Солнечная система (Астрономия и астрофизика)

Диаметры некоторых астероидов были измерены методом покрытия звезд в те удачные моменты, когда астероиды оказывались на одном луче зрения с достаточно яркими звездами. В большинстве же случаев их размеры оцениваются косвенно, по блеску, цвету и расстоянию.

Большинство известных астероидов движется между орбитами Марса и Юпитера на расстояниях от Солнца 2,2—3,2 а.е. Всего к середине 2007 г. открыто около 380 тыс. астероидов. Из них около 150 тыс. зарегистрированы, т.е. им присвоены номера, их орбиты рассчитаны с большой точностью, так что эти астероиды уже не могут «потеряться». Около 14 тыс. астероидов получили собственные имена. Если вспомнить, что в ноябре 2004 г. было известно около 265 тыс. астероидов, то легко видеть, что средний темп их открытия за последние годы составляет около 130 астероидов в сутки!

Имена астероидам обычно присваивают их первооткрыватели в соответствии с международными правилами. Вначале им давали мифологические имена, продолжая традицию наименования больших планет. Когда древние имена иссякли, астероидам стали давать имена выдающихся людей. Но в последнее время, благодаря автоматизации астрономических наблюдений, частота открытия новых астероидов значительно превысила возможности Международного астрономического союза по рассмотрению заявок на присвоение имен. Возможно, скоро эта традиция окончательно прервется.

Кольцевую область между орбитами Марса и Юпитера, населенную астероидами, традиционно называют Главным поясом астероидов (в последнее время некоторые авторы предлагают называть эту область Поясом Фаэтона). Длительность орбитального периода в этой зоне от 3 до 9 земных лет в зависимости от удаленности от Солнца. Средняя орбитальная скорость в ней около 20 км/с. Наклоны орбит астероидов к плоскости эклиптики достигают 70°, но обычно не превышают 10°. На этом основании астероиды Главного пояса делят примерно поровну на плоскую (<8°) и сферическую подсистемы.

Систематически измеряя блеск астероидов, астрономы давно обнаружили, что практически у всех он изменяется за короткое время: от часов до недель. С самого начала было очевидно, что эти изменения связаны с неправильной формой и вращением астероидов. Это подтвердили первые же снимки с близкого расстояния, полученные космическими зондами: они показали, что поверхность астероидов изрыта кратерами и воронками разного размера. Судя по всему, форма и структура поверхности малых тел обязана их многочисленным столкновениям друг с другом. Поскольку точная форма наблюдаемых с Земли астероидов неизвестна, ее обычно представляют в виде трехосного эллипсоида с параметрами, позволяющими объяснить вариации блеска.

— период обращения.

— большая полуось орбиты.

e — эксцентрисетет.

Веста — обнаружены признаки базальтовой коры, покрывающей оливиновую мантию, что может указывать на плавление и дифференциацию вещества. Изображение впервые получено в 1995 г. телескопом «Хаббл».

Рис. Веста.

Флора — крупнейший член семейства из нескольких десятков астероидов. В 1915—18 гг. японский астроном Кийогуцу Хираяма (1874—1943) впервые выделил 5 семейств астероидов: Флоры, Фемиды, Эоса, Корониды и Марии. Члены каждого семейства имеют сходные орбитальные элементы, что, вероятно, указывает на их генетическое родство. Возможно, это осколки одного родительского тела, разрушенного столкновением.

Ида — изображения получены зондом «Галилео» 28 августа 1993 г. На них обнаружен спутник размером 1,5 км., названный Дактилем и обращающийся вокруг Иды на расстоянии около 100 км.

Рис. Астероид Ида со спутником Дактиль.

Эрос — сближающийся с Землей астероид. В феврале 1999 г. зонд NEAR получил его изображения. 14 февраля 2000 г. зонд стал спутником Эроса — первым в истории искусственным спутником астероида, — а 12 февраля 2001 г. сел на его поверхность.

Рис. Эрос.

Гаспра — изображения получены зондом «Галилео» 29 октября 1991 г. во время первого в истории сближения с астероидом.

Икарус — сближается с Землей и пересекает ее орбиту.

Географ — сближающийся с Землей астероид. Либо двойной, либо имеет очень неправильную форму (сильная переменность блеска и вытянутое радиолокационное изображение).

Аполлон — крупнейший астероид одноименного семейства, члены которого сближаются с Землей и пересекают ее орбиту.

Хирон — астероид-комета, демонстрирующий периодическую активность: яркость резко возрастает вблизи перигелия, вероятно, из-за испарения летучих соединений с поверхности. Движется между орбитами Сатурна и Урана. Прототип семейства кентавров.

Тоутатис — двойной астероид, компоненты которого, вероятно, находятся в контакте и имеют размеры около 2,5 и 1,5 км. Изображения получены радиолокаторами в Аресибо и Голдстоуне. Сближение Тоутатиса с Землей произошло 29 сентября 2004 г. на расстояние 1,5 млн. км.

Рис. Тоутатис.

Касталия — двойной астероид с одинаковыми компонентами (по 0,75 км. в диаметре), находящимися в контакте. Изображение получено радиолокатором в Аресибо.

Как мог возникнуть Главный пояс астероидов?

Большой вклад в формирование современной теории происхождения Солнечной системы внесли советские ученые О.Ю.Шмидт (1891—1956), B.C.Сафронов (1917—1999) и их ученики. Идеи отечественной школы космогонистов помогают реконструировать историю астероидов главного пояса.

Около 4,5 млрд. лет назад на расстоянии 5 а.е. от Солнца одна из крупных планетезималей в ходе «естественного отбора» превзошла размером остальные и стала «зародышем» будущего Юпитера. Находясь на границе конденсации летучих соединений (Н₂, Н₂О, NH₃, CO₂, CH₄ и др.), которые изгонялись из центральной, более теплой зоны протопланетного диска, это тело служило центром аккумуляции замерзающих газовых конденсатов. При достижении еще большей массы, оно стало захватывать вещество, находящееся ближе к Солнцу, в зоне родительских тел астероидов, и таким образом тормозить их рост.

Мелкие тела, попавшие в сферу гравитационного влияния прото-Юпитера, но не захваченные им, эффективно разбрасывались в разные стороны. Аналогично, хотя и не так интенсивно, происходил выброс тел из зоны формирования Сатурна. Двигаясь по вытянутым орбитам, выброшенные тела пронизывали пояс родительских тел астероидов между орбитами Марса и Юпитера, подвергая их дроблению. До возникновения планет-гигантов в этой области происходил рост родительских тел астероидов, поскольку их взаимные скорости были невелики (менее 0,5 км/с), и столкновение двух тел заканчивалось их объединением, а не дроблением.