor au decis că nu mai este nimic acolo și au încetat să mai cerceteze.
Cu toate acestea, Karl Ludwig Henke a persistat, iar în 1830 a reluat căutarea de noi asteroizi. Cincisprezece ani mai târziu, a descoperit Astrea , primul asteroid nou din ultimii 38 de ani. De asemenea, a descoperit- o pe Hebe la mai puțin de doi ani mai târziu. După aceea, alți astronomi s-au alăturat căutării și apoi a fost descoperit cel puțin un nou asteroid pe an (cu excepția anului 1945 ).
În 1891, Max Wolf a fost primul care a folosit metoda astrofotografiei pentru a căuta asteroizi , în care asteroizii lăsau linii scurte de lumină în fotografiile cu o perioadă lungă de expunere. Această metodă a accelerat semnificativ descoperirea de noi asteroizi în comparație cu metodele de observare vizuală utilizate anterior: Max Wolf a descoperit de unul singur 248 de asteroizi, pornind de la (323) Brucius , în timp ce puțin mai mult de 300 au fost descoperiți înaintea lui. Acum , un secol mai târziu , 385 de mii de asteroizi au număr oficial, iar 18 mii dintre ei sunt, de asemenea, un nume.
În 2010, două echipe independente de astronomi din Statele Unite , Spania și Brazilia au anunțat că au descoperit simultan gheață de apă pe suprafața unuia dintre cei mai mari asteroizi din centura principală, Themis . Această descoperire ne permite să înțelegem originea apei pe Pământ. La începutul existenței sale, Pământul era prea fierbinte pentru a reține suficientă apă. Această substanță trebuia să sosească mai târziu. S-a presupus că cometele ar putea aduce apă pe Pământ , dar compoziția izotopică a apei terestre și a apei din comete nu se potrivește. Prin urmare, se poate presupune că apa a fost adusă pe Pământ în timpul coliziunii sale cu asteroizii. Cercetătorii au găsit și hidrocarburi complexe pe Themis , inclusiv molecule care sunt precursorii vieții [10] . Satelitul japonez în infraroșu Akari , care a efectuat studii spectroscopice asupra a 66 de asteroizi, a confirmat că 17 din cei 22 de asteroizi din clasa C conțin urme de apă în proporții variate sub formă de minerale hidratate, iar unii conțin apă gheață și amoniac. Urme de apă au fost găsite și pe asteroizi izolați din clasa S silicați, care au fost considerați a fi complet anhidri. Apa de pe asteroizii de clasa S este cel mai probabil de origine exogenă. Probabil a fost obținut de ei în timpul ciocnirilor cu asteroizii hidratați. De asemenea, s-a dovedit că sub influența vântului solar, a ciocnirilor cu alte corpuri cerești sau a căldurii reziduale, asteroizii pierd treptat apă [11] [12] .
Pe 8 septembrie 2016, a fost lansată stația interplanetară americană OSIRIS-REx , concepută pentru a livra mostre de sol de la asteroid (101955) către Bennu (atingerea asteroidului și colectarea solului este programată pentru 2019, iar întoarcerea pe Pământ este programată pentru 2023) .
Primele încercări de măsurare a diametrelor asteroizilor, folosind metoda măsurării directe a discurilor vizibile cu ajutorul unui micrometru cu fir , au fost făcute de William Herschel în 1802 și Johann Schroeter în 1805. După ele, în secolul al XIX-lea , alți astronomi au măsurat cele mai strălucitoare. asteroizi într-un mod similar . Principalul dezavantaj al acestei metode a fost discrepanțe semnificative în rezultate (de exemplu, dimensiunile minime și maxime ale Ceresului obținute de diferiți oameni de știință au diferit de zece ori).
Metodele moderne de determinare a dimensiunii asteroizilor includ metodele de polarimetrie , radar , interferometrie speckle , tranzit și radiometrie termică [13] .
Una dintre cele mai simple și mai calitative este metoda de tranzit. În timpul mișcării unui asteroid în raport cu Pământul, acesta trece uneori pe fundalul unei stele îndepărtate, acest fenomen se numește ocultarea stelelor cu asteroizi . Măsurând durata scăderii luminozității unei stele date și cunoscând distanța până la asteroid, se poate determina cu precizie dimensiunea acestuia. Această metodă permite determinarea cu precizie a dimensiunii asteroizilor mari, cum ar fi Pallas [14] .
Metoda polarimetrică este de a determina dimensiunea pe baza luminozității asteroidului. Cu cât asteroidul este mai mare, cu atât reflectă mai multă lumina solară. Cu toate acestea, luminozitatea unui asteroid depinde puternic de albedo -ul suprafeței asteroidului, care, la rândul său, este determinat de compoziția rocilor sale constitutive. De exemplu, asteroidul Vesta, datorită albedoului ridicat al suprafeței sale, reflectă de 4 ori mai multă lumină decât Ceres și este cel mai vizibil asteroid de pe cer, care poate fi observat uneori cu ochiul liber.
Cu toate acestea, albedo-ul în sine poate fi determinat și destul de ușor. Cert este că, cu cât luminozitatea asteroidului este mai mică, adică cu atât reflectă mai puțin radiația solară în domeniul vizibil, cu atât o absoarbe mai mult și, încălzindu-se, o radiază apoi sub formă de căldură în domeniul infraroșu.
Metoda polarimetriei poate fi folosită și pentru a determina forma unui asteroid prin înregistrarea modificărilor luminozității acestuia în timpul rotației, precum și pentru a determina perioada acestei rotații, precum și pentru a identifica structuri mari de la suprafață [14] . În plus, rezultatele obținute cu telescoapele în infraroșu sunt folosite pentru a determina mărimea prin radiometrie termică [13] .
Clasificarea generală a asteroizilor se bazează pe caracteristicile orbitelor lor și pe descrierea spectrului vizibil al luminii solare reflectată de suprafața lor.
Asteroizii sunt combinați în grupuri și familii în funcție de caracteristicile orbitelor lor. De obicei, grupul este numit după primul asteroid care a fost descoperit pe o anumită orbită. Grupurile sunt formațiuni relativ libere, în timp ce familiile sunt mai dense, formate în trecut în timpul distrugerii asteroizilor mari în urma coliziunilor cu alte obiecte.
Grupul de asteroizi din apropierea Pământului din familia Atira include corpuri mici ale căror orbite sunt complet în interiorul orbitei Pământului (distanța lor față de Soare la afeliu este mai mică decât periheliul orbitei Pământului). Perioada de revoluție a asteroidului 2021 PH27 în jurul Soarelui este de 113 zile - este cea mai scurtă perioadă cunoscută de revoluție a asteroizilor și a doua dintre toate obiectele din sistemul solar după Mercur [15] .
În 1975, Clark R. Chapman , David Morrison Benjamin Zellner au dezvoltat un sistem de clasificare pentru asteroizi bazat pe culoarea, albedo și caracteristicile spectrului luminii solare reflectate . [16] Inițial, această clasificare a definit doar trei tipuri de asteroizi [17] :
Această listă a fost extinsă ulterior, iar numărul de tipuri continuă să crească pe măsură ce mai mulți asteroizi sunt studiati în detaliu:
Trebuie avut în vedere faptul că numărul de asteroizi cunoscuți atribuiți oricărui tip nu corespunde neapărat realității. Unele tipuri sunt destul de greu de determinat, iar tipul unui anumit asteroid poate fi schimbat cu o cercetare mai atentă.
Probleme de clasificare spectralăInițial, clasificarea spectrală s-a bazat pe trei tipuri de materiale care alcătuiesc asteroizii:
Cu toate acestea, există îndoieli că o astfel de clasificare determină fără ambiguitate compoziția asteroidului. În timp ce clasa spectrală diferită de asteroizi indică compoziția lor diferită, nu există dovezi că asteroizii de același tip spectral sunt fabricați din aceleași materiale. Drept urmare, oamenii de știință nu au acceptat noul sistem, iar introducerea clasificării spectrale a încetat.
Numărul de asteroizi scade considerabil odată cu dimensiunea lor. Deși aceasta urmează în general o lege a puterii , există vârfuri la 5 km și 100 km unde există mai mulți asteroizi decât ar fi de așteptat conform unei distribuții logaritmice [18] .
D | 100 m | 300 m | 500 m | 1 km | 3 km | 5 km | 10 km | 30 km | 50 km | 100 km | 200 km | 300 km | 500 km | 900 km |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N | 25.000.000 | 4.000.000 | 2.000.000 | 750 000 | 200 000 | 90 000 | 10.000 | 1100 | 600 | 200 | treizeci | 5 | 3 | unu |
La început, asteroizilor li s-au dat numele eroilor din mitologia romană și greacă , mai târziu descoperitorii au primit dreptul de a le numi cum le place - de exemplu, cu propriul lor nume. La început, asteroizilor li s-au dat nume predominant feminine, doar asteroizii cu orbite neobișnuite au primit nume masculine (de exemplu, Icar , apropiindu-se de Soare mai aproape decât Mercur ). Ulterior, această regulă nu a mai fost respectată.
În prezent, numele asteroizilor sunt atribuite de Comitetul pentru Nomenclatura planetelor minore [19] . Nu orice asteroid poate primi un nume, ci doar unul a cărui orbită este calculată suficient de fiabil. Au existat cazuri când unui asteroid a primit un nume la zeci de ani de la descoperirea sa. Până când orbita este calculată, asteroidului i se dă o denumire temporară care reflectă data descoperirii sale, cum ar fi 1950 DA . Cifrele indică anul, prima literă este numărul semilunii din anul în care a fost descoperit asteroidul (în exemplul de mai sus, aceasta este a doua jumătate a lunii februarie). A doua literă indică numărul de serie al asteroidului din semiluna indicată; în exemplul nostru, asteroidul a fost descoperit primul. Deoarece există 24 de semilune și 26 de litere englezești, două litere nu sunt folosite în denumire: I (datorită asemănării cu unitatea) și Z. Dacă numărul de asteroizi descoperiți în timpul semilunii depășește 24, ei revin din nou la începutul alfabetului, atribuind a doua literă indicele 2, următoarea întoarcere - 3 etc. Când orbita asteroidului devine în siguranță stabilită, asteroidul primește un număr permanent, iar descoperitorul are dreptul de a propune un nume pentru asteroid pentru a fi luat în considerare de către Comitetul pentru Nomenclatura planetelor minore timp de zece ani. Numele asteroidului aprobat de Comitet este publicat în Circulara Planetei Mici , împreună cu o descriere a numelui, iar după o astfel de publicare devine numele oficial al asteroidului [19] .
După primirea numelui, denumirea oficială a asteroidului constă dintr-un număr (număr de serie) și un nume - (1) Ceres , (8) Flora etc.
Se crede că planetezimale din centura de asteroizi au evoluat în același mod ca și în alte regiuni ale nebuloasei solare până când Jupiter și-a atins masa actuală, după care, datorită rezonanțelor orbitale cu Jupiter, mai mult de 99% dintre planetezimale au fost ejectate din cureaua. Modelarea și salturile în distribuțiile vitezei de rotație și proprietățile spectrale arată că asteroizii cu diametrul mai mare de 120 km s-au format prin acreție în această epocă timpurie, în timp ce corpurile mai mici sunt fragmente de la ciocnirile dintre asteroizi în timpul sau după disiparea centurii primordiale de către gravitația lui Jupiter . 20] . Ceres și Vesta au devenit suficient de mari pentru diferențierea gravitațională, în care metalele grele s-au scufundat în miez, iar crusta s-a format din roci mai ușoare [21] .
În modelul de la Nisa, multe obiecte din centura Kuiper s-au format în centura exterioară de asteroizi, la mai mult de 2,6 UA distanță. Majoritatea au fost ejectate ulterior de gravitația lui Jupiter, dar cei care au rămas pot fi asteroizi de clasa D , inclusiv Ceres [22] .
În ciuda faptului că Pământul este mult mai mare decât toți asteroizii cunoscuți, o coliziune cu un corp mai mare de 3 km poate duce la distrugerea civilizației. O coliziune cu un corp mai mic (dar mai mare de 50 de metri în diametru) poate duce la numeroase victime și pagube economice enorme.
Cu cât asteroidul este mai mare și mai greu, cu atât este mai periculos, însă este mult mai ușor să-l detectezi în acest caz. Cel mai periculos la ora actuală este asteroidul Apophis , cu un diametru de aproximativ 300 m, într-o coliziune cu care poate fi distrusă o țară întreagă.
Diametrul obiectului , m |
Energia de impact, Mt TNT |
Diametrul craterului , km |
Efecte și evenimente comparabile |
---|---|---|---|
— | 0,015 | — | explozia unei bombe atomice peste Hiroshima |
treizeci | 2 | — | minge de foc, undă de șoc, mici distrugeri |
cincizeci | zece | ≤1 | explozie similară cu evenimentul Tunguska , crater mic |
100 | 80 | 2 | explozia unei bombe cu hidrogen de 50 Mt (URSS, 1962) |
200 | 600 | patru | distrugere la scara unor state întregi |
500 | 10.000 | zece | distrugere la nivelul întregului continent |
1000 | 80 000 | douăzeci | milioane și miliarde de victime |
5000 | 10.000.000 | 100 | miliarde de victime, schimbările climatice globale |
≥10.000 | ≥80.000.000 | ≥200 | declinul civilizaţiei umane |
La 1 iunie 2013, asteroidul 1998 QE2 a făcut cea mai apropiată apropiere de Pământ din ultimii 200 de ani. Distanța a fost de 5,8 milioane de kilometri, ceea ce este de 15 ori mai mare decât Luna [24] .
Din 2016, telescopul AZT-33VM funcționează în Rusia pentru a detecta corpuri cerești periculoase. El este capabil să identifice un asteroid periculos care măsoară 50 de metri la o distanță de până la 150 de milioane de kilometri în 30 de secunde. Acest lucru face posibilă sesizarea în avans (cu cel puțin o lună înainte) a corpurilor potențial periculoase pentru planetă, similar meteoritului Tunguska [25] .
Primii 37 de asteroizi au simboluri astronomice . Ele sunt prezentate în tabel.
Dicționare și enciclopedii |
|
---|---|
În cataloagele bibliografice |
|
Clase spectrale de asteroizi | ||
---|---|---|
Carbon | ||
Siliciu | ||
fier | ||
Alte |
sistem solar | |
---|---|
Steaua centrală și planetele | |
planete pitice | Ceres Pluton Haumea Makemake Eris Candidați Sedna Orc Quaoar Pistolă-pistol 2002 MS 4 |
Sateliți mari | |
Sateliți / inele | Pământ / ∅ Marte Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uranus / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Candidați Orca quwara |
Primii asteroizi descoperiți | |
Corpuri mici | |
obiecte artificiale | |
Obiecte ipotetice | |