Пояс астероидов

В Солнечной системе между орбитами Марса и Юпитера находится большое скопление так называемых малых тел Солнечной системы — пояс астероидов, который отделяет планеты земной группы от планет-гигантов. Орбиты этих «космических обломков» лежат в пределах тонкого в масштабе нашей планетной системы кольца. Прежде чем перейти к описанию астероидов, мы должны разобраться с двумя распространенными заблуждениями. Во-первых, вопреки тому, что можно увидеть в фантастических фильмах, вещество пояса астероидов достаточно разрежено. Космические аппараты пролетали сквозь него, не встречая на своем пути ни одного «обломка». Согласно имеющимся оценкам, вероятность встретить астероид при пролете через пояс астероидов — одна на миллиард. Во-вторых, эта структура не является скоплением остатков некогда взорвавшейся планеты — в поясе астероидов заключена ничтожная доля вещества, масса которой существенно меньше планетных масс. Теория «взорвавшейся планеты» была популярна в XIX веке и с некоторой вероятностью послужила стимулом к созданию вымышленной планеты Криптона — родной для героя комиксов Супермена.

Астероид Ида и его спутник Дактиль (маленькая точка справа).

Содержание

1. Краткая характеристика пояса астероидов
2. Астероид Церера
3. Как сформировался пояс астероидов
4. Миссии к астероидам
5. Падение астероидов на Землю

Краткая характеристика пояса астероидов

• Первооткрыватель: Джузеппе Пиацци
• Время открытия: 1 января 1801 года
• Название: от греч. «звездоподобный»
• Расположение: на расстоянии между 2,1 и 3,3 а. е. от солнца
• Общее число: более 570 000
• Диаметры наибольших астероидов: Церера - 950 км, Веста - 580 км, Паллада - 540 км, Гигея - 430 км
• Число астероидов, обнаруженных в настоящее время в окрестностях земли: 8484

Астероид Церера

Первый астероид - Церера, был открыт в 1801 году. Все обнаруженные впоследствии астероиды были настолько малы, что при максимальном в то время увеличении, которое давали телескопы, выглядели слабыми огоньками. Именно поэтому Уильям Гершель предложил назвать их астероидами, то есть «звездоподобными». Открытая в 1801 году Церера является самым большим объектом пояса астероидов, размеры которого составляют 950 км в поперечнике. Некоторое время Церера рассматривалась как полноценная планета. В 1802 году она была классифицирована как астероид, но в течение нескольких десятилетий ее продолжали считать планетой. 24 августа 2006 года на XXVI Генеральной Ассамблее МАС Церера была отнесена к карликовым планетам.

Самый большой астероид Церера в представлении художника.

Масса Цереры, в отличие от других астероидов, достаточна для того, чтобы поддерживать сферическую форму, и заключает в себе 32% общей массы пояса астероидов. Все остальные объекты пояса меньше по размеру и имеют неправильную форму. Согласно оценкам, в поясе астероидов содержится более миллиона объектов, размеры которых превышают 1 км в поперечнике.

Не все астероиды входят в пояс, орбиты некоторых из них достигают Марса и даже Земли, что теоретически может привести к столкновению нашей планеты с космическим обломком. В прошлом такие катастрофы уже случались.

Кликните по картинке, она откроется в новом окне и ее можно будет увеличить

Церера. Восточное полушарие

Открытая в 1801 году итальянским астрономом, математиком и священником Джузеппе Пиацци, Церера является самым большим объектом пояса астероидов, находящимся между орбитами Марса и Юпитера. В 2006 году Международный астрономический союз переквалифицировал Цереру в карликовую планету.

Кликните по картинке, она откроется в новом окне и ее можно будет увеличить

Церера. Западное полушарие

Карта Цереры составлена по данным, полученным американской автоматической межпланетной станцией DAWN, которая приступила к исследованиям Цереры после многолетней миссии по изучения астероида Веста. Карликовая планета обнаруживает следы недавней геологической активности.

Как сформировался пояс астероидов

В процессе формирования Солнечной системы и аккумуляции планетезималей близкое соседство Юпитера препятствовало их «слипанию» в протопланету и дальнейшему укрупнению. В результате большинство планетезималей оказались раздробленными на многочисленные фрагменты. Если бы не газовый гигант, то на месте пояса астероидов могла бы быть полноценная планета. Компьютерные модели показывают, что множество обломков космического вещества, которые изначально относились к поясу астероидов, либо были выброшены за пределы Солнечной системы, чем и объясняется низкая плотность пояса астероидов, либо перешли на вытянутые орбиты, за счет чего во внутренней области Солнечной системы сталкивались с планетами земной группы.

Этот феномен получил название «Поздняя тяжелая бомбардировка». На раннем этапе формирования Солнечной системы вещество астероидов подвергалось нагреву при столкновениях, процессу радиоактивного распада ядер и в некоторых случаях процессам дифференциации, аналогичным тем, благодаря которым сформировалась структура Земли.

Миссии к астероидам

С 1972 года множество космических аппаратов «Пионеров», «Вояджеров» и «Улиссов» пролетело через пояс астероидов, избежав столкновений с ними, но ни один из них не сделал снимков «звездоподобных объектов». С тех пор мы получили множество данных от станций, целью которых были иные объекты: например, с «Галилео», направлявшегося к Юпитеру, и «Кассини», летевшего к Сатурну. Зонд Near Earth Asteroid Rendezvous Shoemaker (или NEAR Shoemaker) в 2000 году вышел на орбиту астероида Эрос, исследовав по пути ряд других объектов. В 2010 году японский зонд «Хаябуса» (от яп. «сапсан») после семилетнего путешествия длиной в 3 млрд км доставил на Землю с поверхности околоземного астероида Итокава образцы грунта. Хотя при вхождении в земную атмосферу аппарат загорелся, собранная им на поверхности астероида пыль не пострадала и капсула с образцами благополучно приземлилась в Австралии. Анализ грунта показал, что пыль с Итокавы пролежала там около 8 млн лет.

Запущенная в 2007 году НАСА автоматическая межпланетная станция DAWN исследовала астероид Веста в 2011 году и карликовую планету Цереру в 2015 году.

В планах ученых и другие миссии к астероидам. 8 сентября 2016 года НАСА запустила автоматическую межпланетную станцию OSIRIS-Rex (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer), должную доставить образцы грунта с астероида (101955) Бенну. Станция достигла цели 31 декабря 2018 года, забор грунта запланирован на август 2020 года, а возвращение станции на 2023 год. Еще одна потенциально возможная космическая миссия НАСА Asteroid Redirect Mission (ARM) может быть осуществлена в 2020-х годах.

Падение астероидов на Землю

Мирным днем 65 млн лет назад динозавры занимались своими обычными делами, когда каменная глыба порядка 12 км в поперечнике свалилась с неба. Ее энергия во много тысяч раз превосходила суммарную энергию современного арсенала ядерного оружия. Удар астероида пришелся на полуостров Юкатан в Мексиканском заливе, оставив после себя кратер 180 км в диаметре и несколько км глубиной. Сам удар и последовавшие за ним выбросы в атмосферу запустили цепь событий, приведших к исчезновению с поверхности Земли 2/3 видов растений и животных, включая динозавров. Метко названное событием массового вымирания, исчезновение динозавров и многих других видов лишь эпизод в ряду многих других событий в истории нашей планеты.

Из недавних в 1908 году скала 10 м в поперечнике упала с неба и взорвалась в воздухе над рекой Тунгуска в Сибири. Удар, энергия которого согласно оценкам в тысячи раз превышала энергию атомной бомбы, сброшенной в конце Второй мировой войны, повалила деревья в радиусе 70 км от эпицентра.

Эти два события высвечивают важную правду: Земля часть большой Солнечной системы, и время от времени астероид напоминает нам об этом факте. Вы можете убедиться в этом самостоятельно, наблюдая «падающие звезды» камни размером с гальку, сгорающие в атмосфере.

В действительности столкновения с объектами типа того, который привел к исчезновению динозавров, случаются где-то раз в 100 млн лет. Столкновения с более мелкими небесными телами происходят чаще: астероиды диаметром 1 км прилетают раз в 70 000 лет, глыбы 140 м в поперечнике каждые 30 000 лет, события типа Тунгусского могут случаться раз в несколько сотен лет. Астероиды от 5 до 10 м диаметром влетают в земную атмосферу приблизительно раз в год, но обычно взрываются на большой высоте и если и несут разрушения, то небольшие.

В 2005 году, осознав опасность таких ударов, Конгресс распорядился, чтобы НАСА к 2020 году каталогизировало 90% всех околоземных объектов размером больше километра. Впоследствии к программе подключились космические службы, задачи усложнились. Важной составляющей программы по поиску потенциально опасных астероидов является программа НАСА, цель которой изучение всех возможных угроз человечеству со стороны астероидов, а также развитие технологий, способных предотвратить столкновение опасных объектов с Землей.