Главный пояс астероидов: расположение, состав, крупнейшие объекты и фото

Где расположен пояс астероидов?

Схема пояса астероидов. Изображение: Wikimedia Commons

Главный пояс расположен между Марсом и Юпитером. Радиус орбит большинства астероидов составляет 2,06–3,27 а.е. Более 93% астероидов находятся в этом диапазоне. Однако отдельные семейства астероидов могут располагаться на расстоянии от 1,78 до 4,2 а.е от звезды.

Орбиты астероидов расположены примерно в той же плоскости, что и орбита Земли. Среднее отклонение от этой плоскости не превышает 4 °, хотя, например, у астероида Барселона орбита наклонена под углом 32,8°.

Астероиды на близких орбитах также имеют примерно одинаковые периоды обращения вокруг Солнца. Ближайшие к светилу астероиды совершают полный оборот за 3,5 года, а более далекие тратят на это 6 лет.

Физические характеристики

Изображение: Wikimedia Commons

Некоторые думают, что пояс астероидов представляет собой очень плотное скопление небесных тел, но это не так. К 2020 году известно, что более 300 000 астероидов образуют этот пояс, а их общее количество может превысить несколько миллионов. Однако из-за большой длины пояса они очень далеко друг от друга. Ни один космический корабль, проходящий через этот пояс, никогда не сталкивался ни с одним объектом. Кроме того, вероятность такого столкновения или даже случайного сближения зонда с астероидом составляет менее одной миллиардной.

Общая масса всех небесных тел в главном поясе оценивается в 3,4 х 1021 кг, что в 1600 раз меньше массы Земли. Более того, треть этой массы приходится на объект: Цереру. Это карликовая планета, ранее считавшаяся самым большим астероидом.

Отмечается, что ближайшие к звезде астероиды имеют более высокий коэффициент отражения. Кроме того, в составе этих небесных тел меньше воды. Вероятно, что солнечная радиация буквально «задула» воду и другие легкие элементы в далеких районах главного пояса.

Температура на поверхности астероидов также зависит от расстояния до Солнца. На расстоянии 2,2 а.е от звезды температура составляет -73 ° С, а на расстоянии 3,2 А. То есть опускается до -108 ° C.

Особенности формирования большого пояса астероидов
Долгое время считалось, что все астероиды между «красной планетой» и Юпитером являются фрагментами древней планеты Фаэтон. Взяв за основу гипотезу Ольберса, она распалась на множество частей разного размера. После гибели Фаэтона его осколки продолжали движение по орбите разрушенной планеты как за счет столкновения с крупным небесным телом, так и под действием гравитационных сил Солнца и Юпитера.
Эта красивая теория, просуществовавшая долгое время, была опровергнута современными учеными, которые показали, что внутренний пояс астероидов состоит из обломков несформированной планеты. Во время зарождения Солнечной системы тела, состоящие из частиц протопланетного облака и увеличивающиеся до размеров десятков и даже сотен километров, не могли образоваться дальше из-за влияния огромного Юпитера.
Его сила тяжести нарушила их упорядоченное круговое движение и толкнула их с большой скоростью, раздробив на мелкие фрагменты. Поэтому даже такие крупные тела пояса астероидов, как Церера и Веста, не могли стать полноценными планетами только потому, что не набрали для этого достаточно массы, навсегда замороженные в валунах, роящихся в глубинах космоса.
Астрофизик Иванов А.Г предложил свою теорию возникновения пояса астероидов между Марсом и Юпитером, разделившего тела по происхождению:

1. Первичные планетоиды. Они образовались одновременно с планетами около 4,5 миллиардов лет назад. После солнечной вспышки часть протонной оболочки разлетелась в космос и послужила материалом для появления «звездных» тел, богатых ураном, иридием, золотом, платиной. Метеориты, которые когда-то были астероидами и упали на Землю, по мнению ученого, внесли большой вклад в геологическое разнообразие, привнеся на нашу планету тяжелые металлы.
2. Вторичный. Образуется в результате бомбардировки уже существующих малых планет другими объектами из космоса. Выброшенная в космос магма остыла и образовала новую космическую единицу. Эти тела содержат кремний в смеси с другими средними металлами.

Сравнительно недавно американская научная лаборатория космического ведомства «НАСА» сообщила, что у Земли появился новый спутник: астероид 2016 HO3. Он был обнаружен астрономом Полом Чодасом с помощью автоматического телескопа Pan-StaRRs на Гавайях. Но известно, что маленькая планета находится слишком далеко от Земли, чтобы называть ее полноценным спутником. Для таких астероидов у ученых есть особое понятие — квази-спутник. В 2016 году HO3 приблизился к нашей планете около ста лет и, конечно же, не покинет своего места еще много веков.

Щели Кирквуда

Орбиты астероидов в основном поясе расположены неравномерно. Здесь есть так называемые «трещины Кирквуда». Это орбиты, на которых астероидов почти нет. Весьма интересен механизм образования трещин Кирквуда.

Вращаясь по этим орбитам вокруг Солнца, астероиды главного пояса попадают в орбитальный резонанс по отношению к вращению Юпитера вокруг нашей звезды. Вот почему Юпитер действует на них своей гравитацией с той же периодичностью. То есть Юпитер заставляет астероиды колебаться, искажая их орбиты. Это слабое влияние, но время от времени оно нарастает. В результате астероиды на этих орбитах сталкиваются со своими соседями и меняют орбиту, либо Юпитер «выбрасывает» их за пределы Солнечной системы. Образуются полые орбиты, называемые трещинами Кирквуда.

Самые известные трещины Кирквуда находятся на следующих радиусах орбиты:
2.06 до e. (резонанс 4: 1)
2,5 бис и. (резонанс 3: 1)
2.82 до e. (резонанс 5: 2)
2.95 до e. (резонанс 7: 3)
3.27 — e. (резонанс 2: 1)

Области пустых орбит, похожие на трещины Кирквуда, также встречаются в кольцах Сатурна, природа их такая же: орбитальный резонанс частиц со спутниками Сатурна. Там их называют трещинами Кассини, Гюйгенса и Лапласа.

Состав

Изображение: NASA / JPL-Caltech

Всего в поясе около 200 астероидов, диаметр (или наибольший линейный размер) которых превышает 100 км. Еще 1000 объектов имеют размер более 15 км. Средняя звездная величина астероидов — 16. Только один астероид, названный Веста, можно увидеть с земли невооруженным глазом.

Все астероиды можно разделить на несколько больших спектральных групп или классов. Самые крупные из них:

• класс C — сюда входят темные астероиды, состоящие из углерода;
• класс S — светлые астероиды, состоящие из кремния.
• класс М — металлические астероиды.

Есть и другие более редкие классы (классы B, E, P, A, D и т.д.). Иногда астероид не может быть строго отнесен к классу, поэтому считается, что он имеет смешанный тип, который обозначается двумя буквами, например CG.

Более 75% всех астероидов относятся к классу C. Они темного цвета (со слабым красным оттенком) и, следовательно, имеют низкую отражательную способность. Их альбедо колеблется от 0,03 до 0,1, что означает, что они отражают только 3-10% падающего света. По этой причине астероиды класса C трудно обнаружить, поэтому в реальности их доля в основном поясе может быть значительно выше 75%. Помимо углерода эти небесные тела содержат воду, поэтому их можно обнаружить с помощью наблюдений в инфракрасном диапазоне. Самый крупный астероид этого класса — Гигея, диаметр которого оценивается в 434 км.

Астероиды S-класса состоят из силикатов (то есть обычных горных пород) и железа. Их доля в основном диапазоне оценивается примерно в 17%. Иногда такие астероиды называют каменными. Альбедо этих объектов находится в пределах 0,1-0,22. Самый крупный каменный астероид — Юнона диаметром 234 км. Большинство каменистых астероидов сосредоточено во внутренней части главного пояса, ближайшей к Солнцу.

Доля астероидов класса M составляет 10%, в основном они расположены в центре главного пояса. Предполагается, что металлические астероиды образовались при столкновении планетезималей и являются фрагментами их ядер. Стоит отметить, что ученые не уверены, состоят ли металлические астероиды из металлов. Дело в том, что их плотность слишком мала. Это означает, что либо астероиды класса M похожи по составу на астероиды других классов, либо в их внутренней структуре имеется множество полостей. Альбедо металлических астероидов колеблется от 0,1 до 0,19, что означает, что они обладают умеренной отражающей способностью.

Пропавшая планета

Вопреки всем усилиям клуба, космическое тело, теоретически предсказанное на заре XIX века (01.01.1801), было открыто только астрономом Д. Пиацци (Италия). Планете было присвоено имя Церера (богиня урожая из древнеримской мифологии). Чуть более года спустя бременский астроном Генрих Ольберс объявил об открытии другой планеты в том же районе, позже названной Палладой. Увидеть диски открытых планет было невозможно, и даже в самый мощный телескоп они ничем не отличались от окружающих звезд. По предложению В. Гершеля обнаруженные объекты были названы астероидами (от греч. Звездообразные). Кстати, более информативное, но мало распространенное название было предложено директором Венской обсерватории Я. Литровым — зенареиды (Зевс и Арей — греческие названия Юпитера и Марса).

В последующие годы на той же орбите были открыты: Юнона (К. Хардинг, 1804) и Веста (Г. Ольберс, 1807), Астрея и Эбе (К. Хенке, 1845 и 1847). Термин «пояс астероидов» впервые был сформулирован в его научно-философском труде «Космос» в начале 1950-х годов немецким ученым Александром фон Гумбольдтом. В 1868 году была зарегистрирована первая сотня тельцов. Метод астрофотографии (фотографирование участков неба с большой выдержкой), предложенный немецким астрономом Максимилианом Вольфом в 1891 году, значительно упростил поиск астероидов. В первой половине прошлого века их число уже превысило тысячу. Сегодня поиски и открытия новых тел производятся автоматически. В каталоге астероидов уже более 300 тысяч.

Исследования астероида Веста

В 1981 году группа ученых в Антарктиде обнаружила небольшой фрагмент астероида с необычными магнитными свойствами. С помощью палеомагнитного анализа астрономы оценили величину его изначального поля. Впоследствии необходимо было установить момент образования минерала с помощью аргона.
Оказалось, что этот метеорит замерз на расплавленной поверхности Весты. Существование этого «космического хозяина» подтвердило, что Веста больше похожа на обычные планеты, чем на астероиды.
Веста — третий по величине астероид, уступающий только Церере и Палладе, а по массе эта маленькая планета — вторая. Его диаметр всего 525 км. Получить достоверное изображение Весты удалось только в 1990 году с помощью новейшего телескопа Хаббл».
Химический состав метеорита показал, что вскоре после его появления на Весте его внутреннее строение начало разделяться на две основные части: ядро ​​из сплава железо-никель и каменная мантия (базальт.
Практически весь астероид покрыт крупными кратерами. Первая, самая большая по размерам, Реясильвия, достигает в длину 505 км (общий диаметр Весты — 525 км) и берет свое название от легендарной матери Ремо и Ромула (основателей Рима).
Второй кратер напоминает снежную женщину, состоит из трех кратеров, названных в честь жриц римской богини Весты: самый крупный — Марсия (диаметр — 58 км), центральный — Кальпурния (50 км); малая — Минуция (22 км).
В 2011 году НАСА запустило космический корабль DAWN на орбиту малой планеты, что означает «Рассвет». С помощью этого чуда техники ученые смогли получить первые фотографии Весты, а также рассчитать ее массу за счет гравитационных эффектов. 5 сентября 2012 года, после завершения работ по исследованию Весты, космический аппарат покинул свою орбиту и был отправлен на изучение крупнейшего астероида — Цереры.

Основные разновидности астероидов

Ученые классифицируют объекты пояса астероидов по нескольким критериям. Таксонометрическая классификация основана на анализе широкополосного спектра и альбедо. Согласно этой классификации все планетоиды делятся на 3 группы и 14 типов:

• Первая группа. Также называется примитивным. Мало что изменилось с момента его образования, поэтому он богат углеродом и водой. В состав таких небесных тел входят серпинтини, хондриты и др. они способны отражать до 5% солнечного света. В эту группу входят Гигея, Паллада.
• Вторая промежуточная группа. В его состав входит кремнийсодержащий мусор, на который приходится примерно 17% всех астероидов. В основном эта группа находится в середине Главного пояса и отражает больше солнечного света (около 10-25%).
• Третья высокотемпературная группа. Он включает в себя малые планеты, состоящие в основном из металлов. Они находятся на орбитах внутреннего пояса.

Различают астероиды и по размеру: в зависимости от поперечного диаметра их можно разделить на большие и маленькие. Возможности современных научных технологий позволяют астрономам наблюдать небесные тела размером в несколько десятков метров.
Формы астероидов могут быть разными и зависят от их размеров: большие — обычно круглые, сферические; более мелкие, представляющие собой бесформенные комочки. Вы можете встретить уникальные формы, например, в форме руля.
Астероиды отличаются друг от друга своей способностью образовывать так называемые семьи. В начале 20 века стало известно о существовании группы планетоидов, плотно скопившихся вокруг Эоса и движущихся по орбите. Сегодня это население составляет 4 400 космических объектов. По разным оценкам, в большом поясе насчитывается 75-100 таких семейств.
Есть астероиды, которые не любят больших компаний и предпочитают уединение.

Происхождение

Первые версии о происхождении главного начали появляться в 1802 году, когда были обнаружены первые связанные с ним предметы. Так, Г. Ольберс предположил, что это фрагменты планеты Фаэтон, погибшей в результате некоего космического катаклизма. Эта теория была поддержана правилом Тициуса-Боде, согласно которому между Марсом и Юпитером должна быть другая планета.

Позже выяснилось, что масса вещества в главном поясе в 25 раз меньше массы Луны. Этой массы явно недостаточно для образования планеты. Текущая гипотеза предполагает, что главный пояс возник из-за мощной гравитации Юпитера. Когда процесс планетарного синтеза только начинался в Солнечной системе, все большие и большие тела, планетезимали, постепенно формировались на некоторых орбитах. Именно они объединились и образовали планеты.

Однако зародыш Юпитера сформировался быстрее, чем планетезимали в области основного пояса. В какой-то момент гравитация Юпитера стала препятствовать объединению планетезималей в единую планету, потому что она их ускорила. Дело в том, что при столкновении планетезималей с небольшой скоростью (до 0,5 км / с) они «слипаются», то есть сливаются в одно целое. Если скорость столкновения намного выше, планетезимали отщепляются при ударе. Именно планетезимальное ускорение силы тяжести Юпитера привело к образованию главного пояса.

Уничтожение планетезималей началось где-то 4-4,5 миллиарда лет назад. С тех пор большая часть вещества в главном поясе покинула его. Считается, что сегодня в основном поясе находится только одна тысячная того вещества, которое было изначально. Это означает, что на этой орбите могла образоваться полноценная планета, по размерам близкая к Земле.

Изучение пояса астероидов между Марсом и Юпитером

Пока для исследования объектов в главном поясе астероидов отправлено всего три машины:
NEAR Shoemaker изучал астероиды (433) Эрос и Матильду 23 в 1997-2001 гг. Соответственно.
Японский аппарат «Хаябуса» совершил посадку на астероид (25143) Итокава и доставил на Землю образцы его почвы 13 июня 2010 года.
Аппарат Рассвет («Рассвет») Он изучал Весту в 2011 году и изучает Цереру с 2015 года.

Помимо них, объекты главного пояса астероидов изучались «в пути» на аппаратах, отправленных в более далекие регионы Солнечной системы: Юпитер, Сатурн и т.д.

Открытие

Джузеппе Пиацци — итальянский астроном, открывший Цереру

В 1787 году астроном Ф. Ксавер начал поиски планеты, которая должна была находиться между Юпитером и Марсом. Но только в 1801 г. Пиацци открыл Цереру, первый объект в главном поясе. Изначально Церера считалась полноценной планетой. Однако уже в 1802 г. Г. Ольбес открыл следующий объект — Палладу. В то же время Церера и Паллада имели схожие характеристики: они двигались по небу, что отличало их от звезд, но даже с помощью самого мощного телескопа невозможно было увидеть их диск, который уже отличал их от планет. По этой причине эти объекты стали называть новым словом «астероид».

Два других небесных тела, Юнона и Веста, были обнаружены в 1804 и 1807 годах. После этого наступила долгая пауза. Пятый астероид, Астрея, был обнаружен только в 1845 году. Достижения в конструкции телескопов привели к тому, что новые объекты стали обнаруживаться регулярно, и к 1868 году было известно около сотни астероидов.

Следующий шаг в изучении пояса астероидов был связан с изобретением М. Вольфом астрофотографии в 1891 году. Суть метода сводится к фотографированию неба с очень большой выдержкой. На полученной фотографии астероиды оставят след в виде линии из-за своего движения по небу. Вольф смог одновременно найти 248 астероидов самостоятельно. В 1923 году был обнаружен тысячный объект в поясе астероидов, названный Piazzia.

Астероиды как источники ресурсов

Неуклонный рост потребления ресурсов промышленностью приводит к истощению их запасов на Земле, по некоторым оценкам, запасы ключевых элементов для промышленности, таких как сурьма, цинк, олово, серебро, свинец, индий, золото и медь, могут иссякнуть через 50-60 лет, и необходимость поиска новых источников сырья станет особенно очевидной.
С точки зрения промышленного развития астероиды являются одними из самых доступных тел Солнечной системы. Из-за малой силы тяжести посадка и взлет с их поверхности требуют минимального расхода топлива, и если для разработки используются околоземные астероиды, стоимость доставки ресурсов с них на Землю будет невысокой. Астероиды могут быть источниками ценных ресурсов, таких как вода (в форме льда), из которой можно получить кислород для дыхания и водород для космического топлива, а также различные редкие металлы и минералы, такие как железо, никель, титан, кобальт, платина и т д., и в меньшей степени другие элементы, такие как марганец, молибден, родий и т д. Фактически, большинство элементов тяжелее железа, извлекаемых в настоящее время с поверхности нашей планеты, являются остатками астероидов, упавших на Землю во время поздней тяжелой бомбардировки.
В 2004 году мировое производство железной руды превысило 1 миллиард тонн. Для сравнения, небольшой астероид M-класса диаметром 1 км может содержать до 2 миллиардов тонн железо-никелевой руды, что в 2-3 раза больше, чем добыча руды в 2004 году. Самый крупный из известных металлических астероидов (16) Psyche содержит 1,7 × 10 ^ 19 кг железоникелевой руды (что в 100 тысяч раз больше запасов этого минерала в земной коре). Этого количества было бы достаточно, чтобы удовлетворить потребности населения планеты в течение нескольких миллионов лет, даже при дальнейшем увеличении спроса. Небольшая часть извлеченного материала также может содержать драгоценные металлы.
Примером наиболее многообещающего астероида для исследования является астероид (4660) Nereus. Этот астероид имеет очень низкую начальную скорость даже по сравнению с Луной, что позволяет легко поднимать материалы, извлеченные с его поверхности. Однако, чтобы доставить их на Землю, вам нужно будет разогнать корабль до гораздо более высокой скорости.
Возможны три варианта добычи сырья:
Добыча руды и доставка ее на место переработки
Обработка добытой руды непосредственно на участке рудника с последующей доставкой полученного материала
Переместите астероид на безопасную орбиту между Луной и Землей. Теоретически это могло спасти материалы, извлеченные на астероиде.
Американцы уже начали юридическую возню.
25 ноября 2015 г. Обама подписал Закон США о конкурентоспособности запусков коммерческих космических объектов (HR 2262). Этот закон признает право граждан на владение космическими ресурсами. Согласно статье 51303 закона:
Гражданин США, который заминирует астероид или другое космическое имущество, имеет право владеть, транспортировать, использовать и продавать такие активы в соответствии с применимым законодательством США и международными обязательствами.
При этом в законе подчеркивается, что допустимо владение добытыми ресурсами, а не самими космическими объектами (владение космическими объектами запрещено Договором по космосу).

Классификация и семейства

Астероиды — в соответствии с аналогичными характеристиками орбит — объединены в группы (или семейства) и классифицируются в соответствии с химическим составом, определенным путем изучения и анализа спектральных линий, отраженных телом, солнечного излучения. В пояс астероидов входят объекты трех типов:

1. Класс C. Они содержат высокий процент соединений углерода. Видимый свет имеет красноватый оттенок. У них очень низкое альбедо (отражательная способность). Предположительно, более 75% всех астероидов во внешних регионах относятся к этому классу. Есть большая вероятность существования достаточно крупных объектов, которые не были обнаружены из-за их малой яркости. Самые известные представители — Паллада, Гигиея.
2. Класс S. Силикатные или горные астероиды (15%). Спектральный анализ показывает высокое содержание металлов (магний, железо). Самые яркие и известные — Юнона, Ирида.
3. Класс M (в некоторых источниках класс X) — космические тела с повышенным содержанием металлов (никель, железо). Он составляет десятую часть всех астероидов. Предположительно, это фрагменты ядер несформировавшихся протопланет. Есть некоторые исключения. Например, астероид Каллиопа по спектральным данным близок к классу «М», но имеет крайне низкую плотность.

Есть несколько десятков базальтовых образований. Ранее предполагалось, что эти астероиды были фрагментами, некогда принадлежавшими Весте (отсюда и буква их обозначения — «класс V»), но обнаруженные позже различия в химическом составе указывают на отдельное происхождение.

Самые известные семейства главного пояса астероидов Солнечной системы составляют от 1 до 6% всех объектов. Среди них семейство Веста (6%), Флора (4%), Эвномии, Эос и т.д. Семейства, движущиеся в лагранжевых гравитационных точках орбиты Юпитера, получили название греков (перед планетой) и троянцев.

Дар небес…

Сделано на заметку. В июле 2015 года астероид семейства Аполлонов UW 158 приблизился к нашей планете на расстояние 2,5 миллиона км. Небесное тело, не имеющее даже собственного названия, размером 320х150 метров, по самым скромным подсчетам, содержит несколько миллионов тонн платины (ориентировочная стоимость — 300 миллиардов — 5,4 триллиона долларов).

Общий объем минералов и металлов на астероидах огромен. В США запущена космическая программа, которая прогнозирует развитие минералов на малых телах Солнечной системы в ближайшие десятилетия. Группа российских ученых (под руководством С. Антоненко, Государственный космический научно-производственный центр им. Хруничева) представила проект освоения и колонизации астероидов на форуме Технопром-2013 в Новосибирске, где предлагается использовать эти космические объекты в качестве станций база. Внутри астероида создана замкнутая экосистема с благоприятным микроклиматом и гравитацией для колонистов. Проект конечно невероятный, но еще сто лет назад полет на Луну считался фантастикой.

Открытие Цереры

В начале 19 века был обнаружен самый большой объект в поясе астероидов — Церера. Произошло это в 1801 году, а через год они обнаружили Палладу, еще один крупный астероид. Еще через три года они увидели Юнону, а в 1807 году — Весту. Все они двигались по одной орбите от Солнца — 2,8 а.е. (Астрономическая единица составляет 149 598 000 км, если вы хотите приблизительно представить, насколько она велика.) Открытия не прекращались до 1891 года, когда Макс Вольф — еще один немецкий ученый, просто астроном, — открыл 248 астероидов меньшего размера. И как вы думаете, на этом все закончилось? Как будто этого не было, новые открытия сыпались осенним градом каштанов. А сегодня, как я сказал в начале, их уже больше 300 тысяч.

Открытие Цереры

Общие сведения

Количество названных в этом поясе астероидов уже перевалило за триста тысяч. Самые крупные из них — Церера, Веста, Паллада и Гигиея — названы в честь римских богов, как и все остальное в нашей системе, кроме Земли. Цереру также называют карликовыми планетами, но об этом позже.

Сейчас изучение пояса астероидов носит чисто научный характер, но все началось со сказок и легенд.

Характеристики малых планет

В начале 21 века астрономам известно более 285 000 малых планет, расположенных в Большом поясе астероидов. Кроме того, огромное количество выпадает на астероиды диаметром от 0,7 до 100 км.
Общая масса пояса астероидов в Солнечной системе не превышает 0,001 массы Земли, большая часть которой приходится на 4 объекта: Церера (1,5 массы), Паллада, Веста, Гигия. Объем занимаемого пространства, в котором расположен пояс астероидов, намного превышает объем Земли — примерно в 16 тысяч раз в кубических километрах.
Как и следовало ожидать, такие небесные тела существуют без атмосферы. Исследования изменений регулярно меняющейся яркости показали, что астероиды вращаются вокруг своей оси. Например, Паллас делает поворот на 360 градусов за 7 часов 54 минуты.
Стереотип, сложившийся после просмотра блокбастеров, что пояс астероидов преодолеть практически невозможно, был разрушен астрофизиками, которые предоставили доказательства свободной концентрации этих небесных тел.
Метод, разработанный в советское время для расчета типа орбит, по которым метеороиды двигались в космосе перед падением на Землю, показал, что метеориты пришли из пояса астероидов. Таким образом, выяснилось, что это фрагменты астероидов, которые откололись при столкновении друг с другом.
Стало возможным детально изучать химическое строение таких далеких небесных объектов, не приближаясь к ним. Ученые не выявили новых химических элементов, которые не были обнаружены на Земле, в их составе присутствовали в основном железо, кремний, кислород, магний, никель.
К 2014 году по всему миру было собрано более 3000 метеоритов размером от нескольких граммов до десяти тонн. Самый большой железный метеорит Гоба весом 60 тонн был обнаружен в Намибии в 1920 году.

Сколько поясов у Солнечной системы?

Пояс астероидов между Марсом и Юпитером называется Главным. Так было исторически. Хотя в свете последних достижений астрономии это звучит несколько некорректно. Обнаруженный в конце 20 века пояс астероидов между орбитальными путями Юпитера и Нептуна (Центавра), пояс Койпера и другие транснептуновые образования значительно превосходят Минус по общей массе и количеству небесных тел.

И еще по формулировке. 26-я Ассамблея Международного астрономического союза (2006 г.) предложила следующую классификацию тел, вращающихся вокруг Солнца:

• Планета — довольно массивный объект, способный освободить свою орбиту от более мелких тел.
• Карликовая планета — это объект (не спутник планеты), обладающий достаточной массой, чтобы гравитационные силы могли придать ей сферическую форму, но недостаточной для того, чтобы освободить ее орбиту.
• Астероид — это тело с недостаточной массой для достижения гидростатического равновесия.

Поэтому из всего множества космических тел, входящих в пояс астероидов между Марсом и Юпитером, к планетам (карликам) следует отнести только Цереру. Итак, со сроками определились, продолжим!

Исследование метеоритов

На сегодняшний день благодаря изучению метеоритов, отделившихся от пояса астероидов, известно, что большинство из них являются хондритами, в которых не произошло разделения веществ, характерных для процесса образования планет. Что еще раз подтверждает изложенную мною выше теорию. Для вас наука — это не шумерские мифы.

Пояс астероидов состоит из протопланетной материи, которая образовалась во время появления Солнечной системы. Но верить в Фаэтона гораздо интереснее, чем в какую-то науку — что она об этом знает.

Мелкая пыль в поясе астероидов от столкновений с астероидами создает явление, известное как зодиакальный свет

Современные исследования

Автоматическая межпланетная станция «Рассвет» возле астероида Веста и карликовой планеты Церера (компьютерная графика). Изображение: Wikimedia Commons

С наступлением космической эры стало возможным изучать астероиды с помощью космических аппаратов. Сначала астероиды были сфотографированы космическим кораблем «Галилео», который снял астероиды Ида и Гаспра в 1993 году. С тех пор каждый космический корабль, летящий в глубокий космос, обязательно проходит перед объектом в главном поясе и фотографирует его.

Первый космический зонд, созданный специально для исследования астероидов, — NEAR Shoemaker. Он был запущен в 1996 году и вышел на орбиту астероида Эрос в феврале 2000 года. Удалось детально изучить его химический состав, а также построить трехмерную модель небесного тела. В 2001 году зонд приземлился на Эросе и в течение двух недель исследовал почву на глубине 10 см.

В 2003 году был запущен японский зонд «Хаябуса», исследовавший астероид Итокава. Устройство смогло собрать образцы почвы из Итокавы и отправить их на Землю.

Следующим аппаратом, который исследовал главный пояс, является станция DAWN. В 2011-2012 годах исследовал астероид Веста, а с 2015 по 2018 год — Цереру. В результате было получено около 69 000 фотографий этих объектов и многие другие данные.

Пролеты космических аппаратов

Ида и ее партнер Дактиль

Первым космическим аппаратом, сфотографировавшим астероиды, была космическая станция Галилео. В 1991 году сфотографировал астероид Гаспра, а в 1993 году Ида. После того, как эти изображения были получены, НАСА решило, что любой космический корабль, летящий близко к поясу астероидов, должен попытаться сфотографировать эти объекты. С тех пор космические корабли, такие как NEAR Shoemaker, Stardust, знаменитая Rosetta и другие, прошли в непосредственной близости от астероидов.

Составное изображение северной полярной области астероида Эрос

Загадочный Фаэтон

Поднимите руку, кто в детстве мечтал стать космонавтом, как Гагарин или Терешкова? Наверняка многие задумывались об этом: исследование космоса, загадочных объектов, далеких галактик и неизведанных миров. Фаэтон также относят к одному из них: планете, которая находилась между Марсом и Юпитером, но была разрушена. Прекрасная сказка, правда?

Если вы хотите прочитать действительно интересный материал об этой «планете», рекомендую прочитать роман Александра Казанцева «Фаэтии». Довольно забавная история о жителях планеты, которые из-за своей жадности разрушили ее.

Но в отличие от псевдонаучных теоретиков, Казанцев был писателем-фантастом и понимал, что все, что описано в его книге, было лишь плодом его воображения (но хорошо описано, действительно прочитано). Однако это не останавливает особо любознательные умы, которые по сей день придумывают теории о гибели загадочной планеты Фаэтон.

Математика пришла на помощь в этих сложных спорах, которые показали, что если собрать все эти «камни» вместе, этой горсти будет достаточно для объекта размером только с Луну, но не для полноценной планеты.

Художественное изображение протопланетного диска вокруг звезды

Однако теории о том, что планета была разорвана гравитацией Юпитера, отчасти верны. Это могло бы действительно произойти, если бы не одно: чтобы планета взорвалась, она должна была сначала там сформироваться. Но собственные гравитационные всплески Юпитера просто не позволили ему этого сделать. Следовательно, это больше похоже на правду о том, что небесное тело пыталось сформироваться там, но это было невозможно, поэтому Юпитер просто «раздавил» всю протопланетную материю под собой. Конец истории, дело раскрыто, расскажите всем своим друзьям и знакомым — дайте им знать тоже. Но я все же призываю вас не верить мне на слово, а убедиться в этом сами, поскольку он доступен всем бесплатно.

Крупнейшие объекты пояса астероидов и их состав

Самые большие объекты в поясе астероидов:

— Церера — карликовая планета. Экваториальный диаметр Цереры 950 км.

— Паллада — астероид. Примерный диаметр — 532 км.

— Веста — астероид. Диаметр — 529,2 км

— Гигея — астероид. Диаметр 407,12 км.

Все эти объекты находятся в так называемом главном поясе астероидов (обычно они имеют в виду именно это, когда говорят о поясе астероидов в целом). Именно в этом районе находится самое большое скопление астероидов. Он расположен в непосредственной близости от планеты Марс.

Структура

По большей части основной пояс астероидов — это пустое пространство, объекты которого удалены друг от друга на внушительные расстояния. Ученые и представители общественности в настоящее время располагают информацией о присутствии более 100 000 астероидов, хотя их общее количество может достигать миллионов. Дистанцию ​​в 100 км покрывают около 200 объектов. В ходе расследования выяснилось, что до 1,7 миллиона тел имеют длину 1 км.

Пояс астероидов расположен между Марсом и Юпитером на расстоянии 2,2 — 3,2 а.е и от главного светила. Его длина равна от 1 до e. Общая масса 2,8 * 10 ^ 21 кг. Это означает, что она составляет 4% от массы Луны. Около 50% массы приходится на четыре самых крупных объекта: Церера, Веста, Паллада, Гигиея.

Бывший или несостоявшийся Фаэтон?

Существует множество гипотез о происхождении многочисленных космических тел между орбитами Марса и Юпитера. Самая распространенная и красивая гипотеза состоит в том, что пояс астероидов — это бывшая планета Фаэтон. Причиной смерти могло быть столкновение с другим большим небесным телом, приливные гравитационные силы огромного газового гиганта и Марса. В романе советского писателя-фантаста А. Казанцева «Фаэтии» планета была разрушена термоядерным взрывом Мирового океана в результате атомной войны, развязанной существующей на ней цивилизацией.

Но методы компьютерного моделирования и изображения других планетных систем на ранних этапах развития позволили ученым сделать вывод, что элементы пояса астероидов являются «строительными блоками» несформированной планеты. Возникший Юпитер двигался внутрь своей орбиты и под действием гравитации увеличивал скорости планетезималей своего «соседа». В результате на месте адгезионных процессов стали возникать упругие столкновения, приводящие к еще большей фрагментации элементов.

Отдельные группы и семейства

Пояс астероидов в основном состоит из семей. Их классифицируют по сходству, орбитальным характеристикам. Их образование, как принято считать, произошло при столкновении с более крупными телами, которые впоследствии стали маленькими. Самые большие категории представлены следующим образом:

• Флора (насчитывает более 800 объектов, есть вероятность ее появления из-за удара миллиард лет назад, местонахождение — внутренняя часть пояса);
• Evnom включает тела типа S, его название первоначально происходит от богини, ответственной за порядок и закон, тела расположены в промежуточном диапазоне, охватывающем 5%;
• Коронис, около 300 тел, самое большое из которых простирается на 41 километр;
• Eos, это семейство находится далеко от 2.96-3.03 AU. То есть возникла в результате впечатляющего и масштабного удара, произошедшего 1-2 миллиарда лет назад;
• Фемида находится с внешней стороны пояса, расстояние составляет 3,13 а.е и.

Наряду с этим пояс астероидов в Солнечной системе включает в себя линии пыли. Создание этого тонкого материала происходит при столкновении с астероидами. Есть 3 линии с одинаковыми наклонами орбит.

Сравнительные размеры Луны и первых 10 астероидов в порядке открытия. 1 — Церера, 2 — Паллада, 3 — Юнона, 4 — Веста, 5 — Астра, 6 — Эбе, 7 — Ирис, 8 — Флора, 9 — Метида, 10 — Иджеа