Az aszteroida (2006-ig gyakori szinonimája a kisbolygó ) egy viszonylag kicsi égitest a Naprendszerben , amely Nap körüli pályán mozog . Az aszteroidák tömegükben és méretükben lényegesen kisebbek a bolygókénál , szabálytalan alakúak és nincs légkörük , bár lehetnek műholdaik is . A Naprendszer kistestei kategóriába tartozik .
Az "aszteroida" kifejezést (az ógörög ἀστεροειδής - "mint egy csillag", ἀστήρ - "csillag" és εἶδος - "megjelenés, megjelenés, minőség") kifejezést William Hersche és Charles Burney zeneszerző vezette be [1] . Ennek az az alapja, hogy ezek az objektumok távcsövön keresztül pontoknak, csillagoknak néztek ki , ellentétben a bolygókkal, amelyek távcsőben nézve korongoknak tűnnek. Az "aszteroida" kifejezés pontos meghatározása még nem született meg. 2006-ig az aszteroidákat kisebb bolygóknak is nevezték .
Az osztályozás fő paramétere a test mérete. Az aszteroidák 30 m-nél nagyobb átmérőjű testek, a kisebb testeket meteoroidoknak nevezzük [2] .
A Nemzetközi Csillagászati Unió 2006-ban a legtöbb aszteroidát a Naprendszer kistestei közé sorolta [3] .
Több százezer aszteroidát fedeztek fel a Naprendszerben. A Minor Planet Center szerint 2017. április 1-ig 729 626 kisebb bolygót fedeztek fel, 2016-ban pedig 47 034 kisebb holttestet fedeztek fel. [4] 2017. szeptember 11-én 739 062 objektum volt az adatbázisban , ebből 496 915 volt pontos pályával, és hivatalos számot kaptak [5] , ezek közül több mint 19 000 -nek volt hivatalosan jóváhagyott neve [6] [7] . Feltételezik, hogy a Naprendszerben 1,1-1,9 millió 1 km-nél nagyobb objektum lehet [8] . A jelenleg ismert aszteroidák többsége a Mars és a Jupiter pályája között elhelyezkedő kisbolygóövben összpontosul .
A Cerest a Naprendszer legnagyobb aszteroidájának tartották , mérete körülbelül 975 × 909 km volt, de 2006. augusztus 24-én megkapta a törpebolygó státuszt . A másik két legnagyobb aszteroida (2) Pallas és (4) Vesta ~500 km átmérőjű. (4) A Vesta az egyetlen aszteroidaöv objektum, amely szabad szemmel is megfigyelhető. Más pályán mozgó aszteroidák szabad szemmel is megfigyelhetők a Föld közelében való áthaladás időszakában (lásd például (99942) Apophis ).
A fő övben található összes aszteroida össztömege 3,0–3,6⋅10 21 kg [9] , ami a Hold tömegének csak körülbelül 4%-a . A Ceres tömege 9,5⋅1020 kg, vagyis a teljes tömegnek körülbelül 32%-a, és a három legnagyobb aszteroidával együtt (4) Vesta (9%), (2) Pallas (7%), (10) Hygiea ( 3% ) - 51%, vagyis az aszteroidák túlnyomó többségének tömege csillagászati szempontból jelentéktelen.
Az aszteroidák tanulmányozása azután kezdődött, hogy William Herschel 1781 -ben felfedezte az Uránusz bolygót . Átlagos heliocentrikus távolsága megfelelt a Titius-Bode szabálynak .
A 18. század végén Franz Xaver 24 csillagászból álló csoportot szervezett. Ez a csoport 1789 óta keres egy bolygót, amelynek a Titius-Bode szabály szerint körülbelül 2,8 csillagászati egységnyi távolságra kellett volna lennie a Naptól - a Mars és a Jupiter pályája között. A feladat az volt, hogy leírják az állatöv csillagképek területén lévő összes csillag koordinátáját egy adott pillanatban. A következő éjszakákon ellenőrizték a koordinátákat, és kiemelték a nagyobb távolságra mozgó objektumokat. A keresett bolygó becsült elmozdulása körülbelül 30 ívmásodperc lehetett óránként, amit könnyen észre kellett volna venni.
Ironikus módon az első aszteroidát, a Cerest az olasz Giuseppe Piazzi fedezte fel , aki véletlenül nem vett részt ebben a projektben, 1801 -ben , a század legelső éjszakáján. Három másikat – (2) Pallast , (3) Junót és (4) Vestát fedeztek fel a következő néhány évben – az utolsót, a Vestát, 1807 -ben . További 8 év eredménytelen keresés után a legtöbb csillagász úgy döntött, hogy nincs több, és abbahagyták a kutatást.
Karl Ludwig Henke azonban kitartott, és 1830-ban folytatta az új aszteroidák keresését. Tizenöt évvel később felfedezte az Astreát , az első új aszteroidát 38 év után. Kevesebb mint két évvel később felfedezte Hebét is. Ezt követően más csillagászok is csatlakoztak a kereséshez, majd évente legalább egy új aszteroidát fedeztek fel ( 1945 kivételével ).
1891-ben Max Wolf alkalmazta elsőként az asztrofotográfiai módszert kisbolygók keresésére , ahol az aszteroidák rövid fényvonalakat hagytak a fényképeken hosszú expozíciós idővel. Ez a módszer jelentősen felgyorsította az új aszteroidák felfedezését a korábban használt vizuális megfigyelési módszerekhez képest: Max Wolf egymaga 248 aszteroidát fedezett fel a (323) Bruciustól kezdve , míg valamivel több mint 300-at fedeztek fel előtte. Most , egy évszázaddal később , 385 ezer aszteroidának van hivatalos száma, és ezek közül 18 ezer név is.
2010- ben az Egyesült Államokból , Spanyolországból és Brazíliából álló két független csillagászcsoport bejelentette, hogy egyidejűleg vízjeget fedeztek fel az egyik legnagyobb fő öv-kisbolygó, a Themis felszínén . Ez a felfedezés lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük a víz eredetét a Földön. Fennállásának kezdetén a Föld túl forró volt ahhoz, hogy elegendő vizet tartson. Ennek az anyagnak később kellett volna megérkeznie. Feltételezték, hogy az üstökösök vizet hozhatnak a Földre , de a szárazföldi víz és az üstökösökben lévő víz izotópösszetétele nem egyezik. Ezért feltételezhető, hogy víz került a Földre az aszteroidákkal való ütközése során. A kutatók összetett szénhidrogéneket is találtak a Themis -en , köztük olyan molekulákat, amelyek az élet előfutárai [10] . Az Akari japán infravörös műhold , amely 66 aszteroidán végzett spektroszkópiai vizsgálatokat, megerősítette, hogy a 22 C osztályú aszteroida közül 17-ben van nyomokban víz, változó arányban hidratált ásványi anyagok formájában, és némelyik vízjeget és ammóniát is tartalmaz. Víznyomokat találtak izolált S osztályú szilikát aszteroidákon is, amelyeket teljesen vízmentesnek tartottak. Az S osztályú aszteroidákon található víz nagy valószínűséggel külső eredetű. Valószínűleg hidratált aszteroidákkal való ütközések során szerezték meg. Kiderült az is, hogy a napszél, más égitestekkel való ütközések vagy maradékhő hatására az aszteroidák fokozatosan veszítenek vizet [11] [12] .
2016. szeptember 8-án felbocsátották az OSIRIS-REx amerikai bolygóközi állomást , amelyet arra terveztek, hogy talajmintákat szállítson a (101955) aszteroidáról Bennuba (az aszteroida elérése és a talaj összegyűjtése 2019-re, a Földre való visszatérés pedig 2023-ra várható) .
Az első kísérleteket az aszteroidák átmérőjének mérésére a látható korongok menetmikrométerrel történő közvetlen mérésének módszerével William Herschel 1802-ben és Johann Schroeter 1805-ben. Utánuk, a 19. században más csillagászok is mérték a legfényesebbet . aszteroidák hasonló módon . Ennek a módszernek a fő hátránya az eredmények jelentős eltérései voltak (például a különböző tudósok által kapott Ceres minimális és maximális mérete tízszeres volt).
Az aszteroidák méretének meghatározására szolgáló modern módszerek közé tartozik a polarimetria , a radar , a foltinterferometria , a tranzit- és a termikus radiometria [13] .
Az egyik legegyszerűbb és legminőségibb a tranzit módszer. Egy aszteroida Földhöz viszonyított mozgása során néha elhalad egy távoli csillag hátterében, ezt a jelenséget csillagok aszteroidaokkultációjának nevezik . Egy adott csillag fényerejének csökkenésének időtartamának mérésével és az aszteroida távolságának ismeretében pontosan meghatározható a mérete. Ez a módszer lehetővé teszi a nagy aszteroidák, például a Pallas méretének pontos meghatározását [14] .
A polarimetriás módszer a méret meghatározása az aszteroida fényessége alapján. Minél nagyobb az aszteroida, annál több napfényt ver vissza. Az aszteroida fényessége azonban erősen függ az aszteroida felszínének albedójától , amit viszont az alkotó kőzetek összetétele határoz meg. Például a Vesta aszteroida felszínének magas albedója miatt 4-szer több fényt ver vissza, mint a Ceres, és az égbolt legláthatóbb kisbolygója, amely néha szabad szemmel is megfigyelhető.
Maga az albedó azonban meglehetősen könnyen meghatározható. A helyzet az, hogy minél kisebb az aszteroida fényereje, vagyis minél kevésbé veri vissza a napsugárzást a látható tartományban, annál jobban elnyeli, és felmelegedve hő formájában sugározza ki az infravörös tartományban.
A polarimetriás módszerrel az aszteroida alakja is meghatározható a fényességében bekövetkezett forgási változások regisztrálásával, valamint ennek a forgásnak a periódusa, valamint a felszínen lévő nagyméretű szerkezetek azonosítása [14] . Ezenkívül az infravörös teleszkópokkal kapott eredményeket a méret termikus radiometriával történő meghatározására használják [13] .
Az aszteroidák általános osztályozása pályájuk jellemzői és a felszínükről visszaverődő napfény látható spektrumának leírásán alapul.
Az aszteroidákat pályájuk jellemzői alapján csoportokba és családokba vonják össze. A csoportot általában az első aszteroida után nevezték el, amelyet egy adott pályán fedeztek fel. A csoportok viszonylag laza képződmények, míg a családok sűrűbbek, a múltban a nagy aszteroidák más objektumokkal való ütközéséből származó pusztulása során jöttek létre.
Az Atira családhoz tartozó földközeli aszteroidák csoportjába olyan kis testek tartoznak, amelyek pályája teljesen a Föld pályáján belül van (a Naptól való távolságuk az aphelionnál kisebb, mint a Föld pályájának perihélium). A 2021 PH27 aszteroida Nap körüli forgási periódusa 113 nap – ez az aszteroidák legrövidebb ismert forgási periódusa, és a második a Naprendszer összes objektuma között a Merkúr után [15] .
1975-ben Clark R. Chapman , David Morrison Benjamin Zellner osztályozási rendszert dolgozott ki az aszteroidák számára a szín , az albedó és a visszavert napfény spektrum jellemzői alapján. [16] Kezdetben ez az osztályozás csak három típusú aszteroidát definiált [17] :
Ezt a listát később kibővítették, és a típusok száma folyamatosan nő, ahogy egyre több aszteroidát tanulmányoznak részletesen:
Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a bármely típushoz rendelt ismert aszteroidák száma nem feltétlenül felel meg a valóságnak. Egyes típusokat meglehetősen nehéz meghatározni, és egy bizonyos aszteroida típusa alaposabb kutatással megváltoztatható.
Spektrális osztályozási problémákKezdetben a spektrális osztályozás háromféle anyagon alapult, amelyek az aszteroidákat alkotják:
Kétségek merülnek fel azonban afelől, hogy egy ilyen besorolás egyértelműen meghatározza az aszteroida összetételét. Míg az aszteroidák eltérő spektrális osztálya eltérő összetételüket jelzi, nincs bizonyíték arra, hogy az azonos spektrumtípusú aszteroidák ugyanabból az anyagból készülnének. Ennek eredményeként a tudósok nem fogadták el az új rendszert, és a spektrális osztályozás bevezetése leállt.
Az aszteroidák száma a méretükkel észrevehetően csökken. Bár ez általában egy erőtörvényt követ , 5 km-en és 100 km-en vannak csúcsok, ahol több aszteroida található, mint amennyi a logaritmikus eloszlás szerint várható [18] .
D | 100 m | 300 m | 500 m | 1 km | 3 km | 5 km | 10 km | 30 km | 50 km | 100 km | 200 km | 300 km | 500 km | 900 km |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N | 25 000 000 | 4 000 000 | 2 000 000 | 750 000 | 200 000 | 90 000 | 10 000 | 1100 | 600 | 200 | harminc | 5 | 3 | egy |
Az aszteroidák eleinte a római és a görög mitológia hőseinek nevét kapták , később a felfedezők megkapták a jogot, hogy úgy hívják őket, ahogy akarják – például a saját nevükön. Eleinte az aszteroidák túlnyomórészt női neveket kaptak, csak a szokatlan pályával rendelkező aszteroidák kaptak férfinevet (például Ikarusz , amely közelebb közelít a Naphoz , mint a Merkúr ). Később ezt a szabályt már nem tartották be.
Jelenleg az aszteroidák nevét a Kisbolygók Nómenklatúrájával foglalkozó Bizottság határozza meg [19] . Nem minden aszteroida kaphat nevet, hanem csak az, amelynek pályája elég megbízhatóan van kiszámítva. Voltak olyan esetek, amikor egy aszteroida nevet kapott évtizedekkel a felfedezése után. A pálya kiszámításáig az aszteroida ideiglenes jelölést kap, amely tükrözi felfedezésének dátumát, például 1950 DA . A számok az évet jelölik, az első betű a félhold száma abban az évben, amikor az aszteroidát felfedezték (a fenti példában ez február második fele). A második betű az aszteroida sorozatszámát jelzi a jelzett félholdban, példánkban az aszteroidát fedezték fel először. Mivel 24 félhold és 26 angol betű van, két betű nem szerepel a megjelölésben: I (az egységgel való hasonlóság miatt) és Z. Ha a félhold során felfedezett aszteroidák száma meghaladja a 24-et, akkor ismét visszatérnek a az ábécé eleje, a második betű indexe 2, a következő visszatérés - 3, stb. Amikor az aszteroida pályája biztonságosan megállja a helyét, az aszteroida állandó számot kap, és a felfedezőnek jogában áll javaslatot tenni az aszteroida elnevezésére. a Kisbolygók Nómenklatúrájával foglalkozó Bizottság tíz évre. Az aszteroida bizottság által jóváhagyott nevét a Kisbolygó Körlevélben közzéteszik, a név leírásával együtt, és ezt követően az aszteroida hivatalos nevévé válik [19] .
A név kézhezvétele után az aszteroida hivatalos elnevezése egy számból (sorszám) és egy névből áll - (1) Ceres , (8) Flora , stb.
Feltételezések szerint az aszteroidaöv planetezimáljai ugyanúgy fejlődtek, mint a napköd más vidékein, amíg a Jupiter el nem érte jelenlegi tömegét, majd a Jupiterrel való keringési rezonanciák miatt a planetezimálok több mint 99%-a kilökődött a bolygóról. az öv. A forgási sebesség-eloszlások és a spektrális tulajdonságok modellezése és ugrásai azt mutatják, hogy a 120 km-nél nagyobb átmérőjű aszteroidák akkréció útján jöttek létre ebben a korai korszakban, míg a kisebb testek az aszteroidák közötti ütközések töredékei a Jupiter gravitációja által az ősöv disszipációja során vagy azt követően . 20] . A Ceres és a Vesta elég nagyokká váltak a gravitációs differenciálódáshoz, amelyben a nehézfémek a magjukig süllyedtek, a kéreg pedig könnyebb kőzetekből alakult ki [21] .
A nizzai modellben sok Kuiper - öv objektum alakult ki a külső aszteroidaövben, több mint 2,6 AU távolságra. A legtöbbet később a Jupiter gravitációja lökte ki, de a megmaradtak D osztályú aszteroidák lehetnek, köztük a Ceres [22] .
Annak ellenére, hogy a Föld sokkal nagyobb, mint az összes ismert aszteroida, egy 3 km-nél nagyobb testtel való ütközés a civilizáció pusztulásához vezethet. Egy kisebb (de 50 méternél nagyobb átmérőjű) testtel való ütközés számos emberáldozathoz és óriási gazdasági károkhoz vezethet.
Minél nagyobb és nehezebb egy aszteroida, annál veszélyesebb, azonban ebben az esetben sokkal könnyebb észlelni. Jelenleg a legveszélyesebb a körülbelül 300 m átmérőjű Apophis aszteroida , amelynek ütközése során egy egész ország tönkremehet.
Az objektum átmérője , m |
Ütésenergia, Mt TNT |
Kráter átmérője , km |
Hatások és hasonló események |
---|---|---|---|
— | 0,015 | — | atombomba robbanás Hirosima felett |
harminc | 2 | — | tűzgolyó, lökéshullám, kis pusztítás |
ötven | tíz | ≤1 | robbanás hasonló Tunguska esemény , kis kráter |
100 | 80 | 2 | 50 Mt hidrogénbomba robbanása (Szovjetunió, 1962) |
200 | 600 | négy | egész államok léptékű pusztítása |
500 | 10 000 | tíz | kontinensnyi pusztítás |
1000 | 80 000 | húsz | millió és milliárd áldozat |
5000 | 10 000 000 | 100 | áldozatok milliárdjai, a globális klímaváltozás |
≥10 000 | ≥80 000 000 | ≥200 | az emberi civilizáció hanyatlása |
2013. június 1-jén az 1998 QE2 aszteroida 200 év óta a legközelebb közelítette meg a Földet. A távolság 5,8 millió kilométer volt, ami 15-ször messzebb van, mint a Hold [24] .
2016 óta működik Oroszországban az AZT-33VM távcső a veszélyes égitestek észlelésére. 30 másodperc alatt képes azonosítani egy 50 méteres, veszélyes aszteroidát akár 150 millió kilométeres távolságban is. Ez lehetővé teszi, hogy előre (legalább egy hónappal korábban) észrevegyék a bolygóra potenciálisan veszélyes testeket, hasonlóan a Tunguska meteorithoz [25] .
Az első 37 aszteroida csillagászati szimbólumokkal rendelkezik . Ezeket a táblázat tartalmazza.
![]() |
|
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
|
Az aszteroidák spektrális osztályai | ||
---|---|---|
Szén | ![]() | |
Szilícium | ||
Vas | ||
Egyéb |
Naprendszer | |
---|---|
![]() | |
Központi csillag és bolygók | |
törpebolygók | Ceres Plútó Haumea Makemake Eris Jelöltek Sedna Orc Quaoar Gun-gun 2002 MS 4 |
Nagy műholdak | |
Műholdak / gyűrűk | Föld / ∅ Mars Jupiter / ∅ Szaturnusz / ∅ Uránusz / ∅ Neptunusz / ∅ Plútó / ∅ Haumea Makemake Eris Jelöltek kardszárnyú delfin quawara |
Elsőként felfedezett aszteroidák | |
Kis testek | |
mesterséges tárgyak | |
Hipotetikus tárgyak |
|