Астрономия 11 класс конспект на быстрый ответ астероиды

Обновлено: 05.07.2024

Вид учебных занятий: урок с применением информационно-коммуникационных технологий обучения.

На данном уроке изучение нового материала идет в ходе самостоятельной, групповой работы с учебником, ПК, затем проработанный материал представляется в виде компьютерной презентации и защищается в ходе выступления.

Цель урока : расширить и углубить знания учащихся о Солнечной системе Продолжить формирование знаний учащихся о строении, составе, происхождении и развитии тел Солнечной системы..

обобщить и систематизировать знания о малых телах Солнечной системе: астероидах, кометах, метеорных телах, таких, как метеор, болид, метеорные потоки, метеориты.
выяснить историю их открытия, классификацию, физическую природу, химический состав, взаимосвязь метеорных потоков с кометами, значение для развития науки, роль в познании окружающего мира.

Воспитательные задачи: продолжить формирование научного мировоззрения, системы взглядов на мир.

Развивающие задачи: продолжить развитие информационных компетентностей учащихся (умение работать с информацией: искать нужную информацию в опубликованных источниках и с помощью ПК, отбирать главное, анализировать, обобщать, систематизировать) и коммуникационных умений в ходе групповой работы по вопросам заданной темы и защиты темы в ходе представления в виде компьютерной презентации.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

ТЕМА. АСТЕРОИДЫ = малые планеты

воспитательная - формирование познавательных интересов направленных на изучение Вселенной

развивающая - развивать умения работать с текстом учебника, дополнительными источниками информации, рисунками, иллюстрации делать сравнительный анализ.
обучающая - научить находить отличительные признаки астероидов.

Планируемые результаты :

Предметные: научиться находить особенности небесных тел по иллюстрациям учебника, электронного приложения.

Метапредметные :

коммуникативные : организовывать и планировать учебное сотрудничество с учителем и одноклассниками

Регулятивные : самостоятельно выделять и формулировать познавательную цель, искать и выделять необходимую информацию

Познавательные : объяснять особенности различных небесных тел

Личностные: формирование мотивации к обучению.

Оборудование : проектор, экран; презентация к уроку, иллюстрации, учебники

Вступительное слово учителя.

Астеро́ид (распространённый до 2006 года синоним — малая планета ) — относительно небольшое небесное тело Солнечной системы , движущееся по орбите вокруг Солнца . Астероиды значительно уступают по массе и размерам планетам , имеют неправильную форму и не имеют атмосферы , хотя при этом и у них могут быть спутники .

1. Малая планета — небесное тело , движущееся по орбите вокруг Солнца и отличающееся от больших планет своими небольшими размерами.

3.Со́лнечная систе́ма — планетная система , включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты , вращающиеся вокруг Солнца. Она сформировалась путём гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 млрд лет назад

4. Со́лнце ( астр. ☉ ) — одна из звёзд нашей Галактики ( Млечный Путь ) и единственная звезда Солнечной системы . Вокруг Солнца обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники , карликовые планеты и их спутники, астероиды , метеороиды , кометы и космическая пыль .

Атмосфера Земли содержит кислород , используемый большинством живых организмов для дыхания , и диоксид углерода , потребляемый растениями и цианобактериями в процессе фотосинтеза . Атмосфера также является защитным слоем планеты, защищая её обитателей от солнечного ультрафиолетового излучения и метеоритов.

Атмосфера есть у всех массивных тел — газовых гигантов и большинства планет земного типа (в Солнечной системе - кроме Меркурия).

Составное изображение (в масштабе) астероидов, снятых в высоком разрешении. На 2011 год это были, от большего к меньшему: (4) Веста , (21) Лютеция , (253) Матильда , (243) Ида и его спутник Дактиль , (433) Эрос , (951) Гаспра , (2867) Штейнс , (25143) Итокава

Сравнительные размеры астероида Весты , карликовой планеты Цереры и Луны . Разрешение 20 км на пиксель

Главный параметр, по которому проводится классификация, — размер тела. Астероидами считаются тела с диаметром более 30 м, тела меньшего размера называют метеороидами .

Выполнить тестовые задания. Правильный ответ – 1 балл

1 ) Какая из планет земной группы имеет плотную облачную атмосферу?

а) Меркурий, б) Венера, в) Юпитер, г) Марс

2) Какое тело Солнечной системы называют планетой - карликом?

а) Меркурий, б) Марс, в) Луну, г) Плутон

3) Какая из планет Солнечной системы имеет самые большие размеры:

а) Нептун, б) Уран, в) Сатурн, г) Юпитер

4 ) Какая из планет Солнечной системы известна своими яркими кольцами:

а) Юпитер, б) Сатурн, в) Уран, г)Нептун

5) В каком варианте указана верная последовательность расположения планет по направлению от Солнца:

а) Меркурий, Марс, Венера, Земля;

б) Венера, Меркурий, Земля, Марс;

в) Меркурий , Венера, Земля, Марс;

г) Земля, Венера, Марс, Меркурий.

6) Из планет земной группы спутники имеют:

а) Земля и Марс, б) Меркурий и Земля, в) Земля и Венера, г) только Земля

7) Из планет земной группы практически нет атмосферы:

а) у Меркурия, б) у Венеры, в) у Марса, г) у всех, кроме Земли

8) Самая большая из планет земной группы:

а) Меркурий, б) Венера, в) Земля , г) Марс

Домашнее задание. Используя сайты Интернета, подобрать интересные факты об астероидах

Астероидом называется небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца и имеющее диаметр более 30 м.

Церера со средним диаметром 940 км в 2006 г. получила статус малой планеты, покинув ряды астероидов. На ней обнаружены выбросы водяного пара. Это, вероятно, связано с испарением поверхностного льда из-за солнечного нагрева.

В настоящее время известны десятки тысяч астероидов. Предполагается, что в Солнечной системе может находиться до 2 млн подобных тел, имеющих размеры более 1 км. Большинство астероидов обращаются по схожим орбитам между орбитами Марса и Юпитера. Эту область назвали Главным поясом астероидов. В нем все астероиды движутся в том же направлении, что и планеты. Любопытно, что у некоторых из них есть собственные спутники. Например, Каллиопа (средний размер — около 180 км) имеет спутник диаметром 40 км.

Размеры подавляющего большинства таких тел очень малы, а общая масса всего пояса астероидов оценивается всего в 1/25 часть от массы Луны. Самый большой из известных астероидов — Паллада — имеет размеры 582x556x500 км, а самые маленькие похожи на обычные небольшие камни. Несколько астероидов были изучены вблизи и сфотографированы космическими аппаратами.

Помимо астероидов существует еще и метеориты. Различий между ними практически не существует. Большинство ученых считают, что многие метеориты являются осколками астероидов, а сами астероиды — остатки некогда существовавших планет. Астероиды и метеориты состоят из железа, никеля и каменистых пород. По своему составу они наиболее близки к планетам земной группы. Астероиды часто сталкиваются друг с другом и сходят со своих орбит, то приближаясь к Солнцу, то удаляясь от него.

Астероиды могут сталкиваться с планетами. Результаты таких столкновений — глубокие кратеры — можно наблюдать на Марсе, Луне и других планетах и спутниках Солнечной системы. Считается, что именно подобное столкновение стало причиной вымирания динозавров на нашей планете 65 млн лет назад.

В то же время на Землю ежегодно падает несколько тысяч метеоритов, но при прохождении через атмосферу они практически полностью сгорают и, падая, не приносят ни малейшего вреда. Большинство из них попадает в океан.

Астероиды – это сравнительно небольшие тела Солнечной системы, обращающиеся по орбите вокруг центральной звезды. Они намного меньше по массе и по размерам, нежели планеты, не имеют атмосферы и характеризуются неправильной формой. Изучение астероидов имеет значительный научный и практический интерес. Некоторые из них представляют опасность для Земли. Знание, что такое астероиды может не только приблизить нас к разгадке тайны происхождения жизни на Земле, образования Солнечной системы, но и в буквальном смысле сохранить человеческую цивилизацию.

Астероиды в Солнечной системе

На сегодня известно, что в Солнечной системе находится 670 тысяч астероидов. Для более, чем 400 тысяч из них определены орбиты и утвержденный порядковый номер. Более 19 тыс. подобных объектов имеют официальные названия. Предположительно в Солнечной системе могут находиться до 2 млн объектов с диаметром свыше одного километра. Большинство из них располагаются между орбитами Марса, Юпитера. Здесь расположен так называемый пояс астероидов.

Астероиды Паллада и Веста имеют диаметр более 500 километров. Весту можно наблюдать невооруженным глазом. Масса астероида – около 950 квадриллионов тонн. До 2006 года самым большим астероидом являлась Церера. После этой даты объект причислен к так называемым карликовым планетам. Общая же масса всех рассматриваемых небесных тел превышает 3 квинтиллиона тонн.

Возникновение термина

К астероидам причисляются космические тела, имеющие диаметр более 30 м. Меньшие объекты называются метеороидами. Это космические тела, промежуточные между космической пылью и астероидом. Если метеороид влетает в земную атмосферу на большой скорости, он разрушается из-за силы трения и сгорает.

Большинство описываемых космических тел относится к малым телам Солнечной системы.

Как астероидам дают имена

Поначалу этим объектам присваивались имена персонажей античной мифологии. Позже астрономы стали давать новым объектам какие угодно наименования. Вначале это были женские имена. Астероиды, имеющие необычные орбиты, стали получать мужские имена.

Получить наименование может лишь тот астероид, который имеет вычисленную и изученную орбиту. На это могут уйти годы и даже десятки лет. До точного определения орбиты космическому телу присваивается буквенно-цифровое обозначение. Первая буква означает порядковый номер полумесяца года, в котором был открыт объект. Вторая буква означает порядковый номер астероида, открытого в этом полумесяце. К примеру, числа и буквы 1991 ЕВ означает, что небесный объект был открыт в 1991 г. в первой половине марта, и он был в этом промежутке времени вторым. Не используются буквы I и Z.

Образование и эволюция астероидов

Астероиды образовались за счет притяжения пыли и газа. Они с большой скоростью вращались вокруг Солнца на ранних этапах образования Солнечной системы. Отдельные космические тела обладали достаточной массой, чтобы образовалось расплавленное ядро.

По мере увеличения массы Юпитера и достижения им современных показателей, значительная часть будущих протопланет раскололась и была выброшена с изначального пояса астероидов между Марсом и Юпитером. Согласно результатам компьютерного моделирования, часть космических тел сохранились в поясе Койпера и облаке Оорта. Вероятно, некоторые из объектов, сформированных в Солнечной системе были выброшены за ее пределы. Они свободно движутся в космосе.

Химический состав, форма и размеры астероидов

Первые попытки определить размеры и форму астероидов были предприняты еще в начале 19 века немецкими астрономами У. Гершелем и И. Шрётером.

Современная астрономия использует такие методы определения размеров астероидов:

поляриметрии;
радиолокации;
спектр-интерферометрии;
транзитный;
тепловой радиометрии.

Крупнейшие астероиды имеют диаметр, превышающий 500 км. Однако большинство объектов этого класса имеют диаметр от нескольких сотен метров до нескольких километров.

Форма большинства астероидов – неправильная. Это связано с тем, что ничтожная сила притяжения не может придать им шарообразную форму. Только самые крупные астероиды имеют форму шара (если с ними не сталкивались подобные тела).

Неправильная форма малых объектов подтверждается и тем, что их блеск снижается пропорционально росту фазового угла.

Подавляющее большинство астероидов состоит из углерода. Реже встречаются силикатные и металлические тела. Металлические объекты (класс М) содержат кобальт и никель. Редко встречаются базальтовые, оливиновые космические тела.

Классификация по орбитам

Классификация астероидов важна для их подробного изучения. Все известные объекты объединяются в группы и семейства. В группу входят такие космические тела, которые имеют сходство по таким характеристикам:

полуось;
эксцентриситет;
наклон орбит.

Все астероиды Солнечной системы обращаются вокруг центральной звезды. Орбиты имеют слабый эксцентриситет и наклон. Большинство из них находятся в границах внешнего пояса. Средняя скорость вращения объектов – примерно 20 километров в секунду. Полный оборот вокруг Солнца они совершают за период от 3 до 9 лет.

Своей гравитацией планеты влияют на вращение малых тел. Орбиты астероидов отклоняются в разные стороны. Больше всего изменяет движение астероидов Юпитер. Сталкиваясь друг с другом, эти тела образуют новые объекты.

Семейство – это группа астероидов, которые движутся по близким орбитам и образованы после раскола одного большого тела. Наиболее крупные семейства:

Флоры (более 7,5 тыс. объектов);
Весты (примерно 6 тыс.);
Эвномии (4,7 тыс.);
Эос (4,4 тыс.).

Классификация по спектру

В 1975 г. была разработана спектральная система классификации астероидов. Она постоянно усовершенствуется по мере изучения все новых малых тел Солнечной системы.

Спектральная классификация не всегда позволяет точно определить состав астероида. Поэтому в настоящее время ее внедрение приостановилось.

История открытий астероидов

Изучение этих объектов Солнечной системы началось после открытия планеты Уран. В конце 18 века группа астрономов занималась поиском планеты, которая, согласно расчетам, должна была находиться между Марсом и Юпитером. Также им необходимо было рассчитать координаты всех звезд и созвездий в определенный момент времени. В дальнейшем координаты проверялись, чтобы легко узнать их смещение.

Первый астероид – Церера, был обнаружен в 1801 году астрономом Пиацци. Интересно, что это событие произошло в первый день нового века. Другие крупные астероиды – Паллада, Юнона, Веста были открыты несколькими годами позже. Астрономы решили, что искать астероиды – это бесполезное дело и прекратили исследовательские работы.

Немецкий астроном Хенке возобновил поиски. в 1848 г. Через 38 лет после открытия последнего на то время астероида, был обнаружен новый малый объект, названный Астея. Окрыленные успехом, астрономы активизировали поиск и каждый год открывали не меньше одного нового астероида (кроме 1945 г).

В конце 20 века для поиска новых астероидов был использован новый метод астрофотографии. При этом фотографировании использовалось сверхдлительное экспонирование, и астероиды оставляли на снимке светлые линии. С помощью этого способа стало возможным намного быстрее отыскивать новые астероиды. К примеру, Макс Вольф один, без привлечения команды астрономов, сумел обнаружить почти две с половиной сотни астероидов.

Крупнейшие астероиды Солнечной системы

К наиболее крупным астероидам относятся такие тела.

Паллада – космическое тело, богатое кремнием, с диаметром 532 км и массой порядка 210 квадриллионов тонн.
Веста – это наиболее тяжелый астероид с диаметром 530 км. Его кора состоит из скальных пород, а ядро – из металла.
Гигея содежит углерод. Диаметр – 470 км.
Интерамния принадлежит к редко встречающемуся спектральному классу F. Диаметр – 326 км, а масса – 39 квадриллионов тонн.
Европа обращается вокруг Солнца по вытянутой орбите. Диаметр – 302 км, масса –16,5 квадриллиона тонн.
Астероид Сильвия имеет два спутника. Ее диаметр 232 км.
Гектор имеет арахисоподобную форму, состоит из льда и скальных пород. Его средний диаметр – около 226 км, а масса – около 100 квадриллиона тонн.
Евфросина имеет средний диаметр 255 км.

Исследование астероидов сегодня

Исследование астероидов вносит огромный вклад в науку. Благодаря этому астрономы обогащаются знаниями о Солнечной системе и ее происхождении, лучше понимают Вселенную и ее структуры. Огромные усилия ученых уходят на изучение состава астероидов.

Изучение астероидов дает возможность уточнить и обогатить знания о Земле и ее образовании. Известно, что теперешние условия на нашей планете могут поддерживаться исключительно наличием большого количества воды в жидком виде. На начальных этапах развития Земля была разогрета настолько, что вряд ли после ее остывания на ней могли бы сформироваться огромные запасы воды. Ранее предполагалось, что воду на Землю занесли кометы, однако дальнейшие исследования показали, что ее состав отличается от земного.

Только в начале 21 века на одном из астероидов – Фемиде были обнаружены залежи льда. Это открытие позволило предположить, что вода на Землю занесена астероидами.

Так изучение этих малых объектов помогает обобщать, систематизировать знания о Земле, Солнечной системе и уточнять уже имеющиеся данные. Астероиды могут быть источником сырья – железа, кобальта, никеля, а также водорода.

Рис. 11.1. Астероид 433 Эрос имеет вид гигантского седла длиной 33 км. АМС, совершив посадку на поверхность астероида в котловине вблизи центра, обнаружила, что его серая поверхность покрыта слоем реголита и похожа на поверхность Луны

Рис. 11.2. Астероид 243 Ида

Тайны астероидов

Почему между Марсом и Юпитером находится не одна большая планета, а множество малых тел? Для объяснения этой загадки немецкий астроном Г. Ольберс (1758—1840) выдвинул гипотезу, что между Марсом и Юпитером некогда существовала планета Фаэтон, которая почему-то взорвалась. Причиной катастрофы могла быть встреча планеты с другим космическим телом. В пользу теории взрыва планеты свидетельствует то, что большинство астероидов имеют вид осколков неправильной формы. Современные исследования распределения орбит малых планет показывают, что, скорее всего, между Марсом и Юпитером большой планеты никогда не было, а пояс астероидов — это остатки того вещества, из которого 4,5 млрд лет назад образовались планеты Солнечной системы.

За орбитой Нептуна находится кольцо мелких планетоподобных тел (так называемый пояс Койпера; см. § 11), которые из-за гравитационных возмущений могут изменять параметры своих орбит. Столкновение с другой планетой или спутником вызовет разрушение этих тел и образование отдельных фрагментов, которые будут обращаться по самостоятельным орбитам. Если учесть, что вероятность встречи осколков возрастает с увеличением их количества, то пояс астероидов может быть своеобразной машиной для дробления космических тел на меньшие фрагменты.

Для любознательных

О том, что малые планеты продолжают делиться, свидетельствует открытие так называемых семейств или групп астероидов. В 1918 г. японский астроном К. Хираяма обратил внимание на некоторые группы астероидов, имеющих сходные параметры орбит. Такие группы астероидов назвали семействами Хираямы — они могли образоваться после столкновения более крупных тел. Астероиды движутся вокруг Солнца в ту же сторону, что и планеты, и имеют, как правило, эллиптические орбиты.

Опасные астероиды

Степень риска — это произведение вероятности космической катастрофы на количество возможных человеческих жертв

В 2004 г. открыли 320-метровый опасный астероид Апофис, который 13 апреля 2029 пролетит мимо Земли на расстоянии около 37000 км

Хотя вероятность встречи с отдельным астероидом достаточно мала, но, учитывая их большое количество и глобальные последствия столкновения, степень риска погибнуть от космической катастрофы оказалась такой же, как от обычного наводнения или авиакатастрофы. По современным данным, существуют около 2000 астероидов с диаметром более 1 км и несколько сотен тысяч с диаметром более 100 м, пересекающих орбиту Земли (рис. 11.3). При встрече Земли с астероидом диаметром 1 км выделится энергия, эквивалентная взрыву миллионов атомных бомб. Кроме того, выброс пыли в атмосферу приведет к образованию сплошной облачности, поэтому поверхность Земли будет получать меньше солнечной энергии. Снижение температуры может дать начало новому ледниковому периоду (см. § 7).

Рис. 11.3. Орбиты некоторых астероидов, пересекающих орбиту Земли

Для любознательных

В будущем технические возможности человечества позволят избежать вероятной катастрофы от встречи с астероидами, если можно будет как-то изменять параметры их орбит. Исследования астероида Эроса (рис. 11.1) показывают, что даже небольшие космические тела, состоящие из отдельных фрагментов, при взрыве могут разлететься на отдельные осколки, орбиты которых рассчитать заранее невозможно.

Метеоры и метеориты

Рис. 11.4. Метеорит, найденный в Антарктике

Когда метеоритное тело с большой скоростью летит в атмосфере, то из-за сопротивления воздуха оно нагревается до температуры выше 10000°С и начинает светиться, как раскаленный шар, который называют болидом (греч.— копье). Во время полета болида со сверхзвуковой скоростью в атмосфере возникает ударная волна, которая создает мощные звуковые колебания, поэтому человек слышит сильный грохот.

Рис. 11.5. Аризонский кратер (США) образовался 10000 лет назад. Его диаметр 1,2 км, глубина 200 м. Осколки метеорита находят на расстоянии 30 км от кратера

На Земле астрономы и геологи обнаружили более сотни метеоритных кратеров различного диаметра (рис. 11.5), которые называют астроблемами (от греч.— звездные раны), но большинство кратеров не сохранились, так как на протяжении веков атмосферные процессы уничтожали следы космических катаклизмов. Большую кольцевую структуру метеоритного происхрждения диаметром 7 км обнаружили в Украине в Ильинецком районе Винницкой области. Геологические исследования показывают, что начальная масса метеорита была не менее 10 11 кг.

Для любознательных

На территорию Украины ежегодно падают несколько метеоритов массой 1 кг и более, поэтому астрономы обращаются ко всем ученикам с просьбой помочь в поисках этих космических путешественников. Обратите внимание на падение болидов, летящих со сверхзвуковой скоростью. При этом возникает резкий взрывной звук, как при полете реактивного самолета, когда он пересекает звуковой барьер. Ночью во время полета болида видно яркое свечение в виде раскаленного шара, который может разделиться на осколки. Для поисков метеорита определите направление, в котором летел болид, запишите время, когда наблюдалось это явление, и сразу сообщите об этом учителю астрономии или напишите в ближайшую астрономическую обсерваторию.

Загадка Тунгусского метеорита

Самым крупным метеоритом XX в. можно считать Тунгусский, упавший 30 июня 1908 г. в тайге у реки Подкаменная Тунгуска (приток Енисея) в Сибири. Его полет в атмосфере наблюдали по трассе длиной почти 5000 км. Яркость болида была настолько велика, что казалось, будто от Солнца отделился кусок и летит по небу. При падении произошел сильнейший взрыв, который был слышен на расстоянии 2000 км от места падения. Сейсмические станции зарегистрировали землетрясение, а сейсмические волны дважды обогнули Землю.

Расчеты показали, что при падении метеорита выделилась энергия 10 17 Дж — такую энергию выделяет взрыв самых мощных водородных бомб. В 1926 г. Академия наук Украины организовала первую экспедицию в район падения Тунгусского метеорита. Ее возглавил профессор Л. Кулик. Интересная тайна, которую 'обнаружила экспедиция, — отсутствие кратера и осколков на месте падения метеорита. Ученые выдвинули гипотезу, что метеорит мог взорваться в воздухе. Об этом свидетельствуют стволы поваленных деревьев на месте катастрофы (рис. 11.6). Площадь поваленного и сожженного леса занимает около 5000 км 2 , но в эпицентре воздушного взрыва, где ударная волна распространялась перпендикулярно к поверхности Земли, стволы деревьев не были повалены.

Рис. 11.6. Поваленный лес на месте падения Тунгусского метеорита

Для любознательных

Остается тайной, куда делись осколки Тунгусского метеорита при взрыве. Наиболее вероятным объяснением этих аномальных явлений может быть гипотеза о том,что метеорит был ледяным ядром небольшой кометы, вспыхнувшим в атмосфере Земли. Газовые компоненты ядра испарились, а твердые силикатные частицы расплавились и выпали на поверхность в виде микроскопических частиц.

Кометы

Кометы (от греч.— мохнатый) своим необычным видом привлекают наибольшее внимание людей, ибо они имеют необычный красивый хвост. Кометы являются остатками космического вещества, из которого образовались планеты Солнечной системы. По традиции комете дают название в честь тех астрономов, которые первыми увидели ее на небе (рис. 11.7, 11.8). Часто кометы открывали любители астрономии и даже школьники.

Рис. 11.7. Комета Галлея

Самой знаменитой кометой можно считать комету Галлея, которую наблюдают уже несколько тысячелетий. Директор Гринвичской обсерватории Э. Галлей (1656—1742) впервые определил орбиту кометы, которую было видно в 1682 г. Для этого он изучил древние летописи и обратил внимание на то, что одна из комет появлялась на небе с постоянным периодом 76 лет. С помощью третьего закона Кеплера Галлей определил большую полуось орбиты и предсказал ее появление в 1758 г. Последний раз комету Галлея наблюдали в 1986 г., а следующий ее прилет к Земле ожидается в 2061 г.

Рис. 11.8. Комета Хейла-Боппа

Долгое время загадкой для астрономов был длинный хвост кометы, который иногда простирается на миллионы или сотни миллионов километров, причем направление хвоста изменяется таким образом, что он все время отклоняется в противоположную от Солнца сторону. Кажется, что хвост к Солнцу не притягивается, а, наоборот, отталкивается, будто бы от Солнца дует своеобразный ветер. Конечно, хвост кометы притягивается к Солнцу, но для частиц с диаметром менее чем 10—5 м сила отталкивания становится больше силы притяжения. Именно хвост комет и состоит из микроскопических частиц космической пыли, на которые действует отталкивающая сила солнечного ветра (рис. 11.9).

Рис. 11.9. Движение кометы вокруг Солнца. Под действием солнечного ветра хвост кометы отталкивается в противоположном направлении

Рис. 11.10. Ядро кометы Галлея на расстоянии нескольких тысяч километров. Длина очень темного ядра 15 км, ширина — 8 км. Из отверстий, находящихся на поверхности, вырываются струи газа

Датский астроном Я. Оорт выдвинул гипотезу, что за орбитой Нептуна могут быть миллионы таких кометных ядер (облако Оорта), но из них только небольшое количество подходит в перигелии близко к Солнцу. Под влиянием гравитационного возмущения больших планет кометы могут изменить свою орбиту и даже столкнуться с ними. Такой катастрофой мог быть взрыв Тунгусского метеорита. В 1994 г. комета Шумейкера-Леви упала на Юпитер. Во время этого столкновения выделилась энергия, равная взрыву миллионов ядерных бомб.

Солнечный ветер состоит из элементарных частиц и отдельных ядер легких химических элементов, летящих от Солнца

Для любознательных

Можно ли использовать астероиды и кометы для нужд нашей цивилизации? Возможно, что в будущем астероиды можно приспособить под базы для межпланетных экспедиций. Некоторые астероиды, возможно, содержат редкие химические элементы, которые можно было бы применять при сооружении космических поселений как в космосе, так и на поверхности спутников планет. Во время космического строительства надо помнить, что ускорение свободного падения на астероидах очень мало, поэтому один неосторожный толчок ногой может придать космонавту вторую космическую скорость. Температура на поверхности астероидов зависит от цвета поверхности и расстояния до Солнца. В главном поясе астероидов, на расстоянии 2,8 а. е. от Солнца, температура на дневной стороне редко поднимается выше 0°С, но астероиды группы Аполлона, Амура и Атона, движущиеся по очень вытянутым орбитам, в перигелии могут нагреваться до +500 °С.

Планеты-карлики

Впервые этот новый класс тел Солнечной системы выделили в августе 2006 г. на съезде Международного Астрономического Союза (MAC) в Праге. Тогда же был изменен статус Плутона, который до этого был девятой планетой Солнечной системы: отныне он стал первой планетой-карликом. После открытия Нептуна в 1846 г. (см. § 4) почти целый век астрономы искали девятую планету, которая могла вызвать небольшие возмущения орбиты Урана, потому что гравитационным воздействием Нептуна можно объяснить только 98% возмущений орбиты этой планеты.

Только 18 февраля 1930 г. в Ловеллской обсерватории (США) К. Томбо открыл неизвестную планету, которая получила название Плутон в честь мифического бога подземного царства.

Рис. 11.11. Плутон, Харон, Эрида

В 1978 г. астрономы обратили внимание на то, что на фотографии Плутона видно небольшое выпячивание на его диске. Продолжая наблюдения, ученые пришли к выводу, что у Плутона есть спутник, и назвали его Харон. Он обращается вокруг планеты с периодом 6,4 суток. В 2006 г. при помощи Космического телескопа Хаббла были открыты еще два небольших спутника Плутона Нике и Гидра. В связи с тем, что Плутон имеет очень вытянутую орбиту с большим, по сравнению с другими планетами, эксцентриситетом (е = 0,25) и по массе и размерам намного меньше других планет Солнечной системы, некоторые астрономы считают, что Плутон был когда-то спутником Нептуна. Ведь Юпитер, Сатурн, Нептун и Земля имеют спутники гораздо больших размеров, чем Плутон. Статус Плутона как планеты со временем становился подозрительным еще и потому, что его орбита наклонена под значительным углом к плоскости эклиптики по сравнению с любой планетой Солнечной системы и немного напоминает орбиты комет.

В 1951 г., анализируя орбиты комет, астроном Дж. Койпер предсказал существование за Нептуном пояса астероидов, который теперь официально назвали поясом Койпера. Астрономические наблюдения при помощи современных телескопов подтвердили эту гипотезу в 1990 г., когда за Плутоном начали открывать новые объекты пояса Койпера. С научной точки зрения стало очевидным, что Плутон больше похож на эти объекты, чем на остальные 8 планет Солнечной системы.

В июле 2005 г. был открыт новый объект пояса Койпера, который оказался больше Плутона, поэтому некоторые астрономы стали называть его десятой планетой. Новую планету неофициально прозвали Ксеной (с греч.— чужая). Это открытие стало роковым ударом для статус-кво девяти планет, потому что если Плутон считают планетой, то Ксена тоже должна относиться к классу планет. Поэтому перед астрономами встали вопросы, что делать с другими объектами пояса Койпера, которые поменьше, чем Плутон, ведь в будущем на окраинах Солнечной системы могут открыть еще большие тела.

К началу 2011 г. зарегистрировали более 1000 астероидов, орбиты которых располагаются за орбитой Нептуна в пределах пояса Койпера. Для решения этой проблемы в Международном Астрономическом Союзе был создан специальный комитет, который предложил модифицировать определение планеты, добавив, что планета должна быть не только круглой формы, но должна также быть единым телом на своей орбите. По этому определению Плутон утратил статус планеты, поскольку он является одним из многих объектов пояса Койпера, и к тому же его орбита фактически пересекается с орбитой Нептуна. В 2006 г. Плутон был обозначен астероидным номером 134340; официальное название и номер получил и объект с условным названием Ксена. Ему присвоили номер 136199 и название Эрида.

Выводы

Малые тела Солнечной системы (планеты-карлики, астероиды, кометы, метеорные тела) являются остатками того огромного облака космического вещества, из которого образовались Солнце и большие планеты. Основной пояс астероидов находится между Марсом и Юпитером, но за орбитой Нептуна существуют еще миллионы планетоподобных тел (пояс Койпера) и миллионы кометных ядер (облако Оорта). Астероиды, возможно, станут базами для исследования космоса, а металлические астероиды можно использовать как источник добычи полезных ископаемых. Существует опасность встречи Земли с теми астероидами, орбиты которых приближаются к Земле или пересекают ее орбиту.

Тесты

Метеором называется явление, когда:
Из чего состоит ядро кометы?
С какой наименьшей скоростью метеориты влетают в атмосферу Земли?
С какой наибольшей скоростью метеорит может влететь в атмосферу Земли?
Тунгусский метеорит называют загадочным потому, что:
Почему большинство астероидов имеют неправильную форму?
Почему метеориты могут достигать поверхности Земли?
Какое семейство астероидов может вызвать угрозу для Земли?
Чем отличается метеор от метеорита?
Хвост кометы обычно притягивается к Солнцу или отталкивается от него?
Почему комета может изменить свою орбиту?
Какой самый большой метеоритный кратер обнаружили на территории Украины?
Вычислите свой вес на астероиде 1709 Украина, который имеет диаметр 20 км. Плотность астероида 3 г/см 3 .

Каково ваше мнение относительно практического использования астероидов как источника полезных ископаемых?

Посчитайте количество метеоров, пролетающих по небосводу в течение 30 мин.

Ключевые понятия и термины:

Астроблема, астероид, болид, комета, метеор, метеорит, пояс астероидов, пояс Койпера, степень риска, хвост кометы, облако Оорта, ядро кометы.

Читайте также: