Два пояса астероидов кратко

Обновлено: 17.05.2024

В отличие от других участков Солнечной системы, пояс астероидов представляет собой область, в которой сконцентрировано наибольшее количество различных астероидных объектов и малых планет. На основании научных исследований, учёные пришли к выводу, что эти элементы появились во время формирования самой системы.

Некоторые интересные факты про пояс астероидов

Для того, чтобы выделить его от других похожих районов, часто называют главным поясом астероидов.
Кроме того, большим образованиям в нём принято давать имена в честь персонажей древнеримской мифологии.
Все объекты движутся по орбитам вокруг Солнца, в аналогичном направлении с планетами. Но их орбиты очень разные, они более вытянутые и имеют большие эксцентриситеты. Главным образом, на это влияет Юпитер своей гравитацией.
Помимо этого, они различаются по размеру. К примеру, диаметры могут быть от нескольких десятков метров до тысячи километров. На самом деле, крупных очень мало.
К тому же, в совокупности масса главного пояса составляет приблизительно 4% массы Луны. При этом половина принадлежит: Церере (1/3 от всей массы), Весте, Палладе и Гигее.
Вдобавок ко всему, в области присутствует большое количество мелкой космической пыли. Она формируется при столкновениях тел. Причём соединение астероидной и кометной пыли образует зодиакальный свет.

Зодиакальный свет — это слабое небесное свечение, находящееся в плоскости эклиптики и видимое в зодиакальных созвездиях. Отсюда собственно и название.

Где расположен пояс астероидов

Следует отметить, что главный пояс астероидов располагается между Марсом и Юпитером, если точнее то между их орбитами. Он находится на расстоянии 2,2-3,2 астрономических единицы от Солнца, а его протяжённость оценивается в одну астрономическую единицу, то есть 149598100+/-750 км.
Именно между Марсом и Юпитером астероиды сконцентрированы в наибольшем количестве.

Химический состав

Как известно, каждый межзвездный астероид обладает своим спектром. По сути, по нему определяют состав.
На самом деле, выделяют три основных спектральных класса:

С — углеродные.
S — силикатные.
М — металлические.

Чем отличается каждый из них, в принципе, понятно. Например, класс С (а это 75% всех тел) состоит преимущественно из простых углеродных соединений, а класс М отличается повышенным содержанием различных металлов и т.д.

Впрочем, состав и температура астероидных объектов зависит от их расстояния до Солнца, а также альбедо. Так, ближе всего к звезде располагаются каменные представители из безводных силикатов. Между тем, углеродные находятся значительно дальше.

По большому счёту, чем ближе к Солнцу, тем выше температура. Стоит отметить, что в результате вращения нагрев на дневной и ночной сторонах различаются.

Сколько астероидов в поясе астероидов

Уже открыли более 300 тысяч, а на самом деле в поле сосредоточено несколько миллионов.
Поскольку область занимает огромную площадь, то плотность распределения объектов небольшая. То есть они находятся на приличном расстоянии друг от друга, проще говоря сильно рассеяны на участке.

По данным астрономов, в нём содержится больше объектов, чем известно на данный момент. Из-за того, что они могут быть совсем крошечными, учёные считают их космическим мусором от формирования Солнечной системы. Более того, сейчас поиск таких космических элементов автоматизирован благодаря современным системам и приборам.
Однако особое внимание уделяют потенциально опасным для Земли телам. Также называемыми околоземными астероидами, сближающими с нашей планетой.

Гипотезы появления пояса астероидов

Безусловно, возникновение в относительно небольшом пространстве большого количества схожих между собой объектов, вызывает вопрос об их происхождении. Почему и как они появились, что их удерживает в одном месте?
В XIX веке господствовала теория появления пояса астероидов, по которой они являлись остатками гипотетической планеты Фаэтон . Предположительно, Фаэтон существовал между орбитами Марса и Юпитера, и разрушился при столкновении с кометой.
Однако подтверждений данной гипотезы нет. А вот противоречий в ней нашлось много. Например, различный химический состав астероидов указывает, что они произошли от разных тел. Тем более, для единичного разрушения необходимо огромное количество энергии, которого не хватило бы при ударе даже с очень большой кометой.
Вероятнее всего, главный пояс является не состоявшейся планетой. То есть из-за влияния гравитационных сил Юпитера частицы не смогли образовать одно целое. В результате получилось множество различных по составу и размеру объектов.

Главная гипотеза возникновения пояса астероидов основана на том, что он сформировался возле Юпитера. Как следствие, планетная гравитация постоянно воздействует на астероидные орбиты. А большое количество энергии, получаемой от Юпитера, влечёт их столкновения друг с другом. Но при этом они не способны образовать протопланету или другое космическое тело. Напротив, они разрушаются и формируют меньшие элементы.
Как считают учёные, после таких столкновений большая часть планетезималей рассыпалась на множество частей. В значительной мере их выбросило за границу Солнечной системы, поэтому поле астероидов имеет небольшую плотность. Собственно говоря, оставшиеся стали двигаться по вытянутым орбитам.
Более того, семейства и группы астероидов появились в результате их столкновений. Такие объединения включают в себя тела с похожими орбитами и составом.
В то же время, гравитационная сила Юпитера создаёт неустойчивые орбиты, возникают резонансы. Таким образом существуют участки, где почти нет астероидных объектов.

Планетезимали — это небесные тела возле протозвезды, которые формируются приращением мелких тел из частиц пыли протопланетного диска.

Итак, мы узнали где находится и проходит главный пояс астероидов. Что интересно, за относительно небольшой промежуток времени было открыто так много новых небесных образований.
Бесспорно, эта область привлекает к себе внимание, ведь там такое большое поле для изучения!

Пояс астероидов – это область в Солнечной системе, расположенная между орбитами Марса и Юпитера. Здесь находится большое количество космических объектов неправильной формы и малой массы. Другое название – главный пояс астероидов. Изучение этой области Солнечной системы представляет значительный интерес для астрономов.

Общие сведения

На сегодня известно свыше 300 тыс. разных астероидов. По мнению ученых, общее количество этих космических тел может превышать несколько миллионов. Они располагаются на большом расстоянии друг от друга, поэтому ни один летательный аппарат еще не сталкивался с мелкими телами нашей планетной системы.

Общая масса пояса астероидов в Солнечной системе – 3400 квадриллионов тонн. Треть ее приходится на крупнейший его объект – карликовую планету Цереру.

Астероиды, которые расположены ближе к Солнцу, отражают больше солнечного света, а в их составе меньше воды. Температура их поверхности медленно повышается по мере приближения к центральной звезде Солнечной системы.

Где расположен пояс астероидов

Многим интересно, где расположен главный пояс астероидов. Он находится между орбитами Марса и Юпитера. Радиус орбит этих космических тел колеблется от 2 до 3,37 астрономических единиц. Здесь располагается свыше 93% всех малых космических тел. Некоторые из них могут находиться несколько ближе или дальше этой границы.

Орбиты астероидов расположены в той же плоскости, что и земная. Хотя бывают исключения: например, орбита астероида Барселона наклонена более, чем на 30 градусов. Ближайшие тела пояса астероидов совершают оборот вокруг Солнца примерно за 3 года, хотя есть и такие, которым для этого нужно потратить вдвое больше времени, так как они вращаются медленнее.

Структура пояса астероидов

Длина пояса астероидов – приблизительно одна астрономическая единица. Все это пространство делится астрономами на три зоны с различными характеристиками.

Внутреннее кольцо области Солнечной системы, где сконцентрировано больше всего астероидов, формируется самыми близкими к Марсу небесными телами. Внешний же астероидный пояс находится несколько ближе к Юпитеру.

Состав пояса

В составе пояса астероидов приблизительно 200 малых космических тел, которые имеют диаметр свыше 100 км. Еще около 1000 подобных объектов имеют в диаметре более 15 километров.

Самые большие объекты пояса астероидов

Самый большой объект пояса астероидов – Церера. Она причисляется к карликовым планетам, вращающимся вокруг Солнца. Диаметр Цереры – 926 км, и на нее приходится около трети всей массы пояса астероидов. Интересно, что Церера имеет мантию и каменное ядро. Когда она подходит ближе к Солнцу, у нее образуется атмосфера, которая состоит из водяного пара.

Цереру нельзя увидеть невооруженным глазом, так как она отражает только 5 процентов солнечного света, попадающего на ее поверхность.

Веста – второй крупный объект рассматриваемого участка Солнечной системы с диаметром 526 км. Масса – около 9% от всех астероидов. Благодаря тому, что Веста отражает около 42% попадающего на поверхность солнечного света, ее можно увидеть невооруженным глазом, даже без бинокля.

Ещё один крупны астероид – Паллада. Ее диаметр – 512 км. Наклон оси этого объекта – 34 градуса, что является необычным для таких космических тел.

Другой крупный астероид – Гигея. Ее диаметр составляет 431 км, масса – около 3% от всех астероидов. Из-за низкого альбедо (0,07) его нельзя увидеть невооруженным глазом.

Семейства и группы пояса астероидов

Все малые тела, вращающиеся вокруг Солнца, делятся на несколько больших классов.

Класс С – это темные углеродосодержащие астероиды.
Класс S – светлые космические тела, которые состоят из кремния.
Класс М – металлические объекты.

Существуют тела более редких классов, однако их присутствие в главном поясе незначительно. Углеродистые тела, имеющие класс С – это самые распространенные объекты в поясе астероидов: на них приходится 75% всех малых космических тел. Их сложно обнаружить, так как они отражают небольшое количество света, исходящего от Солнца.

Силикатные объекты иначе называются каменными. Они отражают значительно больше солнечного света. Крупнейший астероид такого класса – это Юнона с диаметром 234 километра.

Доля космических объектов класса М составляет примерно 10% всех малых тел. На сегодняшний день ученые не могут точно назвать состав астероидов этого класса. Они отражают от 10 до 19 процентов солнечного света.

Примерно треть пояса астероидов Солнечной системы входят в семейства. Астрономы объединяют их по сходству в эксцентриситете, наклону орбиты и проч. Наиболее распространенные семейства такие.

Загадочный Фаэтон

Фаэтон – это один из самых таинственных объектов Вселенной. Согласно гипотезе, орбита этой планеты находилась между Марсом и Юпитером. По невыясненным причинам она распалась или разрушилась в результате космической катастрофы.

В 18 веке ученые – Боде и Тициус обнаружили, что расстояния всех известных на то время планет подчиняются особой закономерности, названной впоследствии правилом Тициуса – Боде. Оно математически описывает расстояния между планетами Солнечной системы. И в этой последовательности должна быть планета между Марсом и Юпитером.

Если предположить, что Фаэтон когда-то и был в составе Солнечной системы, то он должен весить примерно 3 квинтиллиона тонн (3х1018). Диаметр этого гипотетичного объекта может составлять от 3,5 до 6,8 тыс. км. Предположительно, планета должна быть на расстоянии 2,8 астрономических единицы от центральной звезды Солнечной системы.

Гипотетические причины исчезновения планеты – это гравитация Юпитера или активные процессы, происходящие внутри ее ядра.

Происхождение пояса астероидов

Принято считать, что рассматриваемый участок Солнечной системы – это скопление протопланетного вещества. Современные исследования говорят, что в области между Марсом и Юпитером никакая планета не могла образоваться. Причина этому – мощнейшее гравитационное воздействие планеты-гиганта.

Первые догадки о происхождении главного пояса астероидов стали появляться еще в начале 19 века. Астроном Ольберс предположил, что эти космические тела могут быть осколками Фаэтона. А закон Тициуса-Боде говорит о том, что между орбитами Юпитера и Марса непременно должна быть еще одна планета.

Современная гипотеза о происхождении мелких небесных тел состоит в том, что он возник в результате мощной силы приятжения Юпитера. На начальных этапах формирования планет на больших орбитах начали формироваться планетезимали. После соединения они и образовали планеты.

Предположительно, что зародыш Юпитера образовывался намного быстрее, чем планетезимали. В определенный момент времени сила притяжения Юпитера препятствовала процессу образования единой планеты из планетезималей. Из-за их разгона и сформировался главный пояс. В момент образования этих тел выделилось огромное количество энергии.

Планетезимали начали разрушаться примерно 4 или 4,5 млрд. лет назад. Предположительно, что на сегодняшний день между орбитами Марса и Юпитера находится только одна тысячная доля вещества по сравнению с изначальным количеством.

Обнаружение пояса астероидов

Первые поиски планеты между Марсом и Юпитером начались в 1787 году астрономом Ф. Ксавером. В 1801 г. астроном Дж. Пиацци открыл крупнейшую из малых планет – Цереру. До 1845 г. было открыто всего 5 астероидов.

В конце 19 века астроном М. Вольф открыл метод астрофотографии (фотографирование неба с большой выдержкой). На снимках астероиды оставляли большой след. Это и поспособствовало открытию главного пояса астероидов.

Современные исследования

С запуском космических аппаратов стало возможным подробное исследование мелких космических объектов. Для этого их фотографируют с помощью космических зондов. Так, зонд NEAR Shoemaker был специально создан для исследований крошечных космических объектов. С его помощью удалось подробно исследовать орбиту крошечной планеты Эрос.

Станция DAWN исследует главный астероидный пояс. Удалось получить около 70 тысяч высококачественных фото объектов этого участка Солнечной системы.

Пояс астероидов расположен в Солнечной системе между орбитами Юпитера и Марса. Он насчитывает несколько сотен тысяч астероидных тел. Сегодня ученые знают, что это остатки протопланетного вещества. Многочисленные мифы и догадки об этих космических телах заставляют людей верить, что в этом поясе могла находиться некая таинственная планета. Изучение этой области имеет большие перспективы, так как помогает обнаружить потенциальные угрозы для земной цивилизации.

Солнечная система состоит не только из Солнца и планет, вращающихся вокруг него. Есть ещё и сотни тысяч астероидов. Так называют небесные тела, вращающиеся около звезды, но из-за малости размеров имеющие несферическую форму. Обычно к астероидам относят только те объекты, чей линейный размер превышает 30 м – меньшие тела именуются метеороидами.

Большинство астероидов Солнечной системы располагается в нескольких областях. Одна из них и называется поясом астероидов, или главным поясом астероидов. Помимо этого крупными скоплениями являются:

пояс Койпера;
область рассеянного диска;
облако Оорта.
Есть и второстепенные скопления – троянские астероиды Юпитера, кентавры и т. п.

Где расположен пояс астероидов?

Главный пояс располагается между Марсом и Юпитером. Радиус орбит большинства астероидов составляет 2,06-3,27 а.е. В этом интервале расположено более 93% астероидов. Впрочем, отдельные семейства астероидов могут располагаться на дистанции от 1,78 до 4,2 а.е от светила.

Астероидные орбиты располагаются примерно в той же плоскости, что и земная орбита. Среднее отклонение от этой плоскости не превышает 4°, хотя, например, у астероида Барселона орбита наклонена под углом в 32,8°.

У находящихся на близких орбитах астероидов почти совпадают и периоды обращения вокруг Солнца. Самые близкие к светилу астероиды совершают полный оборот за 3,5 года, а самые удаленные тратят на это 6 лет.

Физические характеристики

Некоторые думают, что пояс астероидов – это очень плотное скопление небесных тел, но это не так. На 2020 год известно более 300 тысяч астероидов, образующих этот пояс, а общее их количество может превышать несколько миллионов. Однако из-за большой протяженности пояса они находятся друг от друга на огромном расстоянии. Ни один космический аппарат, проходивший через этот пояс, ни разу не столкнулся с каким-нибудь объектом. Более того, вероятность такого столкновения или даже случайного сближения зонда с астероидом меньше одной миллиардной.

Суммарная масса всех небесных тел в главном поясе оценивается в 3,4•10 21 кг, что в 1600 раз меньше массы Земли. При этом треть этой массы приходится на один объект – Цереру. Это карликовая планета, ранее считавшаяся наикрупнейшим астероидом.

Температура у поверхности астероидов также зависит от дистанции до Солнца. На расстоянии 2,2 а.е. от звезды температура составляет – 73° С, а на дистанции 3,2 а. е. она падает до – 108° С.

Состав

Всего в поясе насчитывается примерно 200 астероидов, чей диаметр (или наибольший линейный размер) превышает 100 км. Ещё 1000 объектов имеют размер более 15 км. Средняя звездная величина астероидов равна 16. Только один астероид, носящий имя Веста, можно увидеть с земли невооруженным взглядом.

Все астероиды можно разделить на несколько больших групп, или спектральных классов. Крупнейшими из них являются:

класс С – сюда входят темные астероиды, состоящие из углерода;
класс S – светлые астероиды, состоящие из кремния.
класс M – металлические астероиды.

Существуют и другие, более редкие классы (классы B, Е, Р, А, D и т. д.). Иногда астероид нельзя строго отнести к одному классу, и тогда считается, что он имеет смешанный тип, который обозначается двумя буквами, например CG.

К классу С относится более 75% всех астероидов. Они отличаются темным цветом (со слабым красным оттенком) и поэтому их отражающая способность невелика. Их альбедо находится в диапазоне от 0,03 до 0,1, то есть они отражают лишь 3-10% падающего света. Из-за этого астероиды класса С сложно обнаружить, поэтому в реальности их доля в главном поясе может быть существенно выше 75%. В составе этих небесных тел помимо углерода присутствует вода, поэтому их можно обнаружить с помощью наблюдений в диапазоне инфракрасного излучения. Крупнейший астероид этого класса – Гигея, чей диаметр оценивается в 434 км.

Астероиды класса S состоят из силикатов (то есть обычных камней) и железа. Их доля в главном поясе оценивается примерно в 17%. Иногда такие астероиды называют каменными. Альбедо этих объектов находится в диапазоне 0,1-0,22. Крупнейшим каменным астероидом считается Юнона, чей диаметр составляет 234 км. Большинство каменных астероидов сосредоточено во внутренней, наиболее приближенной к Солнцу части главного пояса.

Доля астероидов класса М составляет 10%, они преимущественно располагаются в центре главного пояса. Предполагается, что металлические астероиды образовались при столкновении планетезималей и являются фрагментами их ядер. Стоит отметить, что ученые не уверены в том, что металлические астероиды состоят именно из металлов. Дело в их слишком малой плотности. Это означает, что либо астероиды класса М по своему составу подобны астероидам иных классов, либо в их внутренней структуре есть много полостей. Альбедо металлических астероидов находится в пределах от 0,1 до 0,19, то есть они обладают умеренной отражающей способностью.

Происхождение

Первые версии о происхождении главного стали появляться в 1802 г., когда и были обнаружены первые объекты, относящиеся к нему. Тогда Г. Ольберс предположил, что они являются осколками планеты Фаэтон, которая погибла из-за какого-то космического катаклизма. Эта теория подтверждалась правилом Тициуса–Боде, утверждавшим, что между Марсом и Юпитером должна существовать ещё одна планета.

В дальнейшем выяснилось, что масса вещества в главном поясе меньше массы Луны в 25 раз. Такой массы явно недостаточно для формирования планеты. Современная гипотеза предполагает, что главный пояс возник из-за мощной гравитации Юпитера. Когда в Солнечной системе только начинался процесс синтеза планет, на некоторых орбитах постепенно формировались всё более крупные тела – планетезимали. Именно они, соединившись, и формировали планеты.

Разрушение планетезималей началось где-то 4-4,5 млрд лет назад. С тех пор большая часть вещества, находившаяся в главном поясе, покинула его. Считается, что сегодня в главном поясе располагается лишь тысячная доля того вещества, изначально там располагавшегося. Это значит, что на данной орбите могла сформироваться полноценная планета, по размерам близкая к Земле.

Открытие

Ещё два небесных тела, Юнона и Веста, были найдены в 1804 и 1807 г. После этого наступила долгая пауза. Пятый астероид, Астрея, был найден только в 1845 г. Прогресс в конструировании телескопов привел к тому, что новые объекты стали открываться регулярно, и уже в 1868 г. было известно примерно о сотне астероидов.

Следующий шаг в исследовании пояса астероидов был связан с изобретением в 1891 г. М. Вольфом астрофотографии. Суть этого метода сводится к фотографированию неба с очень большой выдержкой. На полученной фотографии астероиды будут оставлять след в виде линии из-за своего движения по небосводу. Вольф смог в одиночку найти сразу 248 астероидов. В 1923 г. был открыт тысячный объект в поясе астероидов, получивший имя Пиацция.

Современные исследования

С началом космической эры стало возможно исследования астероидов с помощью космических аппаратов. Сначала астероиды сфотографировал зонд «Галилео, который снял астероиды Ида и Гаспра в 1993 г. С тех пор каждый аппарат, летящий в дальний космос, обязательно по пути пролетает и мимо какого-нибудь объекта в главном поясе и фотографирует его.

Первый космический зонд, созданный специально для исследования астероида – это NEAR Shoemaker. Его запустили в 1996 г., а в феврале 2000 г. он вышел на орбиту астероида Эрос. Удалось детально исследовать его химический состав, а также построить трехмерную модель небесного тела. В 2001 г. зонд осуществил посадку на Эрос и в течение двух недель исследовал его грунт на глубине до 10 см.

Следующий аппарат, исследовавший главный пояс – это станция DAWN. В 2011-2012 г. она исследовала астероид Веста, а с 2015 по 2018 г. – Цереру. В результате удалось получить почти 69 тысяч фотографий этих объектов и множество других данных.

Крупнейшие объекты пояса астероидов

Крупнейшее тело в главном поясе – это Церера. Она настолько велика, считается карликовой планетой, а не астероидом. Ее диаметр достигает 926 км, и на нее приходится 32% массы всего главного пояса. В отличие от астероидов, имеющих однородное строение, у Цереры есть каменное ядро и мантия, состоящая из водяного льда. Интересно, что у Цереры иногда появляется атмосфера. Это происходит тогда, когда она приближается близко к Солнцу.

Повышение температуры приводит к сублимации льда и появлению водяного пара, который и образует атмосферу. При удалении от Солнца Церера свою атмосферу теряет. Церера отражает лишь 5% солнечного света, и поэтому ее невозможно увидеть невооруженным взглядом.

Второе по массе тело – Веста. Её диаметр достигает 526 км, а ее масса оценивается в 9% от массы главного пояса. Это единственный астероид, который можно наблюдать без телескопа и бинокля, ведь он отражает 42% солнечного света. У южного полюса Весты есть огромный кратер. Он образовался при столкновении, при котором возникло целое семейство астероидов, двигающихся в непосредственной близости от Весты.

Третий по массе объект – это Паллада, на которую приходится 7% массы главного пояса. Диаметр Паллады оценивается в 512 км. Паллада отличается большим углом наклона собственной оси, который равен 34°. У других больших астероидов этот наклон меньше 10°.

Четвертый по размерам астероид – это Гигея, чей диаметр оценивается в 431 км. На него приходится 3% массы всего пояса. Это углеродный астероид, имеющий альбедо 0,07. У него также есть свое семейство астероидов, образовавшееся при столкновении Гигеи с крупным небесным объектом.

В 18 веке ученые могли составить примерную карту нашей Солнечной системы, изучив орбитальные пути планет. Отсюда появился закон Тиция-Боде, предсказавший пространственные промежутки между планетами. Четко вырисовывалось, что между Марсом и Юпитером наблюдается примечательный разрыв, привлекший внимание исследователей.

Обнаружение Пояса астероидов

Удивительно, что первый крошечный объект 1 января 1801 года заметил Джузеппе Пьяцци, который получил приглашение, но официально членом клуба еще не числился.

Сравнение Цереры (слева) и Тефия (справа)

Изначально он посчитал, что это комета, но стало ясно, что у нее нет комы. Он назвал находку Церера (фото выше) и предположил, что столкнулся с планетой. Через 15 месяцев Генрих Ольберс нашел второе тело в том же участке – 2 Паллада.

Астероиды внутренней системы и Юпитера: астероидный пояс в виде пончика находится между Юпитером и Марсом

В 1868 году существовал список из 100 астероидов, а с появлением фотографии в 1891 году удалось существенно увеличить количество. До 1921 года нашли 1000 объектов, в 1981 году – 10000, а в 2000-м – 100000. Современные системы применяют автоматические программы поиска.

Структура пояса Астероидов

Несмотря на распространенное заблуждение, главный пояс астероидов выступает по большей части пустым пространством, где объекты отдалены на большие дистанции. Но мы знаем о присутствии сотен тысяч астероидов, а общее число может приближаться к миллиону. Примерно 200 объектов в диаметре охватывают 100 км, а ИК-обзор показал 0.7-1.7 млн. астероидов с протяжностью в 1 км и больше.

Сравнение размеров некоторых астероидов главного Пояса

Пояс астероидов находится между Марсом и Юпитером на расстоянии 2.2-3.2 а.е. от Солнца и охватывает в протяжности 1 а.е. Общая масса достигает от 2.8 х 10 21 кг до 3.2 х 10 21 кг, что приравнивается к 4% лунной. Примерно половина массы уходит на 4 крупнейших объекта: Церера (1/3), 4 Веста, 2 Паллада и 10 Гигея.

Главную популяцию пояса иногда делят на три зоны, основанные на разрыве Кирквуда. Его наименовали в честь Даниэля Кирквуда, который в 1866 году нашел зазоры между орбитальными путями астероидов.

Зона I расположена между резонансами 4:1 и зазорами Кирквуда 3:1, что соответствует удаленности от Солнца на 2.6 а.е. и 2.5 а.е. Зона II продолжается от конца I до резонансной щели 5:2 (2.88 а.е.). Зона III идет от внешнего края II до зазора 2:1 (3.28 а.е.).

Главный пояс астероидов между планетами также делят на внутренний и внешний, где первый формируется приближенными к Марсу астероидами, а внешний ближе к орбитальному пути Юпитера. Астероиды с удаленностью в 2.06 а.е. от звезды можно воспринимать как внутреннюю границу.

Температура в поясе меняется в зависимости от удаленности от солнечных лучей. Для внутренних частичек градус понимается к -73°С при дистанции в 2.2 а.е. и до -108°С при 3.2 а.е.

Состав пояса Астероидов

Многие астероиды представлены скалистым материалом, но некоторые располагают железом и никелем. Остальные обладают примесями углеродов, льдом и летучими веществами.

Изображение Весты, полученное во время близкого прохода аппарата Dawn в 2011-м году

На территории пояса проживает три вида астероидов: С (углеродистые), S (силикатные) и М (металлические). С-тип богат на углерод, доминирует над внешними территориями и вмещает более 75% наблюдаемых объектов. По поверхностному составу соотносятся с углеродистыми медно-хондритовыми метеоритами, а спектры демонстрируют древнюю Солнечную систему.

S-тип чаще встречаются во внутренней части при удаленности в 2.5 а.е. от Солнца. Обычно представлены силикатами и некоторыми металлами. Полагают, что их материал изменился со временем из-за плавления и реформации. Можете изучить главные небесные тела в поясе астероидов Солнечной системы.

Основные объекты Пояса астероидов

(10 9 км 3 ) Масса

10 17 кг Плотность

М-типа представляют 10% от общего количества и наполнены железо-никелевым и силикатным соединениями. Есть предположение, что определенная часть могла появиться из металлических ядер дифференцированных астероидов.

Есть также редкая разновидность V-типа (базальтовые). В 2001 году предположили, что большая часть базальтовых астероидов произошла от Веста. Но потом выяснили, что они отличались по составу. Считается, что их должно быть много, но 99% предсказанных объектов просто отсутствуют.

Семейства и группы пояса Астероидов

Примерно 1/3 небесных тел в поясе астероидов входит в семейства. Они делятся по сходству в орбитальных особенностях, вроде эксцентриситета, орбитального наклона и прочих спектральных признаков. Могли сформироваться при столкновении с более крупными объектами, которые позже распались на мелкие тела.

Художественная концепция создания астероидных семей

Среди наиболее известных семейств стоит вспомнить группы Флоры, Эвномы, Корониса, Эоса и Темис. Семья Флоры считается одной из крупнейших и вмещает более 800 объектов. Могла появиться из-за удара миллиард лет назад. Находится во внутренней области пояса. Объекты относятся к S-типу и составляют 4-5% от общего астероидного количества.

В Эвноме проживают тела S-типа. Наименование взято от богини права и порядка. Тела находятся в промежуточном поясе и охватывают 5%. Примерно 300 астероидов живет в Коронисе. Среди них крупнейшим выступает 208 Лакримоса, простирающийся на 41 км.

Семья Эоса отдалена на 2.96-3.03 а.е. и появилась после удара 1-2 млрд. лет назад. Включает 4400 участников, напоминающих S-тип. Но ИК-анализ показывает отличия, поэтому отнесли в собственную категорию (К).

Наблюдаемые астероиды демонстрируют кратерные поверхности

Группа Темис расположена на внешней территории пояса при удаленности в 3.13 а.е. Среди объектов примечательным кажется 24 Темис, относящийся к С-типу. Крупнейшим считается Веста, а одноименное семейство сформировалась из-за столкновений.

Также в астероидном поясе можно найти пылевые линии с радиусами частичек до нескольких сотен микрометров. Мелкий материал создается при астероидных столкновениях. Есть три линии с похожими орбитальными наклонами.

Происхождение Пояса Астероидов

Изначально полагали, что астероидный пояс – результат уничтожения крупной планеты, расположенной между Марсом и Юпитером. Эту теорию предложили Г. Олбдерс и У. Гершель. Но ее отбросили.

Художественная интерпретация ранней Солнечной системы, где столкновения частичек в аккреционном диске вызвало формирование планетезималей

Прежде всего, для уничтожения планеты потребуется огромное количество энергии. К тому же, факт в том, что весь астероидный объем по массе достигает всего лишь 4% лунной. Да и сами объекты отличаются по химическому составу.

Сегодняшний вывод состоит в том, что астероиды выступают остаточным материалом ранней Солнечной системы и они никогда не были частью планеты. В первые миллионы лет, когда гравитационная аккреция привела к планетному формированию, скопления материала слились в крупные объекты. Но на территории астероидного пояса планетезимали поддались мощной гравитации Юпитера и не смогли слиться.

Но не стоит воспринимать астероиды как первоначальный материал системы. Они прошли сквозь длительный эволюционный этап (внутреннее нагревание, поверхностное таяние от столкновений и космическое выветривание). Поэтому современный пояс вмещает лишь незначительную массу изначального.

Изучение пояса Астероидов

Астероиды рассредоточены в пространстве, поэтому аппараты путешествуют по поясу астероидов между Марсом и Юпитером без повреждений. Вероятность столкновения: 1 к миллиарду.

Космический корабль Dawn прибывает к астероиду Веста

В 1972 году Пионер-10 стал первым аппаратом, пролетевшим сквозь астероидный пояс на пути к Юпитеру. На тот момент боялись, что осколки могут повредить корабль. Но он, вместе с 11-й миссией, прошел успешно. Далее были Вояджеры-1 и 2, Уллис, Галилео, NEAR, Кассини, Звездная Пыль, Новые Горизонты, Розетта и Dawn.

По большей части эти миссии предназначались для исследования внешней системы и ее объектов. Конкретно за астероидами следили Dawn, NEAR и Хаябуса. Dawn полетел к Веста в 2011-2012 гг. и потом направился к Церере.

В будущем рассматривают возможность использовать астероиды как ресурсы – драгоценные металлы, материалы и летучие вещества. Некоторые даже строят планы по колонизации крупных объектов.

Читайте также: