Пояс астероидов: факты и формирование

По орбитам вокруг Солнца разбросаны осколки камня, оставшиеся с рассвета Солнечной системы. Большинство этих объектов, называемых планетоидами или астероидами, что означает «звездообразные», вращаются между Марсом и Юпитером в группе, известной как Главный пояс астероидов.

Главный пояс астероидов находится более чем в два с половиной раза дальше Земли от Солнца. По данным НАСА, он содержит миллионы астероидов. Большинство из них относительно небольшие, от размера валунов до нескольких тысяч футов в диаметре. Но некоторые значительно крупнее.

Источник

В начале жизни Солнечной системы пыль и камни, вращавшиеся вокруг Солнца, были притянуты вместе в планеты. Но не все ингредиенты создали новые миры. Область между Марсом и Юпитером стала поясом астероидов.

Иногда люди задаются вопросом, был ли пояс составлен из останков разрушенной планеты или мира, который еще не начался. Однако, по данным НАСА, общая масса пояса меньше, чем у Луны, слишком мала, чтобы весить как планета. Вместо этого обломки укрываются Юпитером, который не дает ему слиться с другими растущими планетами.

Наблюдения за другими планетами помогают ученым лучше понять Солнечную систему. Согласно развивающейся теории, известной как Grand Tack, в первые 5 миллионов лет существования Солнечной системы Юпитер и Сатурн, как полагают, двигались внутрь к Солнцу, прежде чем изменить направление и вернуться к внешней части Солнечной системы. По пути они рассыпали бы перед собой первоначальный пояс астероидов, а затем отправили бы материал обратно, чтобы заполнить его.

«В модели Grand Tack пояс астероидов был очищен на очень ранней стадии, и выжившие члены отобрали гораздо более крупную область солнечной туманности», - написал Джон Чемберс из Института науки Карнеги в статье «Перспективы», опубликованной в Интернете в журнал Science.

Наша Солнечная система - не единственная, где есть пояс астероидов. Облако пыли вокруг звезды, известной как Зета Лепорис, очень похоже на молодой пояс. «Зета Лепорис - относительно молодая звезда - примерно того же возраста, что и наше Солнце, когда Земля формировалась», - сказал Майкл Джура в своем заявлении. «Система, которую мы наблюдали вокруг дзеты Лепорис, похожа на то, что, по нашему мнению, имело место в первые годы существования нашей собственной солнечной системы, когда были созданы планеты и астероиды». Джура скончался, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Другие звезды также содержат признаки поясов астероидов, предполагая, что это может быть обычным явлением.

В то же время исследования белых карликов, звезд, похожих на Солнце, в конце их жизни, показывают следы каменистого материала, падающего на их поверхность, которые предполагают, что такие пояса являются обычным явлением вокруг умирающих систем.

Сочинение

Большинство астероидов в Главном поясе состоят из горных пород и камня, но небольшая часть из них содержит железо и никель. Остальные астероиды состоят из смеси этих и богатых углеродом материалов. Некоторые из более далеких астероидов, как правило, содержат больше льда. Хотя они недостаточно велики, чтобы поддерживать атмосферу, есть свидетельства того, что некоторые астероиды содержат воду.

Некоторые астероиды представляют собой большие твердые тела - в поясе их более 16 с диаметром более 150 миль (240 км). Самые большие астероиды Веста, Паллада и Гигея имеют длину 250 миль (400 км) и больше. В этом регионе также находится карликовая планета Церера. Имея 590 миль (950 км) в диаметре, или около четверти размера нашей Луны, Церера круглая, но считается слишком маленькой, чтобы быть полноценной планетой. Однако он составляет примерно треть массы пояса астероидов. [Галерея: изображения астероидов]

Другие астероиды представляют собой груды обломков, скрепленных силой тяжести. Большинство астероидов недостаточно массивны, чтобы достичь сферической формы, а вместо этого имеют неправильную форму, часто напоминающую комковатый картофель. Астероид 216 Клеопатра напоминает собачью кость.

Астероиды подразделяются на несколько типов в зависимости от их химического состава и их отражательной способности или альбедо.

  • Астероиды C-типасоставляют более 75 процентов известных астероидов. Буква «C» означает углерод, а поверхность этих чрезвычайно темных астероидов почти угольно-черная. Углеродистые хондритовые метеориты на Земле имеют похожий состав и, как полагают, представляют собой осколки, отбитые от более крупных астероидов. В то время как астероиды C-типа доминируют в поясе, по данным Европейского космического агентства, они составляют лишь около 40 процентов астероидов, расположенных ближе к Солнцу. К ним относятся подгруппы B-типа, F-типа и G-типа.
  • Астероиды S-типаявляются вторым по распространенности типом, составляющим около 17 процентов известных астероидов. Они доминируют во внутреннем поясе астероидов, становясь все реже и дальше. Они более яркие и содержат металлический никель-железо, смешанный с силикатами железа и магния. «S» означает кремнезем.
  • Астероиды М-типа(«М» - металл) - последний крупный тип. Эти астероиды довольно яркие, и большинство из них состоит из чистого никель-железа. Обычно они находятся в средней части пояса астероидов.
  • Остальные редкие типы астероидов - это A-тип, D-тип, E-тип, P-тип, Q-тип и R.

В 2007 году НАСА запустило миссию «Рассвет» для посещения Цереры и Весты. Рассвет достиг Весты в 2011 году и оставался там более года, прежде чем отправиться на Цереру в 2015 году. Он останется на орбите вокруг карликовой планеты до конца своей миссии. [Связано: астероид Веста и космический корабль НАСА Dawn]

В то время как большая часть пояса астероидов состоит из скалистых объектов, Церера представляет собой ледяное тело. Намеки на органический материал, обнаруженный Рассветом, предполагают, что он, возможно, сформировался дальше в солнечной системе, прежде чем приземлился в поясе. Хотя органику можно было увидеть только на поверхности, это не означает, что на карликовой планете может лежать больше материала.

«Мы не можем исключить, что есть и другие места, богатые органическими веществами, образцы которых не были отобраны в ходе исследования, или находятся ниже предела обнаружения», - сообщила Space.com по электронной почте Мария Кристина Де Санктис из Института космической астрофизики и космической планетологии в Риме.

Строим пояс

Главный пояс находится между Марсом и Юпитером, что примерно в два-четыре раза больше расстояния между Землей и Солнцем, и охватывает область размером около 140 миллионов миль в поперечнике. Объекты в поясе разделены на восемь подгрупп, названных в честь основных астероидов в каждой группе. Эти группы - Венгрии, Флоры, Фокеи, Корониды, Эос, Фемида, Кибелы и Хильды.

Хотя Голливуд часто показывает корабли, совершающие близкие заходы через пояса астероидов, путешествие обычно проходит без приключений. Несколько космических кораблей благополучно прошли через пояс астероидов без происшествий, в том числе миссия НАСА New Horizons к Плутону.

«К счастью, пояс астероидов настолько огромен, что, несмотря на большое количество мелких тел, вероятность столкнуться с одним из них почти исчезающе мала - гораздо меньше, чем один на миллиард», - написал исследователь New Horizons Алан Стерн. «Если вы хотите подойти к астероиду достаточно близко, чтобы провести его подробное изучение, вы должны стремиться к нему».

Внутри пояса астероидов есть относительно пустые области, известные как промежутки Кирквуда. Эти промежутки соответствуют орбитальным резонансам с Юпитером. Гравитационное притяжение газового гиганта удерживает эти области намного более пустыми, чем остальная часть пояса. В других резонансах астероиды могут быть более концентрированными.

Открытие пояса астероидов

Иоганн Тициус, немецкий астроном 18-го века, заметил математический паттерн в расположении планет и использовал его, чтобы предсказать существование планеты между Марсом и Юпитером. Астрономы обыскали небеса в поисках пропавшего тела. В 1800 году 25 астрономов сформировали группу, известную как Небесная Полиция, каждая из которых искала пропавшую планету на 15 градусах Зодиака. Но открытие первого тела в этом регионе было сделано итальянским астрономом Джузеппе Пиацци, не являющимся членом Церкви, и назвал его Церерой. Второе тело, Паллада, было найдено чуть более года спустя.

Некоторое время оба эти объекта назывались планетами. Но скорость открытия этих объектов увеличилась, и к началу XIX века их было найдено более 100. Ученые быстро поняли, что они слишком малы, чтобы считаться планетами, и стали называть их астероидами.

Примечание редактора: эта статья была обновлена, чтобы отразить исправление от 2 ноября 2018 года. В исходной статье говорилось, что в Главном поясе астероидов могут быть миллиарды или даже триллионы астероидов.