Оглавление
Планета номер «четыре с половиной»
Уже в восемнадцатом веке астрономам были относительно хорошо известны масштабы и размеры Солнечной системы
Исследователи Тициус и Бозе обратили внимание, что линейка расстояний планет от светила укладывается в правильную математическую последовательность. Вот только в одном месте теория давала сбой
Четыре первые планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс соответствовали математической модели полностью, а затем…
Юпитер, пятая планета, занимала место шестой. Между Марсом и Юпитером не хватало еще одного небесного тела.
Планеты в Солнечной системе, не считая нашей звезды, тела самые большие. Астероиды и их движение были открыты и систематизированы позже. А в тот момент этот сбой в последовательности стал настоящим вызовом для астрономов.
Охота за планетой «№ 4 ½» проходила не без драматизма и увенчалась успехом в 1801 году. Итальянский ученый Пьяцци поздравил землян с Новым, 1801 годом, открыв 1 января первую маленькую планету, названную впоследствии в честь древнегреческой богини плодородия Церерой.
Что значит «опасный» астероид?
Опасными считаются те астероиды, которые:
- подлетают к нам на 8 млн км и ближе;
- являются достаточно большими и крепкими, чтобы не развалиться при вхождении в земную атмосферу;
- способны врезаться в земную поверхность, нанеся нашей планете вред.
Всего таких объектов насчитывается не менее 4700 ед., но пока лишь 1 небесное тело, которое угрожает Земле, входит в Главный пояс астероидов. Это широкая область примерно посередине Солнечной системы, которая включает:
- 4 тела диаметром более 400 км;
- 200 объектов диаметром более 100 км;
- 1000 астероидов диаметром более 15 км;
- 1-2 млн тел диаметром более 1 км.
Малых планет мелкого размера, например 100-метровых, здесь примерно столько же.
Испытывая воздействие гравитации этих двух планет, они летают в пространстве по близко расположенным орбитам, которые отличаются относительной стабильностью. Однако нередки ситуации, когда от столкновений или внутренних процессов большое тело разваливается на несколько мелких объектов либо от него откалываются осколки. Существует большой риск, что они покинут Пояс и отправятся к Земле.
История открытия
Историю открытия астероидов в научно-популярной литературе обычно излагают, щадя учёных. Мол, Иоганн Тициус в 18-м веке рассчитал закономерность удаления планет от Солнца, а чуть позже его тёзка Боде вычислил, что между Марсом и Юпитером должна находиться планета. Астрономы начали её искать и в 1801 году таки обнаружили. С тех пор всё и началось…
Но открыл будущую Цереру вовсе не кто-либо из «небесных полисменов», а итальянец Джузеппе Пьяцца. Астроном не искал ничего нового – он составлял каталог звёзд, и в новогоднюю ночь 1801 года случайно наткнулся на быстро двигавшуюся точку. Мало того, Пьяцца сразу же потерял своё открытие, едва успев назвать новую, как он думал, планету, Церерой. Помог Карл Гаусс. С помощью математических вычислений он нашёл место, где нужно искать пополнение в Солнечной системе, и Цереру открыли заново. То есть открытие Пьяццы в какой-то мере похоже на открытие Колумбом Америки – оба искали не то, но значения этих открытий случайность никак не принижает.
Самый большой астероид в Солнечной системе
Такой астероид может натворить много дел.
Ранее самым большим астероидом Солнечной системы являлась Церера. Диаметр объекта составляет около 950 километров. Вторым по размеру считалась Паллада с диаметром 512 километров. А Веста занимала третью строчку самых больших из известных астероидов Солнечной системы, уступая по размерам Палладе, но обгоняя ее по массе.
После того, как ученые перевели Цереру в разряд карликовых планет, Паллада стала занимать верхнюю строчку самых больших (по размерам) астероидов в Солнечной системе. Однако астрономы уточнили размеры Весты и оказалось, что она больше Паллады. Диаметр Весты составляет 530 километров. Таким образом, Веста стала не только самым большим, но и самым массивным астероидом нашей Солнечной системы.
Физические характеристики
Изображение: Wikimedia Commons
Некоторые думают, что пояс астероидов – это очень плотное скопление небесных тел, но это не так. На 2020 год известно более 300 тысяч астероидов, образующих этот пояс, а общее их количество может превышать несколько миллионов. Однако из-за большой протяженности пояса они находятся друг от друга на огромном расстоянии. Ни один космический аппарат, проходивший через этот пояс, ни разу не столкнулся с каким-нибудь объектом. Более того, вероятность такого столкновения или даже случайного сближения зонда с астероидом меньше одной миллиардной.
Суммарная масса всех небесных тел в главном поясе оценивается в 3,4•1021 кг, что в 1600 раз меньше массы Земли. При этом треть этой массы приходится на один объект – Цереру. Это карликовая планета, ранее считавшаяся наикрупнейшим астероидом.
Замечено, что астероиды, находящиеся ближе к звезде, имеют большую отражающую способность. Также в составе данных небесных тел меньше воды. Вероятно, что солнечная радиация буквально «выдула» воду и другие легкие элементы на удаленные области главного пояса.
Температура у поверхности астероидов также зависит от дистанции до Солнца. На расстоянии 2,2 а.е. от звезды температура составляет – 73° С, а на дистанции 3,2 а. е. она падает до – 108° С.
Церера
Размером этот астероид достигает почти 950 километров. Открытие этого небесного тела произошло в 1801 году, и с тех пор, как только его не называли. Вначале полноценной планетой, после астероидом, а в 2006 году признали карликовой планетой, поскольку Церера на сегодняшний день – самый мощный объект пояса астероидов.
Церера выглядит как сфера, что немного удивительно для астероидов, а ее каменное ядро и кора состоят из минералов и замерзшей воды. Землянам можно не бояться столкновения с Церерой в ближайшие тысячелетия, так как точка ее орбиты удалена от Земли на целых 263 миллионов километров. Поэтому ученые проявляют исключительно научный интерес.
Вариант №3
Мы часто задумываемся, наблюдая за небом, что же находится там, и как оно выглядит. Ночью не вооруженным глазом можно заметить красоту и яркость звезд и других небесных светил, среди которых можно обнаружить астероид. Еще с давних времен людей интересовали поиски планет, они разными способами изучали небо. В 1801 году итальянцу удалось обнаружить самый первый астероид, который назвали Церера. На этом исследователи не остановились, после чего обнаружили еще астероиды. Что же такое астероид? Это небольшое небесное тело, которое движется вокруг Солнца по орбите. Даже сегодня никто из ученых не может толком ответить, откуда они появились и как возникли. Одни считают, это осколки планет, возникшие после взрыва или столкновения. Кто-то говорит, что они смогли образоваться из пылегазового вещества, с которого, в свое время, образовались планеты.
Когда нашли астероид, последовал вопрос, а какое название ему дать? Ведь у всех есть название. В давние времена сложилась традиция называть новое небесное тело именем героя из греческой или римской мифологии. Чаще всего имена были женскими. Уже чуть позже решили не обходить стороной и мужские имена. Их присваивали тем астероидам, которые имели нестандартную орбиту. В наше же время с этим вопросом обходятся немного проще. Название астероиду имеет право давать тот человек, кто его откроет. Но не все так просто, присвоить название астероиду можно лишь в том случае, если его орбита точно рассчитана. Ученые долгое время пытались рассчитать, с какой скорость астероид передвигается по орбите. Расчеты были сложны, но они пришли к выводу, что приблизительная скорость астероида составляет 20 км/с.
Астероид состоит из каменной породы и метала. Они слишком напоминают звезды. Обнаружить их на небе можно используя обычный телескоп. Ученые выяснили, что самые знакомые нам астероиды расположены, между Юпитером и Марсом. Интересно то, что не все они движутся строго по орбите, некоторые сходят с нее. Если такое произойдет, то может быть, столкновение астероида с другими небесными телами. Когда астероиды сталкиваются, они образуют другие маленькие тельца — метеориты. Если же астероид вдруг столкнется планетой, он отчетливо оставит на ней след, и глубокий кратер. Но не стоит переживать, с планетами они сталкиваются не так часто. Хотя ученые не отвергают такую мысль, что именно от столкновения Земли с астероидом, много миллионов лет назад изменился климат, и вымерли динозавры и многие животные. Наличие нескольких кратеров, обнаруженных на Земле, наталкивает на мысль, что сюда падали несколько астероидов.
Астероид достаточно холодное небесное тело, даже если он расположен слишком близко к Солнцу, он больше отдает тепло, чем сохраняет его. Наблюдая за небесными телами, астрономы заметили, что астероид может менять свою яркость. Это связано с его вращением и неправильной формой. Когда ученые сделали первые снимки астероидов, они увидели, что на поверхности присутствуют воронки и кратеры. Получается, что это все образовалось вследствие различных столкновений с небесными твердыми телами. Интересно так же то, что многие астероиды имеют свои спутники. Астрономы продолжают изучать и открывать новые астероиды. В специальные астрономические календари они заносят всю найденную информацию об астероидах. Даже астрономы любители могут спокойно обнаружить астероид, используя специальные фотопластины.
Орбиты астероидов
Самое «оживленное» движение астероидов сосредоточено, как уже указывалось, между Марсом и Юпитером. Однако форма орбит большинства из них заметно отличается от орбит планет, движущихся по почти идеальным окружностям. Так, если второй по величине астероид Солнечной системы Веста имеет эксцентриситет орбиты 0,089 и постоянно находится в поясе, то, Эрос, например, движется иначе.
В высшей точке орбиты он находится, как ему и положено, в поясе астероидов, а затем, пересекая орбиту Марса, Эрос устремляется к Земле, не доходя до ее орбиты «каких-то» 20 млн километров.
Астероидом же с самой вытянутой траекторией считается 2005НС4. В дальней точке он «улетает» далеко за орбиту Марса, в перигелии же подходит к Солнцу в 7(!) раз ближе Меркурия.
Наиболее активное вулканическое тело
Вулканическая активность встречается в Солнечной системе не так часто, как можно было ожидать этого. Несмотря на то, что на множестве небесных тел, таких как Марс и даже Луна, наблюдаются признаки древней вулканической деятельности, есть только четыре подтвержденных примера существующей вулканической деятельности, происходящей по сей день. Помимо Земли, есть три вулканических спутника: Тритон (спутник Нептуна), Ио (спутник Юпитера), и Энцелад (спутник Сатурна). Среди них на Ио наблюдается самая активная вулканическая деятельность. На изображениях, полученных со спутников, было обнаружено около 150 вулканов, но астрономы считают, что в конечном счете их может быть более 400.
Самый большой астероид в Солнечной системе
Самый большой астероид в нашей Солнечной системе — это Веста. Есть еще Церера, но она, не так давно была переведена в разряд карликовых планет и поэтому оставила Весту лидером среди астероидов. И Церера, и Веста в настоящее время изучаются космическим аппаратом НАСА Рассвет.
Сравнение размеров некоторых астероидов
Веста была впервые наблюдалась Генрихом Вильгельмом Ольберсом 29 марта 1807 года. Астероид, имеющий радиус от 578 до 458 километров и массу равную 2,67 х 10 в 20-й степени килограмм. Его легко можно наблюдать в бинокль, если делать это в ясную ночь. Бывали случаи, когда он был виден даже невооруженному глазу в ночном небе. Веста делает полный оборот вокруг собственной оси за 5,342 часа, а угол наклона оси составляет 29 градусов. Температура на ее поверхности в разное время колеблется от -188 до -18 градусов Цельсия. Снимки, сделанные телескопом Хаббла, отчетливо показывают лавовые потоки на поверхности Весты. Это полностью противоречит тому утверждению, что астероиды — это абсолютно мертвые и холодные куски породы, дрейфующие в космосе. На поверхности Весты удалось обнаружить бассейн ударного происхождения, настолько глубокий, что он обнажает мантию астероида на Южном полюсе. Предположительно мантия находится на глубине более 10 километров под поверхностью астероида.
Многие ученые из НАСА сходятся в том мнении, что Веста является родителем многих метеоритов. Это означает то, что мы имеем на Земле частички всего пяти космических тел: Земли (естественно), Луны, Марса, Весты и кометы Уайлд 2. Веста является первоисточником метеоритной группы эвкритов. Группы, зародившейся порядка 4,56 миллиардов лет назад.
Миссия аппарата Рассвет была спроектирована для того, чтобы он мог стать первым орбитальным спутником двух космических объектов за пределами земной орбиты. Аппарат вплотную подошел к Весте и окончательно занял рабочую позицию 15 июля 2011 года. После детального годичного изучения поверхности самого массивного астероида в нашей планетарной системе, он был переведен на орбиту Цереры в 2012 году. Веста представляет научный интерес в качестве объекта для изучения благодаря своим уникальным качествам. Одна она составляет порядка 9% массы всего Пояса Астероидов и к тому же она единственная имеет сложный состав (кора, мантия, ядро). Специалисты НАСА уверены, что изучение Весты даст массу интересной информации.
Источник
Астероид и нет одновременно
Можно согласиться с тем, что после введения категории карликовых планет называть Весту астероидом как-то неправильно. И на самом деле подавляющее большинство публикаций стараются избежать этой двойной классификации. Да, Церера часто упоминается как карликовая планета. Но и также часто как самое большое тело в поясе астероидов.
С другой стороны, Церера является самым крупным объектом именно в поясе астероидов. Поэтому считать, что это не астероид – абсурд. Это то же самое, если сказать, что Плутон не является объектом пояса Койпера. Потому что это карликовая планета. Это и то, и другое. Можно найти кучу аргументов и доказать, что сотни астрономов и планетологов относятся к Церере как к карликовой планете и астероиду одновременно. И ничего плохого не происходит.
Природа не обязана следовать человеческим семантическим условностям. Геологу все равно, является ли Австралия континентом или островом. Или тем и другим одновременно. Однако многие астрономы, и любители и профессионалы, воспринимают эти классификации как вопрос жизни и смерти
И это, наверное, все-таки важно. Потому что влияет, и очень сильно, на изучение Солнечной системы
Если бы Цереру объявили карликовой планетой раньше, нам не пришлось бы так долго ждать, пока ее исследует зонд.
А как Вы думаете? Это бесплодный семантический спор? Или действительно серьезный вопрос?
Открытие и исследования Весты
Впервые Весту открыл в 1807 году Генрих Ольберс, немецкий астроном. До этого он открыл Цереру и Палладу – другие крупнейшие астероиды. Имя Весте дал Карл Гаусс, с разрешения Ольберса.
Также этот учёный открыл несколько комет и первым выдвинул версию, что астероиды произошли из-за разрушения некой планеты – Фаэтона. В честь Ольберса назван кратер на Луне и астероид Ольберсия.
Конечно, из-за большого удаления и небольшого размера изучать астероиды с Земли практически невозможно. Даже самые мощные современные телескопы мало что могут, поэтому здесь вся надежда на автоматические зонды.
Специально для исследования Весты в 2007 году NASA запустила зонд «Dawn». 3 мая 2011 года он сделал первый снимок астероида с расстояния 1.2 миллиона километров, а 16 июля вышел на орбиту около него.
Зонд прислал множество снимков Весты и много полезной информации. Так, по гравитационному воздействию учёные смогли точно рассчитать массу крупнейшего астероида. Был определён период вращения и многое другое.
Зонд проработал на орбите Весты до 5 сентября 2012 года, то есть пробыл там больше года. После этого он отправился к другому астероиду – Церере, с помощью ионных двигателей.
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.
Характеристики Весты
Веста находится в основном поясе астероидов, который расположен между Марсом и Юпитером. Она имеет почти круговую орбиту и полный оборот по ней делает за 3.63 года.
Орбита Весты проходит в главном поясе астероидов.
Крупнейший астероид имеет почти сферическую форму, но не совсем. Его размеры – 578х560х458 км, то есть не совсем правильная. Имей Веста более правильную сферическую форму, и она была бы тоже отнесена к карликовым планетам, но именно эта неправильность и мешает такой классификации.
Фотография Весты с расстояния 15000 км, переданная зондом Dawn.
Веста – не просто кусок камня гигантского размера. Её образование было похоже на рождение настоящей планеты. В её недрах также происходило расслоение на расплавленную мантию и горячее железо-никелевое ядро. Конечно, они давно остыли, но благодаря высоким температурам и давлению в прошлом Веста богата самыми разными породами и минералами. Это подтверждается исследованием падающих на Землю метеоритов — некоторые из них прибывают к нам как раз с Весты.
Веста вращается вокруг своей оси и делает полный оборот за 5 часов 20 минут. При этом температура на её поверхности меняется от -3 до -106 градусов по Цельсию.
Атмосферы у столь небольшого тела, естественно, нет.
Тунгусский метеорит, 30 июня 1908 г.
И, наконец, всемирно известная «звезда» среди метеоритов – Тунгусское чудо, или Тунгусский феномен, или просто Тунгусский метеорит. Ранним июньским утром 1908 года (примерно в 7 часов) над практически незаселёнными районами Приенисейской тайги с юго-востока на северо-запад пронёсся огромный огненный шар (его видели несколько кочующих эвенкийских семей, жители расположенного неподалёку села и редкие охотники). Полёт неизвестного объекта сопровождался странным гулом. Вскоре раздался мощный взрыв, от которого вылетели стёкла даже в домах, находящихся в сотнях километров от эпицентра.
Взрывная волна 2 раза (!) обошла земной шар, её зафиксировали метеостанции и обсерватории в самых разных странах. В небе над всей Центральной Сибирью несколько дней после этого события наблюдалось свечение. Последствия взрыва (по расчётам учёных произошедшего на высоте примерно 8 км) оказались ужасающими: на площади более 2 тысяч км² деревья были вывернуты с корнем и повалены, на расстоянии до 40 км погибли многие лесные животные (говорят, пострадали и люди), началась сильная магнитная буря.
Мощность взрыва Тунгусского чуда, учитывая впечатляющее воздействие на таёжный массив, учёные оценивают приблизительно в 40-50 мегатонн, – такой эффект даёт мощная водородная бомба. По идее, в этом случае должен остаться внушительный кратер (минимум полкилометра глубиной), который, тем не менее, так никем и не обнаружен поныне. Но самым странным является то, что ни одна научная экспедиция до наших дней так и не нашла ни малейшего осколка и самого метеорита. (Кстати, первая из них – экспедиция Леонида Алексеевича Кулика – смогла добраться к предполагаемому месту падения в районе реки Подкаменная Тунгуска только в 1927 году, то есть через 19 лет после самого явления!). Единственное, что было обнаружено в почве и в древесине поваленных деревьев – это микроскопические магнетитовые и силикатные шарики, имеющие, вероятно, не земное и не вполне естественное происхождение.
Тогда что это было? Версий много (вплоть до такой: это знаменитый Никола Тесла проводил какой-то эксперимент с электричеством, но поскольку осознавал всю опасность мероприятия, то осуществил его там, где практически никак не могли пострадать люди), но всё же основная из них – это таки был метеорит, просто он рассыпался на очень мелкие (пылеобразные) фрагменты.
Эта тема закрыта для публикации ответов.