Астероиды. Кометы. Метеорное вещество.

К малым телам Солнечной системы относят астероиды, метеорные тела, кометы, тела пояса Койпера. Астероиды имеют размеры менее тысячи км. Более мелкие тела, чем астероиды, называются «метеороидами» или метеороидными телами, они могут иметь размеры порядка нескольких метров и даже меньше.

Астероид – это небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, размером от нескольких метров до тысячи километров, астероиды часто называют малыми планетами (но не карликовыми планетами!) Большинство орбит астероидов сконцентрировано в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера.

История открытия астероидов.

1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци случайно открыл звезду, склонение которой заметно изменялось за сутки наблюдений, этот объект расположен между Марсом и Юпитером. Этот объект был назван Церерой в честь древнеримской богини плодородия. Так астрономы открыли новый тип объектов в Солнечной системе, позже названный астероидами. Наблюдая за движением Цереры, немецкий врач Генрих Вильгельм Ольберс в 1802 году открыл новый астероид, который назвали Паллада в честь древнегреческой богини Афины Паллады. В 1804 году была открыта Юнона, в 1807 году – Веста. Фридрих Вильгельм Гершель предложил назвать маленькие планеты астероидами. Астероид по-гречески означает «звездообразный».

В 1804 году Ольберс высказал знаменитую гипотезу о разрыве гипотетической планеты Фаэтонмежду Марсом и Юпитером и образования астероидов – ее обломков. С 2006 года первый найденный астероид Церера отнесен к карликовым планетам. Астероиды вблизи Земли и их опасность для планеты

Опасные космические объекты, такие как астероиды, орбиты которых пересекают орбиту Земли, представляют серьезную угрозу существованию человеческой цивилизации при столкновении Земли с астероидом. Число астероидов, пересекающих орбиту Земли, и имеющих диаметр более 1 км, примерно 500.

За последние годы крупные астероиды пролетали неоднократно, вызывая страх и тревогу. В 1936 году астероид Адонис пролетел в 2 млн.км от Земли, в 1937 г. Астероид Гермес пролетел на расстоянии 800 тыс.км от Земли. В 1996 г. Астероид Таутатис пролетел на расстоянии 450 тыс.км от Земли

Значительная часть астероидов основного пояса движутся по устойчивым, стабильным орбитам, которые мало изменились за последние 4,5 млрд лет, поэтому столкновений с такими астероидами практически маловероятны.

Но орбиты астероидов могут измениться при приближении к планетам-гигантам, при столкновении с другими астероидами и кометами, поэтому орбиты астероидов могут изменяться.

Американским астрономом Р. Бинзелом была разработана качественная шкала оценки опасности столкновения с Землей астероидов и комет, подобная шкале Рихтера, используемой для градации опасности землетрясений. В 1999 г. шкала была утверждена Международным Астрономическим Союзом. (показ таблицы на слайде презентации). По различным оценкам велика вероятность падения на Землю астероида диаметром около 1 км раз в 100 тыс. лет. Но наиболее велика вероятность встречи Земли с более мелкими небесными объектами.

Двойные астероиды

Открыто несколько двойных астероидов.

В 1993 году американский космический аппарат «Галилео», направлявшийся к Юпитеру, пересекал главный пояс астероидов. Оказалось, что астероид Ида имеет маленький спутник, который назвали Дактиль.

Астероид Эрос обращается вокруг Солнца с периодом 1,8 земных года. Его размеры – 40 x 14 x 14 км. В 2000 г. автоматический космический аппарат NEAR-Шумейкер сделал много фотографий астероида. Исследования астероида показали, что Эрос - монолитное твердое тело, что его химический состав приблизительно однороден и что он образовался в «молодые годы» Солнечной системы. В 2001 году аппарат сел на поверхность астероида.

Астероид 216 Клеопатра состоит в основном из металлов типа никеля и железа, как показали радарные исследования.

Астероид 951 Гаспра имеет размеры 19x12x11 км и обращается почти по круговой орбите внутри главного пояса астероидов. Состоит Гаспра из смеси скальных пород и металлосодержащих минералов.

Астероиды за орбитой Юпитера.

За орбитой Юпитера в конце ХХ века были открыты и другие астероиды. Второй пояс астероидов называют поясом Койпера.

Пояс Койпера – дискообразная область за орбитой Нептуна, на расстоянии от 30 а.е. до 100 а.е. от Солнца, населенная астероидами и ядрами комет.

Предполагают, что объекты пояса Койпера представляют собой лёд с небольшими примесями органических веществ, то есть близки по составу к кометному веществу. Масса всех объектов пояса Койпера превышает массу всех астероидов главного пояса астероидов. Но предполагают, что масса объектов облака Орта превышает массу объектов пояса Койпера.

Кометы – самые многочисленные, самые протяжённые и самые удивительные небесные тела Солнечной системы. Слово «комета» в переводе с греческого означает «волосатая», «длинноволосая». При сближении с Солнцем комета принимает эффектный вид, нагреваясь под действием солнечного тепла так, что газ и пыль улетают с поверхности, образуя яркий хвост.

По оценкам ученых, на далеких окраинах Солнечной системы, в так называемом облаке Оорта – гигантском сферическом скоплении кометного вещества – сосредоточено около 10¹²–10¹³ комет, обращающихся вокруг Солнца. По мере приближения кометы к Солнцу, лёд ядра кометы начинает испаряться, потоки газа и пыли начинают выбрасываться в космос.

1. Строение кометы

У каждой кометы несколько различных составных частей:

• Ядро: относительно твердое и стабильное, состоящее в основном изо льда и газа с небольшими добавками пыли и других твердых веществ.
• Голова (кома): светящаяся газовая оболочка, возникающая под действием электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца. Плотное облако водяного пара, углекислого и других нейтральных газов сублимирующих из ядра.
• Пылевой хвост: состоит из очень мелких частиц пыли уносимых от ядра потоком газа. Эта часть кометы лучше всего видна невооруженным глазом.
• Плазменный (ионный) хвост: состоит из плазмы (ионизованных газов), интенсивно взаимодействует с солнечным ветром.

Строение комет, особенности хвостов комет лучше иллюстрировать на моделях «Кометы» и «Кометы: строение».

Метеорные тела

Чёткого разграничения между метеороидами (метеорными телами) и астероидами нет. Обычно метеороидами называют тела размерами менее сотни метров, а астероидами - более крупные. Совокупность метеороидов, ображающихся вокруг Солнца, образует метеорное вещество в межпланетном пространстве. Некоторая доля метеорных тел является остатком того вещества, из которого когда-то образовалась Солнечная система, некоторая – остатки постоянного разрушения комет, обломки астероидов.

Метеорное тело или метеороид – твёрдое межпланетное тело, которое при влете в атмосферу планеты вызывает явление метеора и иногда завершается падением на поверхность планеты метеорита.

Что обычно бывает, когда метеорное тело достигает поверхности Земли? Обычно ничего, так как из-за незначительных размеров метеорные тела сгорают в атмосфере Земли. Крупные скопления метеорных тел называется метеорным роем. Во время сближения метеорного роя с Землей наблюдаются метеорные потоки.

1. Метеоры и болиды

Явление сгорания метеорного тела в атмосфере планеты называется метеором. Метеор – это кратковременная вспышка, след от сгорания проходит через несколько секунд.

За сутки в атмосфере Земли сгорает около 100000000 метеорных тел.

Если следы метеоров продолжить назад, то они пересекутся в одной точке, называемой радиантом метеорного потока.

Многие метеорные потоки являются периодическими, повторяются из года в год и названы по созвездиям, в которых лежат их радианты. Так, метеорный поток, наблюдаемый ежегодно примерно с 20 июля по 20 августа, назван Перcеидами, поскольку его радиант лежит в созвездии Персея. От созвездий Лиры и Льва получили соответственно свое название метеорные потоки Лириды (середина апреля) и Леониды(середина ноября).

Исключительно редко метеорные тела бывают сравнительно больших размеров, в этом случае говорят, что наблюдают болид. Очень яркие болиды видны и днём.

1. Метеориты

Если метеорное тело достаточно большое и не смогло полностью сгореть в атмосфере при падении, то оно выпадает на поверхность планеты. Такие упавшие на Землю или другое небесное тело метеорные тела называют метеоритами.

Самые массивные метеорные тела, имеющие большую скорость, выпадают на поверхность Земли с образованием кратера.

В зависимости от химического состава метеориты подразделяются на каменные (85 %), железные (10 %) и железо-каменные метеориты (5 %).

Каменные метеориты состоят из силикатов с включениями никелистого железа. Поэтому небесные камни, как правило, тяжелее земных. Основными минералогическими составляющими метеоритного вещества являются железо-магнезиальные силикаты и никелистое железо. Более 90 % каменных метеоритов содержит округлые зерна – хондры. Такие метеориты называются хондритами.

Железные метеориты почти целиком состоят из никелистого железа. У них удивительная структура, состоящая из четырех систем параллельных камаситовых пластин с низким содержанием никеля и с прослойками, состоящими из тэнита.

Железо-каменные метеориты состоят наполовину из силикатов, наполовину из металла. Они обладают уникальной структурой, не встречающейся нигде, кроме метеоритов. Эти метеориты представляют собой либо металлическую, либо силикатную губку.

Один из крупнейших железных метеоритов, Сихотэ-Алинский, упавший на территорию СССР в 1947 г., был найден в виде россыпи множества осколков.