Малыми телами солнечной системы являются. Наглядная модель Солнечной системы. Самые известные кометы Солнечной системы

Страх столкновения кометы с Землей всегда будет жить в сердцах наших ученых. А пока они будут бояться, давай вспомним о самых нашумевших кометах, которые когда-либо будоражили человечество.

Комета Лавджоя

В ноябре 2011 года австралийский астроном Терри Лавджой обнаружил одну из крупнейших комет околосолнечной группы Крейца, диаметром около 500 метров. Она пролетела сквозь солнечную корону и не сгорела, была хорошо видна с Земли и даже сфотографирована с Международной космической станции.

Источник: space.com

Комета Макнота

Первая ярчайшая комета XXI века, также названная «Большая комета 2007 года». Открыта астрономом Робертом Макнотом в 2006 году. В январе и феврале 2007 была отлично видна невооруженным глазом жителям южного полушария планеты. Следующее возвращение кометы нескоро — через 92600 лет.

Источник: wyera.com

Кометы Хейла-Боппа и Хякутакэ

Появились одна за другой — в 1996 и 1997 годах, соревнуясь в яркости. Если комета Хейла-Боппа была открыта еще в 1995 и летела строго «по расписанию», Хякутакэ обнаружили лишь за пару месяцев до ее сближения с Землей.

Источник: сайт

Комета Лекселя

В 1770 году комета D/1770 L1, открытая русским астрономом Андреем Ивановичем Лекселем, прошла на рекордно близком расстоянии от Земли — лишь 1,4 миллиона километров. Это примерно в четыре раза дальше, чем от нас находится Луна. Комета была видна невооруженным глазом.

Источник: solarviews.com

Комета затмения 1948 года

1 ноября 1948 года во время полного солнечного затмения астрономы неожиданно обнаружили яркую комету неподалеку от Солнца. Официально названная C/1948 V1, она являлась последней «внезапной» кометой нашего времени. Ее можно было разглядеть невооруженным глазом вплоть до конца года.

Источник: philos.lv

Большая январская комета 1910 года

Появилась в небе за пару месяцев до кометы Галлея, которую все ждали. Первой новую комету заметили шахтеры из алмазных шахт Африки 12 января 1910 года. Как и многие сверхяркие кометы, ее было видно даже днем.

Источник: arzamas.academy

Большая мартовская комета 1843 года

Также входит в семейство околосолнечных комет Крейца. Она пролетела лишь в 830 тысячах километров от центра Солнца и была хорошо заметна с Земли. Ее хвост — один из самых длинных среди всех известных комет = две астрономических единицы (1 астрономическая единица равняется расстоянию между Землей и Солнцем).

Планеты Солнечной системы

Согласно официальной позиции Международного астрономического союза (МАС), организации присваивающей имена астрономическим объектам, планет всего 8.

Плутон был исключен из разряда планет в 2006 году. т.к. в поясе Койпера находятся объекты которые больше/либо равны по размерам с Плутоном. Поэтому, даже если его принимать его за полноценное небесное тело, то тогда необходимо к этой категории присоединить Эриду, у которой с Плутоном почти одинаковый размер.

По определению MAC, есть 8 известных планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Все планеты делят на две категории в зависимости от их физических характеристик: земной группы и газовые гиганты.

Схематическое изображение расположения планет

Планеты земного типа

Меркурий

Самая маленькая планета Солнечной системы имеет радиус всего 2440 км. Период обращения вокруг Солнца, для простоты понимания приравненный к земному году, составляет 88 дней, при этом оборот вокруг собственной оси Меркурий успевает совершить всего полтора раза. Таким образом, его сутки длятся приблизительно 59 земных дней. Долгое время считалось, что эта планета все время повёрнута к Солнцу одной и той же стороной, поскольку периоды его видимости с Земли повторялись с периодичностью, примерно равной четырем Меркурианским суткам. Это заблуждение было развеяно с появлением возможности применять радиолокационные исследования и вести постоянные наблюдения с помощью космических станций. Орбита Меркурия – одна из самых нестабильных, меняется не только скорость перемещения и его удалённость от Солнца, но и само положение. Любой интересующийся может наблюдать этот эффект.

Меркурий в цвете, снимок космического аппарата MESSENGER

Близость к Солнцу стала причиной того, что Меркурий подвержен самым большим перепадам температуры среди планет нашей системы. Средняя дневная температура составляет около 350 градусов по Цельсию, а ночная -170 °C. В атмосфере выявлены натрий, кислород, гелий, калий, водород и аргон. Существует теория, что он был ранее спутником Венеры, но пока это остается недоказанным. Собственные спутники у него отсутствуют.

Венера

Вторая от Солнца планета, атмосфера которой почти полностью состоит из углекислого газа. Её часто называют Утренней звездой и Вечерней звездой, потому что она первой из звёзд становится видна после заката, так же как и перед рассветом продолжает быть видимой и тогда, когда все остальные звёзды скрылись из поля зрения. Процент диоксида углерода составляет в атмосфере 96%, азота в ней сравнительно немного – почти 4% и в совсем незначительном количестве присутствует водяной пар и кислород.

Венера в УФ спектре

Подобная атмосфера создает эффект парника, температура на поверхности из-за этого даже выше, чем у Меркурия и достигает 475 °C. Считается самой неторопливой, венерианские сутки длятся 243 земных дня, что почти равно году на Венере – 225 земных дней. Многие называют её сестрой Земли из-за массы и радиуса, значения которых очень близки к земным показателям. Радиус Венеры составляет 6052 км (0,85% земного). Спутников, как и у Меркурия, нет.

Третья планета от Солнца и единственная в нашей системе, где на поверхности есть жидкая вода, без которой не смогла бы развиться жизнь на планете. По крайней мере, жизнь в том виде, в котором мы её знаем. Радиус Земли равен 6371 км и, в отличие от остальных небесных тел нашей системы, более 70% её поверхности покрыто водой. Остальное пространство занимают материки. Ещё одной особенностью Земли являются тектонические плиты, скрытые под мантией планеты. При этом они способны перемещаться, хоть и с очень малой скоростью, что со временем вызывает изменение ландшафта. Скорость перемещения планеты по ней – 29-30 км/сек.

Наша планета из космоса

Один оборот вокруг своей оси занимает почти 24 часа, причем полное прохождение по орбите длится 365 суток, что намного больше в сравнении с ближайшими планетами-соседями. Земные сутки и год также приняты как эталон, но сделано это лишь для удобства восприятия временных отрезков на остальных планетах. У Земли имеется один естественный спутник – Луна.

Марс

Четвёртая планета от Солнца, известная своей разрежённой атмосферой. Начиная с 1960 года, Марс активно исследуется учеными нескольких стран, включая СССР и США. Не все программы исследования были успешными, но найденная на некоторых участках вода позволяет предположить, что примитивная жизнь на Марсе существует, или существовала в прошлом.

Яркость этой планеты позволяет видеть его с Земли без всяких приборов. Причем раз в 15-17 лет, во время Противостояния, он становится самым ярким объектом на небе, затмевая собой даже Юпитер и Венеру.

Радиус почти вдвое меньше земного и составляет 3390 км, зато год значительно дольше – 687 суток. Спутников у него 2 — Фобос и Деймос.

Наглядная модель Солнечной системы

Внимание ! Анимация работает только в браузерах поддерживающих стандарт -webkit (Google Chrome, Opera или Safari).

• Солнце

  Солнце является звездой, которая представляет собой горячий шар из раскаленных газов в центре нашей Солнечной системы. Его влияние простирается далеко за пределы орбит Нептуна и Плутона. Без Солнца и его интенсивной энергии и тепла, не было бы жизни на Земле. Существуют миллиарды звезд, как наше Солнце, разбросанных по галактике Млечный Путь.

• Меркурий

  Выжженный Солнцем Меркурий лишь немного больше, чем спутник Земли Луна. Подобно Луне, Меркурий практически лишен атмосферы и не может сгладить следы воздействия от падения метеоритов, поэтому он как и Луна покрыт кратерами. Дневная сторона Меркурия очень сильно нагревается на Солнце, а на ночной стороне температура падает на сотни градусов ниже нуля. В кратерах Меркурия, которые расположены на полюсах, существует лед. Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца за 88 дней.

• Венера

  Венера это мир чудовищной жары (еще больше чем на Меркурии) и вулканической активности. Аналогичная по структуре и размеру Земле, Венера покрыта толстой и токсичной атмосферой, которая создает сильный парниковый эффект. Этот выжженной мир достаточно горячий, чтобы расплавить свинец. Радарные снимки сквозь могучую атмосферу выявили вулканы и деформированные горы. Венера вращается в противоположном направлении, от вращения большинства планет.

• Земля — планета океан. Наш дом, с его обилием воды и жизни делает его уникальным в нашей Солнечной системе. Другие планеты, в том числе несколько лун, также имеют залежи льда, атмосферу, времена года и даже погоду, но только на Земле все эти компоненты собрались вместе таким образом, что стало возможным существование жизнь.

• Марс

  Хотя детали поверхности Марса трудно увидеть с Земли, наблюдения в телескоп показывают, что на Марсе существуют сезоны и белые пятна на полюсах. В течение многих десятилетий, люди полагали, что яркие и темные области на Марсе это пятна растительности и что Марс может быть подходящим местом для жизни, и что вода существует в полярных шапках. Когда космический аппарат Маринер-4, прилетел у Марсу в 1965 году, многие из ученых были потрясены, увидев фотографии мрачной планеты покрытой кратерами. Марс оказался мертвой планетой. Более поздние миссии, однако, показали, что Марс хранит множество тайн, которые еще предстоит решить.

• Юпитер

  Юпитер — самая массивная планета в нашей Солнечной системе, имеет четыре больших спутника и множество небольших лун. Юпитер образует своего рода миниатюрную Солнечную систему. Чтобы превратится в полноценную звезду, Юпитеру нужно было стать в 80 раз массивнее.

• Сатурн

  Сатурн — самая дальняя из пяти планет, которые были известны до изобретения телескопа. Подобно Юпитеру, Сатурн состоит в основном из водорода и гелия. Его объем в 755 раз больше, чем у Земли. Ветры в его атмосфере достигают скорости 500 метров в секунду. Эти быстрые ветра в сочетании с теплом, поднимающимся из недр планеты, вызывают появление желтых и золотистых полос, которые мы видим в атмосфере.

• Уран

  Первая планета найденная с помощью телескопа, Уран был открыт в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем. Седьмая планета от Солнца настолько далека, что один оборот вокруг Солнца занимает 84 года.

• Нептун

  Почти в 4,5 млрд. километрах от Солнца вращается далекий Нептун. На один оборот вокруг Солнца у него уходит 165 лет. Он невидим невооруженным глазом из-за его огромного расстояния от Земли. Интересно, что его необычная эллиптическая орбита, пересекается с орбитой карликовой планеты Плутона из-за чего Плутон находится внутри орбиты Нептуна порядка 20 лет из 248 за которые совершает один оборот вокруг Солнца.

• Плутон

  Крошечный, холодный и невероятно далекий Плутон был открыт в 1930 году и долго считался девятой планетой. Но после открытий подобных Плутону миров, которые находились еще дальше, Плутон был переведен в категорию карликовых планет в 2006 году.

Планеты — гиганты

Существуют четыре газовых гиганта, располагающихся за орбитой Марса: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Они находятся во внешней Солнечной системе. Отличаются своей массивностью и газовым составом.

Планеты солнечной системы, масштаб не соблюден

Юпитер

Пятая по счёту от Солнца и крупнейшая планета нашей системы. Радиус её – 69912 км, она в 19 раз больше Земли и всего в 10 раз меньше Солнца. Год на Юпитере не самый долгий в солнечной системе, длится 4333 земных суток (неполных 12 лет). Его же собственные сутки имеют продолжительность около 10 земных часов. Точный состав поверхности планеты пока определить не удалось, однако известно, что криптон, аргон и ксенон имеются на Юпитере в гораздо больших количествах, чем на Солнце.

Существует мнение, что один из четырёх газовых гигантов на самом деле – несостоявшаяся звезда. В пользу этой теории говорит и самое большое количество спутников, которых у Юпитера много – целых 67. Чтобы представить себе их поведение на орбите планеты, нужна достаточно точная и чёткая модель солнечной системы. Самые крупные из них – Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. При этом Ганимед является крупнейшим спутником планет во всей солнечной системе, радиус его составляет 2634 км, что на 8% превышает размер Меркурия, самой маленькой планеты нашей системы. Ио отличается тем, что является одним из трёх имеющих атмосферу спутников.

Сатурн

Вторая по размерам планета и шестая по счёту в Солнечной системе. В сравнении с остальными планетами, наиболее схожа с Солнцем составом химических элементов. Радиус поверхности равен 57350 км, год составляет 10 759 суток (почти 30 земных лет). Сутки здесь длятся немногим дольше, чем на Юпитере – 10,5 земных часов. Количеством спутников он ненамного отстал от своего соседа – 62 против 67. Самым крупным спутником Сатурна является Титан, так же, как и Ио, отличающийся наличием атмосферы. Немного меньше него по размеру, но от этого не менее известные – Энцелад, Рея, Диона, Тефия, Япет и Мимас. Именно эти спутники являются объектами для наиболее частого наблюдения, и потому можно сказать, что они наиболее изучены в сравнении с остальными.

Долгое время кольца на Сатурне считались уникальным явлением, присущим только ему. Лишь недавно было установлено, что кольца имеются у всех газовых гигантов, но у остальных они не настолько явно видны. Их происхождение до сих пор не установлено, хотя существует несколько гипотез о том, как они появились. Кроме того, совсем недавно было обнаружено, что неким подобием колец обладает и Рея, один из спутников шестой планеты.

В состав Солнечной системы входит не только Солнце и 8 больших планет. Огромное число различных более мелких объектов тоже вращается по различным орбитам вокруг Солнца. Все они также заслуживают своего изучения.

Среди малых тел можно выделить:
- "карликовые планеты" (этот термин был введён после отмены для Плутона статуса планеты для него и всех подобных ему объектов);
- астероиды, или "малые планеты";
- кометы;
- метеоритные тела или метеориды (т. е. просто небольшие камни);
- пыль и газ.

Карликовые планеты

Термин "карликовые планеты" был введён решением XXVI Генеральной ассамблеи МАС (международного астрономического союза) в 2006 г. После бурных дебатов было решено, что Плутон, который меньше всех других планет Солнечной системы и даже их крупных спутников, следует лишить его статуса планеты, который был у Плутона с момента его открытия в 1930 г., а вместо этого ввести для него и некоторых других обнаруженных к тому времени на окраинах Солнечной системы объектов, масса которых был сравнима с массой Плутона, специальное определение "карликовая планета". Был предложен следующий набор критериев для того, чтобы определить принадлежность объекта к группе карликовых планет:
1) карликовая планета вращается вокруг Солнца:
2) сила гравитации карликовой планеты достаточна, чтобы придать её сферическую форму;
3) карликовая планета не очищает пространство вокруг себя (чтобы рядом с ним не было других сравнимых по размерам тел);
4) не является спутником другой планеты;

В настоящее время под определение "карликовых планет" попадают собственно Плутон, Церера (самый большой объект в ближнем поясе астероидов) и Эрида (недавно открытый объект в поясе Койпера, находящийся ещё дальше Плутона), и ещё для нескольких объектов причисление их к разряду карликовых планет рассматривается.

Характеристики Плутона

средний радиус орбиты: 5,913,520,000 км
диаметр: 2370 км
масса: 1.3 *10^22 кг

Орбита Плутона находится в основном за орбитой Нептуна, но имеет большой эксцентриситет, из-за чего Плутон иногда находится ближе к Солнцу, чем Нептун. Период обращения по орбите - 245,73 лет. Какие-либо детали на Плутоне невозможно рассмотреть в телескоп, и, после его открытия в 1930 г. долгое время ошибочно считалось, что размеры и масса Плутона близки к земным. На самом деле Плутон в 5 с лишним раз меньше Земли по размерам и в 500 раз - по массе. Он также меньше Луны. Известно также, что у Плутона имеется пять спутников. Самый крупный из них - Харон, открытый в 1978 г., он всего примерно в 2 раза меньше самого Плутона.

В июле 2015 космический аппарат "Новые горизонты", запущенный НАСА, впервые достиг Плутона. Он пролетел на расстоянии менее 10 тыс. км от Плутона и сделал довольно хорошие фото поверхности. На Плутоне обнаружены горы высотой более 3 тыс. км., состоящие, предположительно, изо льда, но большая часть поверхности - равнины.

Астероиды, пояс Койпера и облако Оорта

Астероид - небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, движущийся по орбите вокруг Солнца. Первый астероид Церера был случайно открыт итальянцем Пиацци 1 января 1801 г., после него в течение нескольких лет было открыто ещё 3 крупных астероида. Затем в открытии астероидов наступил перерыв, а после 1835 г. их начали открывать в большом количестве. В настоящее время известны десятки тысяч астероидов. Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1.1 до 1.9 миллиона объектов, имеющих размеры более 1 км.

Большинство астероидов, открытых на настоящий момент, обращаются по схожим орбитам между орбитами Марса и Юпитера. Очевидно, сильное гравитационное поле Юпитера в период возникновения Солнечной системы помешало сформироваться в этом месте ещё одной планете.
Несмотря на очень большую численность астероидов, размеры подавляющео большинства их крайне малы, а общая масса всего ближнего пояса астероидов оценивается всего в 4% от массы Луны. Несколько астероидов были изучены вблизи и сфотографированы космическими аппаратами.

астероид Ида и её маленький спутник

Впоследствии стало ясно, что подобных поясов, в которых обращаются вокруг Солнца множество мелких тел, больше одного. В начале 1950-х годов Оорт и Койпер высказали предположение о существовании подобных поясов за орбитой Нептуна. Пояс Койпера находится от Солнца на расстоянии примерно 30-50 астрономических единиц и, по оценкам астрономов, только объектов, размер которых больше 100 км, в нём насчитывается десятки тысяч. Масса пояса Койпера существенно превышает массу ближнего пояса астероидов. На сегодняшний день в поясе Койпера открыто уже более 800 объектов. Облако Оорта, из которого, согласно расчётам, к Солнцу изредка прилетают некоторые долгопериодические кометы, находится ещё дальше, чем пояс Койпера.

Пояс Койпера и облако Оорта.

Крупнейшие объекты в поясе Койпера.
Внизу Земля для сравнения.

Слово «комета» в переводе с греческого означает «волосатая», «длинноволосая». Кометы, пролетающие по небу, люди время от времени наблюдали ещё с глубокой древности. Считалось, что появление комет сулит разные дурные предзнаменования.

В 1702 году Эдмунд Галлей доказал, что кометы, наблюдавшиеся в 1531, 1607 и 1682 годах - это на самом деле не разные кометы, а одна и та же, которая, двигаясь по своей орбите вокруг Солнца, периодически возвращается через определённый промежуток времени. Эта комета была названа его именем - комета Галлея.

Орбиты большинства комет - это очень сильно вытянутые эллипсы. Предположительно, кометы прилетают из облака Оорта, в котором содержится огромное число мелких объектов, вращающихся на огромном удалении от Солнца. Под действием разных причин некоторые из этих объектов время от времени изменяют траекторию и приближаются к Солнцу, становясь кометами.
При приближении кометы к Солнцу замёрзшие газы на её поверхности начинают испаряться и образуют огромный хвост, который тянется за кометой на миллионы километров. Под давлением солнечного излучения и солнечного ветра хвост комет всегда направлен от Солнца. Из-за постоянного испарения ядро кометы постепенно уменьшается в массе и, в конце концов разрушается, оставляя вместо себя лишь массу мелких обломков. Иногда, когда Земля пересекает орбиты бывших комет, массы мелких частиц влетают в атмосферу, образуя метеорный дождь.

Некоторые кометы были изучены космическими аппаратами, например, советский аппарат "Вега" в 1986 г. изучил комету Галлея, а в 2005 космический аппарат НАСА "Дип импакт" был специально приведён в столкновение с ядром кометы Темпеля.

Метеорные тела, пыль и газ

Согласно принятым соглашениям, астероидами должны считаться тела, размеры которых больше 1 км. Меньшие по размеру объекты считаются меторидами или метеорными телами. Число подобных объектов, находящихся в Солнечной системе, огромно.
Иногда летающие в космосе объекты попадаются на пути Земли. Давно, на ранних этапах существования Солнечной системы столкновения планет с разными телами, в том числе весьма крупными, случались часто - об этом говорят, в частности, многочисленные кратеры на поверхности Луны и других небесных тел. Сейчас вероятность столкновения Земли с крупным объектом мала, но она всё же существует, поэтому важно изучать космическое пространство и выявлять объекты, орбиты которых могут пересечься с орбитой Земли.
Мелкие космические объекты на пути Земли попадаются постоянно. Влетая в атмосферу, большинство из них сгорает на большой высоте, не успев долететь до поверхности. Такие объекты, выглядящие как падающие звёзды, называются метеорами. Очень редко попадаются достаточно курпные объекты, которые не успевают полностью сгореть в атмосфере и падают на поверхность Земли. Такие объекты называются метеоритами. Метеориты бывают в основном каменные, а также железные и железо-каменные. Интересно, что наиболее древние железные изделия были изготовлены людьми именно из метеоритного железа. Крайне редко на Землю могут упасть большие объекты, способные причинить сильные разрушения. Предполагается, что падение на Землю 65 млн. лет назад крупного астероида, кратер от которого обнаружен на дне Мексиканского залива, могло послужить одной из причин вымирания динозавров.

Межпланетное пространство не пусто. В Солнечной системе достаточно много мелкой межпланетной пыли. Её запасы всё время пополняются вследствие разрушения комет, столкновений астероидов и т. п. Кроме того, далеко за орбиту Плутона проникает солнечный ветер - поток исходящих от Солнца частиц. Концентрация газа и пыли в Солнечной системе существенно выше, чем в межзвёздном пространстве.

Наша планетарная система состоит не только из Солнца и окружающих его планет. Существует еще огромное количество объектов, вращающихся по своим орбитам, но обладающих гораздо меньшими размерами, чтобы дать им полноценный планетарный статус. Для таких объектов в 2006 году Международный астрономический союз ввел термин «малое тело Солнечной системы». К ним причисляют межпланетное вещество (газ и пыль), астероиды, метеориты, кометы и карликовые планеты.

Пояс астероидов

Название этого загадочного места Солнечной системы - главный пояс астероидов - ввел в середине XIX века немецкий ученый-просветитель Александр фон Гумбольдт. Суммарная масса скопления летающих скал диаметром от метра до сотен километров равна примерно 4 % лунной массы, причем больше ее половины заключено в четырех крупнейших телах: Церере, Палладе, Весте и Гигее. Их средний диаметр близок к 400 км, а самое огромное из них - Цереру - можно даже считать настоящей карликовой планетой (ее диаметр более 950 км, а масса превосходит суммарную массу Паллады и Весты). Однако подавляющее число из многих миллионов астероидов главного пояса значительно меньше по величине, они составляют в диаметре всего лишь десятки метров.

Астероидами считают тела диаметром более 30 м, меньшие называют метеороидами, или метеоритами. Особо крупных тел в главном поясе астероидов довольно мало, например стокилометровых астероидов всего около 200, и известно порядка тысячи астероидов радиусом больше 15 км. Основное население главного пояса, судя по всему, образует несколько миллионов астероидов диаметром в десятки и сотни метров.

Астрономы-планетологи до сих пор спорят о причинах появления главного астероидного пояса, но в большинстве сходятся во мнении, что определяющую роль сыграло чудовищное тяготение Юпитера, то ли мешавшее сформироваться полноценной планете, то ли, наоборот, разорвавшее ее на части, множественные столкновения которых и привели к сегодняшней картине этого орбитального роя астероидов.

В итоге множество астероидов распалось на более мелкие фрагменты. Основная их часть была выброшена силами гравитации на окраины Солнечной системы либо перешла на очень вытянутые орбиты, двигаясь по которым (и возвращаясь во внутреннюю часть Солнечной системы) они сталкивались с планетами земной группы во время эпохи поздней тяжелой бомбардировки, около 3,5 млрд лет назад. Это объясняет низкую плотность сегодняшнего состояния пояса астероидов. Столкновения между астероидами происходят постоянно даже с учетом разреженности современного астероидного пояса, что формирует множество астероидных семейств с похожими орбитами и химическим строением.

Группы астероидов

Среди астероидов выделяют околоземные амуры и аполлоны (названные так в честь самых известных своих представителей - астероидов Амура и Аполлона). Орбиты амуров находятся полностью за пределами земной орбиты, траектория движения аполлонов пересекает земную с внешней стороны.

Изучение малых тел

Крупнейшие представители главного пояса астероидов - Церера, Паллада, Юнона и Веста - были открыты в начале XIX века, а Астрея и Геба - в середине. В отличие от других планет, даже в самые сильные телескопы того времени все они выглядели как точки света, неотличимые от обычных звезд в отсутствие движения. Поэтому новые небесные тела стали считать отдельным классом звездоподобных объектов.

Новый этап изучения астероидов начался с применения в 1891 году метода астрофотографии, заключающегося в съемке с долгой экспозицией, так что движущиеся слабовидимые тела оставляют четкие светлые линии. С помощью астрофотографии за последующие три десятилетия было обнаружено свыше тысячи астероидов, а сегодня их число составляет около 300 тыс. и продолжает расти, причем современные системы поиска новых астероидов позволяют выявлять их автоматически, практически без участия человека. Самое пристальное внимание уделяется в первую очередь крупным объектам, способным вторгнуться в земную атмосферу вместе с некоторыми кометами и метеороидами.

Строение и состав астероидов

Эволюция крупнейших астероидов пояса включала процесс гравитационного разделения, когда они испытывали нагревание, приводившее к плавлению их силикатного вещества с выделением металлических ядер и более легких силикатных оболочек. Так, у крупных астероидов возникла даже своеобразная базальтовая кора, совсем как у внутренних планет земной группы.

Теория возникновения главного пояса астероидов предполагает, что вначале население пояса должно было включать немало крупных объектов, в которых происходила дифференциация внутреннего строения. Подобные астероиды могли бы иметь все признаки малых планет вместе с корой и мантией из базальтовых пород. Соответственно, в последующем более половины фрагментов крупных тел должны были бы состоять из базальта. Тем не менее базальтовые тела почти не встречаются в главном поясе. Одно время даже считалось, что практически все базальтовые астероиды представляют собой осколки коры Весты, однако более подробные исследования показали различие в их химическом составе, что указывает на их отдельное
происхождение.

Интересно, что когда главный пояс находился в стадии формирования, в нем возникла так называемая снеговая линия, в пределах которой поверхность астероидов не нагревалась выше температуры таяния льда. Поэтому на астероидах, образовавшихся вне этой линии, смог возникнуть водяной лед, что привело к появлению космических айсбергов с большим содержанием льда.

Подобные соображения подтвердило открытие новых разновидностей обитателей главного пояса астероидов в виде сравнительно небольших комет, населяющих внешнюю часть пояса далеко за пределами снеговой линии. Может быть, именно эти «снежные астероиды» стали источниками воды (и следовательно, жизни) в земных океанах, попав на нашу планету во время кометной бомбардировки. Данную гипотезу косвенно подтверждает и разница в изотопном составе комет, прилетающих с далеких окраин Солнечной системы, с распределением изотопов в воде земной гидросферы. В то же время изотопный состав небольших комет, располагающихся во внешней части главного пояса астероидов, вполне схож с земным, стало быть, можно предположить, что эти астероиды были источниками земной воды.

Между составом астероида и его расстоянием от Солнца можно проследить вполне определенную зависимость. Например, каменные силикатные астероиды расположены намного ближе к светилу, чем углеродно-глинистые, содержащие следы воды в связанном состоянии и даже обычный водяной лед. У близких к Солнцу астероидов также более высокая отражательная способность, чем у центральных и периферийных. Астрономы объясняют это воздействием солнечной радиации, «выдувавшей» более легкие элементы, например воду и газы, на периферию. Таким образом, водяной лед сконденсировался на астероидах внешней области главного пояса.

Классификация астероидов

Из основных характеристик астероидов стоит упомянуть показатели их цветности, отражательной способности поверхности и характеристики спектра отраженного солнечного света. Изначально эта классификация определяла только три основных класса астероидов:

• класс C - углеродные, 75 % известных астероидов;
• класс S - силикатные, 17 % известных астероидов;
• класс M - металлические, большинство остальных.

Этот список был позже расширен, и число классов продолжает расти по мере изучения астероидов.

Относительно высокая концентрация крупных и средних тел в центральной области главного пояса предполагает возможность их довольно частых, по астрономическим меркам, сокрушительных столкновений, происходящих не реже чем раз в десятки миллионолетий. При этом идет их дробление на отдельные фрагменты различных размеров. Впрочем, если астероиды встречаются на сравнительно небольших скоростях, возможен обратный процесс их «слипания», когда они объединяются в одно более крупное тело. В современную астрономическую эпоху, несомненно, доминируют дробление и рассеивание частей астероидов, но 4 млрд лет назад именно процессы укрупнения привели к образованию планет Солнечной системы.

С тех пор дробление астероидных фрагментов с превращением их в метеороиды полностью изменило внешний вид главного пояса астероидов, наполнив его обширными шлейфами мельчайших крупинок и пыли из микрочастиц радиусом в несколько сотен микрометров. Последствия подобного дробления, «перемеливания» и перемешивания с добавками, кроме астероидной, еще и пыли, выбрасываемой кометами, вызывают явление зодиакального света (слабое послезакатное и предрассветное свечение, наблюдаемое в плоскости эклиптики, имеющее вид расплывчатого треугольника).

Углеродные астероиды . Подобные тела составляют более трех четвертей населения главного пояса и содержат большой процент элементарных углеродных соединений. Их количество особенно велико во внешних районах главного пояса. Внешне углеродистые астероиды имеют тусклый темно-красный оттенок, и их довольно трудно обнаружить. Видимо, главный пояс астероидов содержит довольно много таких тел, которые можно найти по излучению в невидимом инфракрасном диапазоне из-за наличия в них воды. Крупнейший представитель углеродистых астероидов - Гигея.

Силикатные астероиды . Довольно распространенный класс астероидов - силикатные тела класса S, группирующиеся во внутренней части пояса. Их поверхность покрыта различными силикатами и некоторыми металлами, в основном железом и магнием, при полном отсутствии углеродных соединений. Все это результат значительных изменений, вызванных плавлением и разделением веществ.

Металлические астероиды . Так еще называют метеороиды класса M главного пояса. Они богаты никелем и железом. Их около 10 % всех тел. Имея умеренную отражательную способность, эти объекты могут быть частями металлических ядер астероидов, вроде Цереры, возникших при формировании Солнечной системы и разрушенных во взаимных столкновениях.

Поскольку кинетическая энергия столкновения астероидов способна достигать весьма существенных величин, их фрагменты могут разноситься по всей Солнечной системе, попадая и в атмосферу нашей планеты. Сегодня насчитываются десятки тысяч всяческих метеоритов, из которых практически все (99,8 %) прилетели из главного пояса астероидов.

Новый источник ресурсов

В задачах колонизации Солнечной системы астероидам отводится важная роль источника сырья для строительства и промышленного производства. Предполагается даже организовать транспортировку наиболее ценных астероидов на земную орбиту, где к тому времени будут работать космические металлургические предприятия. Астероиды главного пояса могут быть ценными источниками водяного льда, из которого возможно получение кислорода для дыхания и водорода как топлива. Ну и конечно же, космические геологи будущего надеются найти под тонкой коркой спекшихся базальтов разные редкие минералы и металлы, включая никель, железо, кобальт, титан, платину, молибден, родий и др.

Астероиды - практически неисчерпаемые источники ресурсов, всего лишь одно железоникелевое тело класса M километрового диаметра может содержать пару миллиардов тонн руды, в несколько раз превышая годовой объем добычи ископаемого на Земле. Еще более перспективно расположение металлургического производства в космосе с вакуумной плавкой и переплавом различной продукции космической инфраструктуры, необходимой для дальнейшего исследования и освоения ближнего и в перспективе дальнего космоса.

Церера

Церера была открыта в ночь на 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пиацци. Первоначально считалась планетой, а затем в течение двух столетий просто крупным астероидом. Окончательно была классифицирована как карликовая планета и названа в честь древнеримской богини плодородия и покровительницы Сицилии.

Веста

Тысячи маленьких небесных тел-астероидов бороздят просторы Солнечной системы. Они имеют неправильную осколочную форму, однако при этом могут достигать 500 км в диаметре, как Веста.

Веста - четвертый по времени открытия астероид (1807 год) и самый яркий из всех. В моменты наибольшего сближения с Землей Веста светит, как звезда 5-й величины. На темном небе ее можно разглядеть невооруженным глазом.

По размеру среди астероидов Веста - вторая после Паллады, поскольку в новой классификации из-за правильной шарообразной формы Цереру ученые отнесли не к астероидам, а к карликовым планетам. Если бы асимметрия Весты была меньше, этот астероид также записали бы в карлики.

В 2011 -2012 годах космический аппарат Dawn работал на орбите вокруг Весты и передал на Землю ее подробные снимки. Кратеры на них названы именами весталок - жриц римской богини Весты, чье имя носит астероид.

8890

ПЛАН

Введение

1. Астероиды

2. Метеориты

3. Мелкие осколки

5. Поиск планет в Солнечной системе

Литература

Введение

В Солнечной системе кроме больших планет и их спутников движется множество так называемых малых тел: астероидов, комет и метеоритов. Малые тела Солнечной системы имеют размеры от сотен микрон до сотен километров.

Астероиды. С точки зрения физики астероиды или, как их еще называют, малые планеты - это плотные и прочные тела. По составу и свойствам их можно условно разделить на три группы: каменные, железокаменные и железные. Астероид является холодным телом. Но он, как, например, и Луна, отражает солнечный свет, и поэтому мы можем наблюдать его в виде звездообразного объекта. Отсюда и происходит название "астероид", что в переводе с греческого означает звездообразный. Так как астероиды движутся вокруг Солнца, то их положение по отношению к звездам постоянно и довольно быстро меняется. По этому первоначальному признаку наблюдатели и открывают астероиды.

Кометы, или "хвостатые звезды", известны с незапамятных времен. Комета - это сложное физическое явление, которое кратко можно описать с помощью нескольких понятий. Ядро кометы представляет собой смесь или, как говорят, конгломерат пылевых частиц, водяного льда и замерзших газов. Отношение содержания пыли к газу в кометных ядрах составляет примерно 1:3. Размеры кометных ядер, по оценке ученых, заключены в интервале от 1 до 100 км. Сейчас дискутируется возможность существования как более мелких, так и более крупных ядер. Известные короткопериодические кометы имеют ядра размером от 2 до 10 км. Размер же ядра ярчайшей кометы Хейли-Боппа, которая наблюдалась невооруженным глазом в 1996 году, оценивается в 40 км.

Метеороид – это небольшое тело, обращающееся вокруг Солнца. Метеор – это метеороид, влетевший в атмосферу планеты и раскалившийся до блеска. А если его остаток упал на поверхность планеты, его называют метеоритом. Метеорит считают «упавшим», если есть очевидцы, наблюдавшие его полет в атмосфере; в противном случае его называют «найденным».

Рассмотрим выше указанные малые тела Солнечной системы более подробно.

1. Астероиды

Эти космические тела отличаются от планет прежде всего своими размерами. Так, самая большая из маленьких планет Церера имеет в поперечнике 995 км; следующая за ней (по размеру): Палада-560 км, Хигея - 380 км, Психея - 240 км и т.д. Для сравнения можно указать, что наименьшая из больших планет Меркурий имеет диаметр 4878 км, т.е. в 5 раз превосходит - поперечник Цереры, а массы их различаются во многие сотни раз.

Общее число малых планет, доступных наблюдению современными телескопами, определяется в 40 тыс., но общая их масса в 1 тыс. раз меньше массы Земли.

Движение малых планет вокруг Солнца происходит по эллиптическим орбитам, но более вытянутым (средний эксцентриситет орбит у них 0,51), чем у больших планет, а наклон орбитальных плоскостей к эклептике у них больше, чем у больших планет (средний угол 9,54). Основная масса планет вращается вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера, образуя так называемый пояс астероидов. Но имеются и малые планеты, орбиты которых располагаются ближе к Солнцу, чем орбита Меркурия. Самые же далекие находятся за Юпитером и даже за Сатурном.

Исследователи космоса высказывают различные соображения о причине большой концентрации астероидов в сравнительно узком пространстве межпланетной среды между орбитами Марса и Юпитера. Одной из наиболее распространенных гипотез происхождения тел пояса астероидов является представление о разрушении мифической планеты Фаэтон. Сама по себе идея о существовании планеты поддерживается многими учеными и даже как будто подкреплена математическими расчетами. Однако необъяснимой остается причина разрушения планеты. Высказываются различные предположения. Одни исследователи считают, что разрушение Фаэтона произошло вследствии его столкновения с каким-то крупным телом. По мнению других, причинами распада планеты были взрывные процессы в ее недрах. В настоящее время проблема происхождения тел астероидного пояса входит составным элементом в обширную программу исследований космоса на международном и национальных уровнях.

Среди малых планет выделяется своеобразная группа тел, орбиты которых пересекаются с орбитой Земли, а следовательно, имеется потенциальная возможность их столкновения с нею. Планеты этой группы стали называть Apollo object, или просто Apollo (Wetherill, 1979). Впервые о существовании Apollo стало известно с 30-х годов текущего столетия. В 1932 г. был обнаружен астероид. Его назвали

Apollo 1932 HA. Но он не возбудил особого интереса, хотя его название стало нарицательным для всех астероидов, пересекающих земную орбиту.

В 1937 г. космическое тело с поперечником приблизительно в 1 км прошло в 800 тыс. км от Земли и в двукратном расстоянии от Луны. Впоследствии его назвали Гермес. На сегодняшний день выявлено 31 такое тело, и каждое из них получило собственное название. Размеры их поперечников колеблются от 1 до 8 км, а наклон орбитальных плоскостей к эклиптике находиться в пределах от 1 до 68. Пять из них вращаются на орбитах между Землей и Марсом, а остальные 26 - между Марсом и Юпитером (Wetherill, 1979). Полагают, что из 40 тыс. Малых планет астероидного пояса с поперечником более 1 км может оказаться несколько сот Apollo. Поэтому столкновение таких небесных тел с Землей вполне вероятно, но через весьма длительные интервалы времени.

Можно полагать, что раз в столетие одно из таких космических тел может пройти вблизи Земли на расстоянии меньше, чем от нас до Луны, а раз за 250 тыс. лет может произойти столкновение его с нашей планетой. Удар такого тела выделяет энергию равную 10 тыс. Водородных бомб каждая мощностью 10 Мт. При этом должен образоваться кратер диаметром около 20 км. Но такие случаи редки и за человеческую историю неизвестны. Гермес относится к астероидам III класса, а ведь много таких тел и более крупного размера - II и I классов. Удар при столкновении их с Землей, естественно, будет еще более значительным.

Когда в 1781 г. был открыт Уран его средняя гелиоцентричекое расстояние оказалось соответствующим правилу Тициуса - Бодэ, то с 1789 г. начались поиски планеты, которая, согласно этому правилу, должна была находиться между орбитами Марса и Юпитера, на среднем расстоянии а=2,8 а.е. от солнца. Но разрозненные обзоры неба не приносили успеха, и поэтому 21 сентября 1800 г. несколько немецких астрономов во главе с К. Цахом решили организовать коллективные поиски. Они разделили весь поиск зодиакальных созвездий на 24 участка и распределили между собой для тщательных исследований. Но не успели они поступить к систематическим розыскам, как 1-го января 1871г. итальянский астроном Дж. Пиации (1746-1826) обнаружил в телескоп звездообразный объект седьмой звездной величины, медленно перемещавшийся по созвездию Тельца. Вычисленная К. Гаусом (1777-1855) орбита объекта оказалась планетой, соответствующей правилу Тициуса-Бодэ: большая полуось а=2,77 а.е. и эксцентриситет е=0,080. Вновь открытую планету Пиации назвал Церерой.

28 марта 1802 г. немецкий врач и астроном В.Ольберс (1758-1840) обнаружил вблизи Цереры еще одну планету (8m) , названную Палладой (а=2,77 а.е., е=0,235). 2-го сентября 1804 г. была открыта третья планета, Юнона (а=2,67 а.е.), а 29 марта 1807 г.- 4, Веста (а=2,36 а.е.). Все вновь открытые планеты имели звездообразный вид, без дисков, свидетельствующий об их небольших геометрических размерах. Поэтому эти небесные тела назвали малыми планетами или, по предложению В. Гершеля, астероидами (от греч. «астр» - звездный и «еидос»- вид).

К 1891 г. визуальными методами было обнаружено около 320 астероидов. В конце 1891 г. немецкий астроном М. Вольф (1863-1932) предложил фотографический метод поисков: при 2-3- часовой экспозиции изображения звезд на фотопластинке получались точечные, а след движущегося астероида - в виде небольшой черточки. Фотографические методы привели к резкому увеличению открытий астероидов. Особенно интенсивные исследования малых планет проводятся сейчас в Институте теоретической астрономии (в Петербурге) и в Крымской астрофизической обсерватории Академии наук России.

Астероидам, орбиты которых надежно определены, присваивают имя и порядковый номер. Таких астероидов сейчас известно свыше 3500, но в Солнечной системе значительно больше.

Из указанного числа известных астероидов астрономы Крымской астрофизической обсерватории открыли около 550, увековечив в их названиях имена известных людей.

Подавляющее большинство (до 98%) известных астероидов движется между орбитами Марса и Юпитера, на средних расстояниях от Солнца от 2,06 до 4,30 а.е. (периоды обращения от 2,96 до 8,92 года). Однако встречаются астероиды с уникальными орбитами, и им присваиваются мужские имена, как правило из греческой мифологии.

Первые три из этих малых планет движутся вне пояса астероидов, причем в перигелии Икар подходит к Солнцу вдвое ближе Меркурия, а Гермес и Адонис - ближе Венеры. Они могут сближаться с Землейна расстоянии от 6 млн. до 23 млн. км, а Гермес в 1937 г. прошел вблизи Земли даже на расстоянии 580 тыс. км, т.е. всего лишь в полтора раза дальше Луны. Гидальго же в афелии уходит за орбиту Сатурна. Но Гидальго не является исключением. За последние годы открыто около 10 астероидов, перигелии которых расположены вблизи орбит планет земной группы, а афелии - вблизи орбит Юпитера. Такие орбиты характерны для комет семейства Юпитера и указывают на возможное общее происхождение астероидов и комет.

В 1977 г. обнаружен уникальный астероид, который обращается вокруг Солнца по орбите с большой полуосью а=13,70 а.е. и эксцентриситетом е=0,38, так что в перигелии (q=8,49 а.е.) он заходит внутрь орбиты Сатурна, а в афелии (Q=18,91 а.е.) приближается к орбите Урана. Он назван Хироном. По-видимому, существуют и другие подобные далекие астероиды, поиски которых продолжаются.