Астероиды и их происхождение

Сегодня мимо Земли пролетел полукилометровый «потенциально опасный» астероид. В NASA уверяют, что, если бы это космическое тело столкнулось с нашей планетой, то даже при падении в океан, оно могло бы полностью разрушить один из континентов.

По данным специалистов, такие «потенциально опасные» астероиды пролетают над Землей несколько раз в год: серьезных столкновений удается избежать, но иногда на Землю попадают их осколки относительно небольшие каменистые породы, которые большей частью сгорают в атмосфере.

Что такое астероид?

Астероиды это достаточно миниатюрные по космическим меркам тела. Это может быть и камень размером с кулак, и довольно крупное образование до нескольких сотен километров в диаметре. Если больше это уже малая планета (к ним относится, например, Плутон).

Само слово астероид в переводе с греческого означает «подобный звезде». В большинстве случаев астероиды имеют неправильную форму, а вариантов их происхождения несколько. В одних случаях речь идет о веществе, которое так и не смогло сформировать достаточно крупное небесное тело, в других об обломках некогда существовавших протопланет, которые в результате столкновения превратились в миллиарды осколков.

Точно посчитать количество астероидов, вращающихся вокруг Солнца, невозможно. Основная сложность в их чрезвычайно малом для наблюдения размере. Только между Марсом и Юпитером специалистами открыто порядка 750 тысяч малых небесных тел, которые составляют хорошо известный Пояс астероидов. Один из крупнейших объектов в это части Солнечной системы Церера, которую иногда называют карликовой планетой. Ее диаметр 940 километров.

У астероидов нет атмосферы, хотя многие из них достаточно велики, чтобы притягивать объекты поменьше. У некоторых астероидов встречаются спутники, другие образуют так называемые «двойные системы», вращающиеся вокруг единого центра масс.

Классификация астероидов

На данный момент в Солнечной системе насчитали порядка 670 тысяч астероидов (хотя полагают, что их больше раза в 2-3). Большая часть из них имеет свой номер (поскольку орбиты, по которым они движутся, определены), ну а малая часть даже удостоилась получить своё название. Большинство из всех известных этих объектов расположено в главном поясе астероидов (между орбитами планет Марс и Юпитер).

Именно там находится самый большой астероид — Паллада, его диаметр составляет 532 километра. А вот самым тяжёлым является Веста (2,59·1020кг). Интересно, что в этом поясе также вращается и карликовая планета — Церера (по размерам и массе вдвое превышает самые крупные астероиды). Раньше она также относилась к астероидам, но не так давно изменила свой статус (в 2006г).

Астероиды могут быть как одиночными объектами, так и разделёнными на группы и семейства. Такое деление происходит после наблюдения и анализа их орбит. Те объекты, что движутся по одной орбите, относят к одной группе. А вот деление на семейства происходит более тщательно. Как правило, это осколки астероидов, столкнувшихся в прошлом.
Спектральные классы астероидов
А вот эта система классификации опирается не на орбиты астероидов, а на их показатели — цвет, альбедо (характеристика способности отражения от поверхности) и иные. Исходя из их характеристик, астероидам присваивают классы. Благодаря такому подходу удалось выяснить, что около 75% астероидов — углеродные (класс С), 17% — силикатные (класс S), ну и большая часть из оставшихся — металлические (класс M). Правда, это совсем не значит, что состоят они только из этих элементов — присутствуют и другие. Существует также множество других классов, могущих рассказать сведущим людям о данном астероиде практически всё. Так, например, к классу А относят объекты с высоким альбедо (0,17-0,35), а к классу D — с низким. К слову, такая классификация довольно сложна и не всегда предельно точно отражает информацию. Не редкостью является то, что после повторных наблюдений открываются новые факты, в результате чего астероидам присваиваются другие классы.

Более понятным является деление по размерам. Так, астероидов, перешагнувших рубеж в 500 км (в диаметре), всего 3. Они довольно сильно выделяются из всех. Ещё несколько объектов обладают диаметром в 300-400 км. Ну а больше всего, понятно, мелких астероидов. Ведь многие из астероидов сталкиваются, в результате чего от каждого из них откалываются куски или они вовсе разрушаются на множество мелких. Поэтому большинство астероидов имеют размеры около 100 метров.

Если астероидов так много, то почему они не сталкиваются с Землей?

Вообще-то, сталкиваются. И регулярно. В «биографии» планеты таких случаев было достаточно. Из относительно недавних можно вспомнить катастрофу, в результате которой погибли динозавры и наступила эра млекопитающих. Но и после было немало столкновений, взять хотя бы Тунгусский метеорит.

Куда чаще астероиды вообще не успевают долететь до Земли: входя на высокой скорости в атмосферу планеты, они быстро разогреваются и попросту взрываются, разлетаясь на мелкие осколки. Другие объекты и вовсе обходят нас стороной, хотя гравитационное поле Земли нередко меняет их траекторию.

С другой стороны, существуют так называемые Троянские астероиды. При некоторых условиях планета может «захватить» астероид, который будет следовать за ней как тень по орбите. Такое название появилось не случайно его позаимствовали в «Илиаде» Гомера. По сюжету, греки бежали к своим кораблям, а троянцы догоняли их. Так астероиды и стали троянскими.

Общее описание

Согласно предположениям ученых, в Галактике имеется около полумиллиона сравнительно крупных астероидов со средним диаметром порядка 1,5 км. Самые последние исследования свидетельствуют, что состав этих тел очень схож с метеоритной структурой. Это позволяет выдвинуть версию о том, что астероиды, по всей вероятности, стали исходным материалом для формирования метеоритов. Число астероидных тел, вращающихся по эллипсоидам вокруг Солнца, очень велико. Примечательно, что максимальное их скопление наблюдается между орбитами двух ближайших к Светилу планет.

Это образование, расположившееся в пространстве между Юпитером и Марсом, принято называть астероидным поясом. В нем же расположилось самое крупное небесное тело этого класса – Церера. Его видимые размеры составляют примерно 970х940 км, так что форма с удаленного расстояния воспринимается скорее, как шар. Но встречаются и такие экземпляры, размеры которых сопоставимы с частицами звездной пыли.

Дополнительная информация: Особенности астероидов также состоят в том, что к ним относят объекты неправильной формы с диаметром не более 30 метров.

Несмотря на то, что их масса значительно меньше, чем у планет – они могут иметь небольшие по размеру спутники. Собственной атмосферы у этих образований нет, поскольку слабое гравитационное поле неспособно удержать ее.

А Вы смотрели: Орбита Земли вокруг Солнца, длина пути

Что будет, если астероид столкнется с Землей?

Астероиды навевают ужас на все человечество с момента их открытия. И не зря. Астрономы давно говорят: не надо спрашивать, возможно ли это, надо думать, когда это случится. В NASA и Европейском космическом агентстве посчитали, что в 2022 году к Земле приблизится опасный астероид 65803 Дидим и его спутник Дидимун. Диаметр Дидима около 780 метров, а Дидимуна примерно 170 метров. Меньший из них вращается вокруг большего раз в 11,9 часа, а расстояние между ними всего 1100 метров.

Чтобы избежать столкновения, к Дидиму и Дидимуну отправят два зонда Asteroid Impact Monitor (AIM), полет запланирован на конец 2020 года, и Double Asteroid Redirection Test (DART), его пуск назначен на 2021 год. Первый зонд подойдет к астероиду, чтобы изучить состав небесного тела. Второй зонд предполагается разбить о Дидимун, а первый будет наблюдать за происходящим, заодно измерив изменение параметров его орбиты. По данным NASA, на сегодня открыто около 15 тысяч «потенциально опасных» астероидов. Каждую неделю в этот каталог добавляют еще около 30 новых объектов. Но это чуть больше четверти от всех угрожающих нашей планете небесных тел.

Последний раз крупное столкновение астероидов с Землей произошло, а, точнее, закончилось на территории России. В 2013 году на высоте 30 км метеорит (осколок крупного астероида) разорвался над Челябинском. Из окон повыбивало стекла, 1400 человек получили травмы. Мощность взрыва была эквивалентна примерно 500 килотоннам это где-то в 30 раз больше мощности атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму, но он произошел довольно высоко над землей, что позволило избежать серьезных разрушений.

Интересные факты об астероидах

• На Землю падают не только астероиды. Каждый день на нашу планету осыпается больше 100 тонн материала от астероидов и комет. Большая часть уничтожается в атмосфере из-за трения. Уцелевшие осколки именуют метеоритами;
• Падения астероидов в прошлом происходили намного чаще, чем сегодня;
• Падение скалы 65 млн. лет назад привело к истреблению динозавров (повлияло на развитие земной жизни);
• С периодичностью в 2000 лет на Землю падает скала с размером в футбольное поле;
• Раз в год к нам прибывают скалы с параметрами машины. В итоге можно наблюдать за великолепным огненным шаром. Но объект чаще всего сгорает и не успевает коснуться поверхности;
• Астероиды богаты не только на воду, но и на драгоценные и полезные металлы;
• Некоторые астероиды выступают разрушенными кометами. Из-за сближения с Солнцем лед тает и остается лишь каменистое ядро;
• У некоторых астероидов есть свои спутники;
• Также астероиды именуют малыми планетами и планетоидами;

Иногда астероиды называют малыми планетами. Это скалистые остатки от ранней Солнечной системы, сформировавшейся 4.6 млрд. лет назад. Большая часть осколков расположена между Марсом и Юпитером. Астероиды могут быть огромными (Веста с протяжностью в 530 км) и мелкими (менее 10 м). Общая масса все астероидов Солнечной системы уступает лунной.

Мозаика из наилучших обзоров крупнейшего астероида Веста

Большинство астероидов имеют неправильную форму, хотя некоторым удалось стать почти сферическими с кратерными формированиями. При вращении на эллиптических орбитах астероиды также хаотично падают. Примерно 150 объектов располагают спутниками (у некоторых даже два). Есть двойные астероиды, где два скалистых тела сходятся по размерам и вращаются вокруг общего центра масс.

Аппарат Галилео заметил, что астероиды способны располагать спутниками

Существует 3 астероидных класса: С, S и М. Чаще всего можно встретить С-тип (хондриты), представленные глиной и силикатами, а по внешнему виду кажутся темными. Это одни из древнейших объектов в системе. S-типа (каменистые) состоят и силикатов и никелевого железа. А М-тип – металлические. Отличия в составе основываются на удаленности от Солнца при формировании. Некоторые поддались температурному нагреву и частично расплавились.

Мощная гравитация Юпитера и удары с другими астероидами приводят к изменению траекторий, из-за чего их выбрасывает из привычного места проживания к другим планетам. В прошлом множество крупных объектов врезалось в Землю, что помогло привнести новые элементы в состав.

Околоземные астероиды

Ученые все время следят за астероидами, подлетающими к нашей планете или пересекающими ее орбитальный путь. Минимальная критическая удаленность составляет 45 млн. км. Ценным инструментом выступает радар. Он отражает сигналы от объектов и получает необходимые данные: орбита, размер, форма и концентрация металлов.

К астероидам специально отправляли несколько миссий. В 1991 году к Гаспре и Иде направили Галилео. За Матильдой и Эросом следил NEAR-Шумейкер. В 2008 году к Стейну наведался Розетта, а в 2010 году – к Лютеции. Близкие пролеты осуществили Deep Space 1 и Stardust.

Сравнение масс астероидов

В 2005 году корабль Хаябуса приземлился на астероиде Итокава и попытался взять образцы. В 2010 году он доставил их на Землю. В 2007 году стартовала миссия Dawn. В 2012 году аппарат направился к Церере, куда прибыл в 2015-м.

Распределение астероидов в Солнечной системе

Защита Земли от астероидов

Чтобы защитить Землю от встречи с космическими гостями, была организована служба постоянного мониторинга за космическими объектами. В крупных обсерваториях за небом следят телескопы-роботы. В этой программе участвуют большинство обсерваторий мира. Значительный вклад в изучение астероидов внесло NASA, создав Всемирную систему мониторинга астероидной опасности, получившую наименование Sentry.

Ученые сходятся во мнении, что существует всего два возможных варианта защиты от астероидов. Первый уничтожить объект физически проще говоря, взорвать небесное тело. Второй изменить орбиту и тем самым предотвратить столкновение. К сожалению, первый способ подходит лишь для относительно небольших астероидов. На Земле, конечно, достаточно любых боеприпасов, способных уничтожить едва ли не все, что угодно. Но крупный астероид может разлететься на большое число не менее опасных осколков. И тогда речь будет идти не об одном столкновении, а о десятках или сотнях. С небольшими объектами все проще: их осколки, скорее всего, сгорят в атмосфере, а опасность остальных невелика в списке пострадавших от упавшего на Землю астероида пока числится лишь одна корова.

Что же касается крупных астероидов, более перспективным методом защиты от них может быть изменение орбиты. И тут тоже есть два способа. Первый называется гравитационным буксиром и представляет собой космический аппарат большой массы, гравитационного воздействия которого будет достаточно, чтобы изменить орбиту небесного тела. Второй способ это таран. Тут действует тот же принцип, что и в боулинге: шар катится, сбивая на своем пути кегли, меняя после каждого столкновения свою траекторию.

В чем проявляются их особенности

Особенности астероидов как небесных тел состоят в периодическом изменении наблюдаемых свойств их поверхностей (блеска, в частности). Этот эффект объясняется неправильной формой каменных глыб, отражение света от которых определяется их ориентацией. Подтверждением данному факту служит визуально установленная сигарообразная форма астероида Эрот. Более детальное изучение поверхностей этих образований из-за малых размеров и удаленности пока для исследователей недоступно.

Сила притяжения на этих телах так ничтожна, что шарообразная форма, как у обычных планет, для них невозможна. Существующее тяготение позволяет расколотым частям существовать в виде больших глыб, удерживающихся рядом без соприкосновения. Только самые крупные из них, которым удалось избежать столкновения с другими частями, способны сохранять исходную шарообразную форму. В заключение отметим, что общепринятая классификация разделяет их по спектру отраженного света: Две трети от общего числа этих тел, т. е. большинство, представляют собой темные углистые образования, а остальные состоят из примесей металлов и редко встречающихся в природе элементов.

А Вы смотрели: Солнечное гало

Источник