Астероиды — источники опасности и объекты исследований

Кандидат физико-математических наук Натан Эйсмонт, ведущий научный сотрудник, Антон Ледков, научный сотрудник, Институт космических исследований РАН

В огромном объёме Солнечной системы содержатся не сотни тысяч и не десятки миллионов, а квадриллионы космических тел различных размеров и масс.

Солнечную систему воспринимают обычно как пустое пространство, в котором кружатся восемь планет, некоторые — со своими спутниками. Кто-то вспомнит о нескольких малых планетах, к которым недавно приписали Плутон, о поясе астероидов, о метеоритах, иногда падающих на Землю, и о кометах, изредка украшающих небосвод. Это представление вполне справедливо: ни один из многочисленных космических аппаратов не пострадал от столкновения с астероидом или кометой, — космос довольно просторен.

NASA/JPL-Calteh/UCLA.
Иллюстрация: ESA/AOES Medialab.
Атиры — астероиды, орбита которых полностью находится внутри орбиты Земли. © AndrewBuck/Wikimedia Commons/CC-BY-SA.
Атоны — астероиды, чьё расстояние от Солнца в афелии больше перигелийного расстояния Земли, но большая полуось меньше земной, то есть их орбиты почти полностью (или целиком) находятся внутри орбиты Земли. © Kaidor/Wikimedia Commons/CC-BY-SA.
Аполлоны движутся по орбитам с расстоянием от Солнца в перигелии меньше афелийного расстояния Земли и с большой полуосью, превышающей астрономическую единицу. © AndrewBuck/Wikimedia Commons/CC-BY-SA.
Амуры — астероиды, у которых расстояние от Солнца в афелии больше афелийного расстояния Земли, но не превышает 1,3 а. е. (а. е. равна 149 миллионам километров — среднему расстоянию Земли от Солнца). © AndrewBuck/Wikimedia Commons/CC-BY-SA.
Десять астероидов, расположенные в порядке их открытия. Для наглядности астероиды показаны в масштабе кружочками соответствующего размера на фоне круга с диаметром Луны. NASA.
Троянcкие астероиды Юпитера включают две группы: опережающие Юпитер (греки) и движущиеся следом за ним (троянцы). © Skrab/Wikimedia Commons/CC-BY-SA.
Пояс Койпера расположен за орбитой Нептуна. © Рисунок Зои Флоринской.
Любопытный объект пояса Койпера — Хаумеа со спутниками Хииака и Намака. © A. Feild (Space Telescope Science Institute).
Облако Оорта — источник долгопериодических комет. © Westerkamp & Loenen/kosmoved.ru.
Способ определения формы и размеров астероида наблюдением затмений звезды. © Рисунок Натана Эйсмонта.
Получаемый затмением звезды силуэт астероида. © Рисунок Натана Эйсмонта.
Околоземный астероид Итокава относится к группе Аполлона и отличается необычной формой. © JAXA.
В ноябре 2014 года аппарат Розетта с посадочным модулем Фила достиг кометы Чурюмова — Герасименко. © http://new.livestream.com/esa/cometlanding.
Таутатис — астероид из группы Аполлона. © CNSA.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Точки Лагранжа.

И тем не менее в огромном объёме Солнечной системы содержатся не сотни тысяч и не десятки миллионов, а квадриллионы (единицы с пятнадцатью нулями) космических тел различных размеров и масс. Все они движутся и взаимодействуют по законам физики и небесной механики. Часть их образовалась в самой ранней Вселенной и состоит из её первозданного вещества, и это интереснейшие объекты астрофизических исследований. Но есть и очень опасные тела — крупные астероиды, столкновение которых с Землёй способно погубить на ней жизнь. Отслеживание и ликвидация астероидной опасности — не менее важное и увлекательное направление работы астрофизиков.

История открытия астероидов

Первый астероид обнаружил в 1801 году Джузеппе Пиази, директор обсерватории в Палермо (Сицилия). Назвал он его Церера и поначалу считал малой планетой. Термин «астероид», в переводе с древнегреческого — «подобный звезде», предложил астроном Уильям Гершель (см. «Наука и жизнь» № 7, 2012 г., статья «Сказка о музыканте Уильяме Гершеле, который расширил космос вдвое»). Церера и аналогичные объекты (Паллада, Юнона и Веста), открытые в последующие шесть лет, были видны как точки, а не как диски в случае планет; в то же время, в отличие от неподвижных звёзд, они двигались подобно планетам. Следует отметить, что наблюдения, в результате которых были открыты эти астероиды, велись целенаправленно в попытках обнаружить «пропавшую» планету. Дело в том, что уже открытые планеты располагались на орбитах, отстоящих от Солнца на расстояниях, соответствующих закону Бодэ. В соответствии с ним между Марсом и Юпитером должна была находиться планета. Как известно, планеты на такой орбите не нашлось, зато примерно в этом районе позже обнаружили пояс астероидов, названный главным. К тому же и закон Бодэ, как оказалось, не имеет какого-либо физического обоснования и рассматривается в настоящее время просто как некое случайное сочетание чисел. Более того, открытый позже (1848) Нептун оказался на орбите, с ним не согласующейся.

После открытия четырёх упомянутых астероидов дальнейшие наблюдения за восемь лет не привели к успеху. Их прекратили из-за Наполеоновских войн, в ходе которых сгорел городок Лилиенталь близ Бремена, где проходили заседания астрономов — охотников за астероидами. Возобновились наблюдения в 1830 году, но успех пришёл лишь в 1845-м с открытием астероида Астрея. С этого времени астероиды стали открывать с частотой не менее одного в год. Б?льшая их часть принадлежит к главному поясу астероидов, между Марсом и Юпитером. К 1868 году насчитывалось уже около сотни открытых астероидов, к 1981-му — 10 000 и к 2000-му — более 100 000.

Химический состав, форма, размеры и орбиты астероидов

Если классифицировать астероиды по их расстоянию от Солнца, то в первую группу попадают Вулканоиды — некий гипотетический пояс малых планет между Солнцем и Меркурием. Ни одного объекта из этого пояса до сих пор не обнаружено, и хотя на поверхности Меркурия наблюдаются многочисленные кратеры ударного происхождения, образованные падением астероидов, это не может служить доказательством существования указанного пояса. Ранее наличием там астероидов пытались объяснить аномалии в движении Меркурия, но затем их объяснили на основе учёта релятивистских эффектов. Так что окончательный ответ на вопрос о возможном присутствии Вулканоидов пока не получен. Далее следуют околоземные астероиды, принадлежащие четырём группам.

Астероиды главного пояса движутся по орбитам, находящимся между орбитами Марса и Юпитера, то есть на расстояниях от 2,1 до 3,3 астрономической единицы (а. е.) от Солнца. Плоскости их орбит находятся вблизи эклиптики, их наклонение к эклиптике лежит в основном до 20 градусов, доходя у некоторых до 35 градусов, эксцентриситеты — от нуля до 0,35. Очевидно, что первыми были открыты самые большие и яркие астероиды: средние диаметры Цереры, Паллады и Весты равны 952, 544 и 525 километрам соответственно. Чем меньше размер астероидов, тем их больше: только 140 астероидов главного пояса из 100 000 имеют средний диаметр больше 120 километров. Суммарная масса всех его астероидов относительно невелика, составляя всего около 4% массы Луны. Самый большой астероид — Церера — имеет массу 946•1015 тонн. Сама по себе величина кажется очень большой, но это всего лишь 1,3% массы Луны (735•1017 тонн). В первом приближении размер астероида можно определить по его яркости и по расстоянию от Солнца. Но надо учитывать и отражательные характеристики астероида — его альбедо. Если поверхность астероида тёмная, светится он слабее. Именно в силу этих причин в списке десяти астероидов, расположенных на рисунке в порядке их открытия, третий по размерам астероид Гигея находится на последнем месте.

Статьи по теме

 

Читайте в любое время

Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie и рекомендательные технологии. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie и рекомендательных технологий на вашем устройстве. Подробнее

Товар добавлен в корзину

Оформить заказ

или продолжить покупки