En asteroide (et synonym, der er almindeligt indtil 2006 er en mindre planet ) er et relativt lille himmellegeme i solsystemet, der bevæger sig i kredsløb om solen . Asteroider er betydeligt ringere i masse og størrelse i forhold til planeterne , har en uregelmæssig form og har ingen atmosfære , selvom de også kan have satellitter . Inkluderet i kategorien af små kroppe i solsystemet .
Udtrykket "asteroide" (fra oldgræsk ἀστεροειδής - "som en stjerne", fra ἀστήρ - "stjerne" og εἶδος - "udseende, udseende, kvalitet") blev opfundet af komponisten og introducerede Charles Burney af William Herschel [1] grundlaget for, at disse objekter, når de ses gennem et teleskop , lignede punkter, som stjerner , i modsætning til planeterne, der, når de ses gennem et teleskop, ligner skiver. Den nøjagtige definition af udtrykket "asteroide" er endnu ikke fastlagt. Indtil 2006 blev asteroider også kaldt mindre planeter .
Hovedparameteren, hvormed klassificeringen udføres, er kroppens størrelse. Asteroider er kroppe med en diameter på mere end 30 m, mindre kroppe kaldes meteoroider [2] .
I 2006 klassificerede Den Internationale Astronomiske Union de fleste asteroider som små kroppe i solsystemet [3] .
Hundredtusindvis af asteroider er blevet opdaget i solsystemet. Ifølge Minor Planet Center er der pr. 1. april 2017 blevet opdaget 729.626 mindre planeter, med 47.034 mindre kroppe opdaget i løbet af 2016. [4] Pr. 11. september 2017 var der 739.062 objekter i databasen , hvoraf 496.915 havde nøjagtige baner og blev tildelt et officielt nummer [5] , mere end 19.000 af dem havde officielt godkendte navne [6] [7] . Det antages, at der i solsystemet kan være fra 1,1 til 1,9 millioner objekter større end 1 km [8] . De fleste af de i øjeblikket kendte asteroider er koncentreret i asteroidebæltet , der ligger mellem Mars og Jupiters kredsløb .
Ceres blev betragtet som den største asteroide i solsystemet med dimensioner på cirka 975 × 909 km, men den 24. august 2006 fik den status som en dværgplanet . De to andre største asteroider (2) Pallas og (4) Vesta har en diameter på ~500 km. (4) Vesta er det eneste asteroidebælteobjekt, der kan observeres med det blotte øje. Asteroider, der bevæger sig i andre baner, kan også observeres med det blotte øje i passageperioden nær Jorden (se f.eks. (99942) Apophis ).
Den samlede masse af alle asteroider i hovedbæltet er anslået til 3,0–3,6⋅10 21 kg [9] , hvilket kun er omkring 4 % af Månens masse . Massen af Ceres er 9,5⋅1020 kg, det vil sige omkring 32% af den samlede masse, og sammen med de tre største asteroider (4) Vesta (9%), (2) Pallas (7%), (10) Hygiea ( 3%) - 51%, det vil sige, at langt de fleste asteroider har en ubetydelig masse efter astronomiske standarder.
Studiet af asteroider begyndte efter opdagelsen af planeten Uranus i 1781 af William Herschel . Dens gennemsnitlige heliocentriske afstand viste sig at være i overensstemmelse med Titius-Bode-reglen .
I slutningen af det 18. århundrede organiserede Franz Xaver en gruppe på 24 astronomer. Siden 1789 har denne gruppe ledt efter en planet, som ifølge Titius-Bode-reglen skulle have været i en afstand på omkring 2,8 astronomiske enheder fra Solen – mellem Mars og Jupiters kredsløb. Opgaven var at beskrive koordinaterne for alle stjernerne i området af stjernetegnene på et bestemt tidspunkt. I de efterfølgende nætter blev koordinaterne kontrolleret, og objekter, der bevægede sig en større afstand, blev fremhævet. Den anslåede forskydning af planeten, der søges, må have været omkring 30 buesekunder i timen, hvilket skulle have været let bemærket.
Ironisk nok blev den første asteroide, Ceres , opdaget af italienske Giuseppe Piazzi , som ikke var involveret i dette projekt, ved et tilfælde, i 1801 , på århundredets allerførste nat. Tre andre - (2) Pallas , (3) Juno og (4) Vesta blev opdaget i de næste par år - den sidste, Vesta, i 1807 . Efter yderligere 8 års frugtesløs søgning besluttede de fleste astronomer, at der ikke var mere der og holdt op med at forske.
Karl Ludwig Henke blev dog ved, og i 1830 genoptog han søgen efter nye asteroider. Femten år senere opdagede han Astrea , den første nye asteroide i 38 år. Han opdagede også Hebe mindre end to år senere. Derefter sluttede andre astronomer sig til eftersøgningen, og derefter blev mindst én ny asteroide opdaget om året (med undtagelse af 1945 ).
I 1891 var Max Wolf den første til at bruge astrofotograferingsmetoden til at søge efter asteroider , hvor asteroider efterlod korte lyslinjer i fotografier med en lang eksponeringsperiode. Denne metode fremskyndede opdagelsen af nye asteroider betydeligt sammenlignet med tidligere anvendte metoder til visuel observation: Max Wolf opdagede på egen hånd 248 asteroider, startende fra (323) Brucius , mens lidt mere end 300 blev opdaget før ham. Nu , et århundrede senere , 385 tusinde asteroider har officielt nummer, og 18 tusinde af dem er også et navn.
I 2010 annoncerede to uafhængige hold af astronomer fra USA , Spanien og Brasilien , at de samtidig havde opdaget vandis på overfladen af en af de største hovedbælte-asteroider, Themis . Denne opdagelse giver os mulighed for at forstå oprindelsen af vand på Jorden. I begyndelsen af sin eksistens var Jorden for varm til at rumme nok vand. Dette stof skulle ankomme senere. Det blev antaget, at kometer kunne bringe vand til Jorden , men den isotopiske sammensætning af terrestrisk vand og vand i kometer stemmer ikke overens. Derfor kan det antages, at vand blev bragt til Jorden under dens kollision med asteroider. Forskere har også fundet komplekse kulbrinter på Themis , inklusive molekyler, der er forløbere for liv [10] . Den japanske infrarøde satellit Akari , som udførte spektroskopiske undersøgelser af 66 asteroider, bekræftede, at 17 af de 22 klasse C-asteroider indeholder spor af vand i varierende proportioner i form af hydrerede mineraler, og nogle indeholder vandis og ammoniak. Der er også fundet spor af vand på isolerede klasse S silikatasteroider, som blev anset for at være fuldstændig vandfri. Vand på klasse S-asteroider er højst sandsynligt af eksogen oprindelse. Det blev sandsynligvis opnået af dem under kollisioner med hydrerede asteroider. Det viste sig også, at under påvirkning af solvinden, kollisioner med andre himmellegemer eller restvarme, mister asteroider gradvist vand [11] [12] .
Den 8. september 2016 blev den amerikanske interplanetariske station OSIRIS-REx opsendt , designet til at levere jordprøver fra asteroiden (101955) til Bennu (at nå asteroiden og indsamle jord er planlagt til 2019, og returnering til Jorden er planlagt til 2023) .
De første forsøg på at måle asteroidernes diametre ved hjælp af metoden til direkte måling af synlige diske ved hjælp af et trådmikrometer blev lavet af William Herschel i 1802 og Johann Schroeter i 1805. Efter dem målte andre astronomer i det 19. århundrede de lyseste asteroider på lignende måde . Den største ulempe ved denne metode var betydelige uoverensstemmelser i resultaterne (for eksempel var de mindste og maksimale størrelser af Ceres opnået af forskellige videnskabsmænd ti gange forskellige).
Moderne metoder til at bestemme størrelsen af asteroider omfatter metoderne polarimetri , radar , speckle interferometri , transit og termisk radiometri [13] .
En af de enkleste og mest kvalitative er transitmetoden. Under bevægelsen af en asteroide i forhold til Jorden passerer den nogle gange mod baggrunden af en fjern stjerne, dette fænomen kaldes asteroideokkultation af stjerner . Ved at måle varigheden af faldet i en given stjernes lysstyrke og kende afstanden til asteroiden kan man nøjagtigt bestemme dens størrelse. Denne metode gør det muligt nøjagtigt at bestemme størrelsen af store asteroider, såsom Pallas [14] .
Den polarimetriske metode er at bestemme størrelsen baseret på asteroidens lysstyrke. Jo større asteroiden er, jo mere sollys reflekterer den. Imidlertid afhænger lysstyrken af en asteroide stærkt af albedoen på asteroidens overflade, som igen bestemmes af sammensætningen af dens bjergarter. For eksempel reflekterer asteroiden Vesta, på grund af dens overflades høje albedo, 4 gange mere lys end Ceres og er den mest synlige asteroide på himlen, som nogle gange kan observeres med det blotte øje.
Selve albedoen kan dog også bestemmes ret nemt. Faktum er, at jo lavere lysstyrken af asteroiden er, det vil sige, jo mindre den reflekterer solstråling i det synlige område, jo mere absorberer den den og udstråler den derefter i form af varme i det infrarøde område.
Polarimetrimetoden kan også bruges til at bestemme formen på en asteroide ved at registrere ændringer i dens lysstyrke under rotation, samt til at bestemme perioden for denne rotation, samt til at identificere store strukturer på overfladen [14] . Derudover bruges resultaterne opnået med infrarøde teleskoper til at bestemme størrelsen ved termisk radiometri [13] .
Den generelle klassificering af asteroider er baseret på karakteristikaene af deres baner og beskrivelsen af det synlige spektrum af sollys, der reflekteres af deres overflade.
Asteroider kombineres i grupper og familier baseret på deres baners karakteristika. Normalt er gruppen opkaldt efter den første asteroide, der blev opdaget i en given bane. Grupper er relativt løse formationer, mens familier er tættere, dannet i fortiden under ødelæggelsen af store asteroider fra kollisioner med andre objekter.
Gruppen af jordnære asteroider af Atira -familien omfatter små legemer, hvis kredsløb er helt inde i Jordens kredsløb (deres afstand fra Solen ved aphelium er mindre end perihelium af Jordens kredsløb). Omdrejningsperioden for asteroiden 2021 PH27 omkring Solen er 113 dage - det er den korteste kendte omdrejningsperiode for asteroider og den anden blandt alle objekter i solsystemet efter Merkur [15] .
I 1975 udviklede Clark R. Chapman , David Morrison Benjamin Zellner et klassifikationssystem for asteroider baseret på farve , albedo og reflekteret sollys spektrum karakteristika. [16] Oprindeligt definerede denne klassifikation kun tre typer af asteroider [17] :
Denne liste blev senere udvidet, og antallet af typer fortsætter med at vokse, efterhånden som flere asteroider studeres i detaljer:
Man skal huske på, at antallet af kendte asteroider, der er tildelt enhver type, ikke nødvendigvis svarer til virkeligheden. Nogle typer er ret svære at bestemme, og typen af en bestemt asteroide kan ændres med mere omhyggelig forskning.
SpektralklassifikationsproblemerOprindeligt var spektralklassificeringen baseret på tre typer materiale, der udgør asteroider:
Der er dog tvivl om, at en sådan klassificering utvetydigt bestemmer sammensætningen af asteroiden. Mens den forskellige spektrale klasse af asteroider indikerer deres forskellige sammensætning, er der ingen beviser for, at asteroider af samme spektraltype er lavet af de samme materialer. Som et resultat accepterede forskerne ikke det nye system, og indførelsen af spektral klassificering stoppede.
Antallet af asteroider falder mærkbart med deres størrelse. Selvom dette generelt følger en magtlov , er der toppe ved 5 km og 100 km, hvor der er flere asteroider, end man ville forvente ifølge en logaritmisk fordeling [18] .
D | 100 m | 300 m | 500 m | 1 km | 3 km | 5 km | 10 km | 30 km | 50 km | 100 km | 200 km | 300 km | 500 km | 900 km |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N | 25.000.000 | 4.000.000 | 2.000.000 | 750.000 | 200.000 | 90.000 | 10.000 | 1100 | 600 | 200 | tredive | 5 | 3 | en |
Først fik asteroider navnene på heltene fra romersk og græsk mytologi , senere fik opdagerne ret til at kalde dem, hvad de kunne lide - for eksempel ved deres eget navn. Først fik asteroider overvejende kvindelige navne, kun asteroider med usædvanlige baner fik mandlige navne (for eksempel Icarus , der nærmede sig Solen tættere på end Merkur ). Senere blev denne regel ikke længere overholdt.
I øjeblikket er navnene på asteroider tildelt af komiteen for nomenklaturen af mindre planeter [19] . Ikke enhver asteroide kan få et navn, men kun en, hvis kredsløb beregnes pålideligt nok. Der har været tilfælde, hvor en asteroide fik et navn årtier efter dens opdagelse. Indtil kredsløbet er beregnet, får asteroiden en midlertidig betegnelse, der afspejler datoen for dens opdagelse, såsom 1950 DA . Tallene angiver året, det første bogstav er nummeret på halvmånen i det år, hvor asteroiden blev opdaget (i ovenstående eksempel er dette anden halvdel af februar). Det andet bogstav angiver serienummeret på asteroiden i den angivne halvmåne; i vores eksempel blev asteroiden opdaget først. Da der er 24 halvmåner og 26 engelske bogstaver, bruges to bogstaver ikke i betegnelsen: I (på grund af ligheden med enheden) og Z. Hvis antallet af asteroider opdaget under halvmånen overstiger 24, vender de igen tilbage til begyndelsen af alfabetet, tilskriver det andet bogstav indeks 2, næste retur - 3 osv. Når asteroidens kredsløb bliver sikkert etableret, modtager asteroiden et permanent nummer, og opdageren har ret til at foreslå et navn til asteroiden til overvejelse pr. udvalget for nomenklaturen af mindre planeter i ti år. Navnet på den af komiteen godkendte asteroide offentliggøres i Minor Planet Circular sammen med en beskrivelse af navnet og bliver efter en sådan offentliggørelse det officielle navn på asteroiden [19] .
Efter at have modtaget navnet, består den officielle navngivning af asteroiden af et nummer (serienummer) og et navn - (1) Ceres , (8) Flora , osv.
Det menes, at planetesimalerne i asteroidebæltet udviklede sig på samme måde som i andre områder af soltågen, indtil Jupiter nåede sin nuværende masse, hvorefter mere end 99 % af planetesimalerne på grund af kredsløbsresonanser med Jupiter blev udstødt fra Bæltet. Modellering og spring i rotationshastighedsfordelinger og spektrale egenskaber viser, at asteroider større end 120 km i diameter blev dannet ved tilvækst i denne tidlige epoke, mens mindre kroppe er fragmenter fra kollisioner mellem asteroider under eller efter spredningen af urbæltet af Jupiters tyngdekraft [ 20] . Ceres og Vesta blev store nok til gravitationsdifferentiering, hvor tungmetaller sank til kernen, og skorpen blev dannet af lettere klipper [21] .
I Nice-modellen blev der dannet mange Kuiperbælteobjekter i det ydre asteroidebælte, mere end 2,6 AU væk. De fleste blev senere slynget ud af Jupiters tyngdekraft, men dem, der er tilbage, kan være klasse D-asteroider , muligvis også Ceres [22] .
På trods af at Jorden er meget større end alle kendte asteroider, kan en kollision med en krop større end 3 km føre til ødelæggelse af civilisationen. En kollision med en mindre krop (men mere end 50 meter i diameter) kan føre til talrige ofre og enorme økonomiske skader.
Jo større og tungere asteroiden er, jo farligere udgør den, men det er meget nemmere at opdage den i dette tilfælde. Den farligste i øjeblikket er asteroiden Apophis , med en diameter på omkring 300 m, i en kollision, hvormed et helt land kan blive ødelagt.
Objektets diameter , m |
Effektenergi, Mt TNT |
Kraterdiameter , km |
Effekter og sammenlignelige begivenheder |
---|---|---|---|
— | 0,015 | — | atombombeeksplosion over Hiroshima |
tredive | 2 | — | ildkugle, chokbølge, lille ødelæggelse |
halvtreds | ti | ≤1 | eksplosion svarende til Tunguska begivenhed , lille krater |
100 | 80 | 2 | eksplosion af en brintbombe 50 Mt (USSR, 1962) |
200 | 600 | fire | ødelæggelse på omfanget af hele stater |
500 | 10.000 | ti | ødelæggelse på hele kontinentet |
1000 | 80.000 | tyve | millioner og milliarder af ofre |
5000 | 10.000.000 | 100 | milliarder af ofre, globale klimaforandringer |
≥10.000 | ≥80.000.000 | ≥200 | den menneskelige civilisations tilbagegang |
Den 1. juni 2013 nærmede asteroiden 1998 QE2 sin nærmeste tilgang til Jorden i 200 år. Afstanden var 5,8 millioner kilometer, hvilket er 15 gange længere end Månen [24] .
Siden 2016 har AZT-33VM-teleskopet været i drift i Rusland for at opdage farlige himmellegemer. Han er i stand til at identificere en farlig asteroide, der måler 50 meter i en afstand på op til 150 millioner kilometer på 30 sekunder. Dette gør det muligt på forhånd (mindst en måned før) at bemærke potentielt farlige kroppe for planeten, svarende til Tunguska-meteoritten [25] .
De første 37 asteroider har astronomiske symboler . De er præsenteret i tabellen.
Ordbøger og encyklopædier |
|
---|---|
I bibliografiske kataloger |
|
Spektralklasser af asteroider | ||
---|---|---|
Kulstof | ||
Silicium | ||
jern | ||
Andet |
solsystem | |
---|---|
Central stjerne og planeter | |
dværgplaneter | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Kandidater Sedna Orc Quaoar Pistol-pistol 2002 MS 4 |
Store satellitter | |
Satellitter / ringe | Jord / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uranus / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Kandidater Spækhugger quawara |
Først opdagede asteroider | |
Små kroppe | |
kunstige genstande | |
Hypotetiske objekter |
|