Планеты и астероиды кратко и понятно

Обновлено: 05.07.2024

В этой статье мы изучим малые тела солнечной системы, их происхождение и классификацию. Астрономия из непонятной науки постепенно превратится в увлекательное путешествие по Солнечной системе!

Ночное небо скрывает в себе множество загадок и тайн. Звезды, планеты, спутники, кометы, яркие росчерки метеоритов — что-то из небесных явлений можно наблюдать невооруженным глазом, для других нужен телескоп. И хотя об авторе изобретения телескопа не прекращаются споры, значение этого прибора для исследования космоса огромно.

астероиды,
карликовые планеты,
кометы,
метеоры, болиды, метеориты.

АСТЕРОИДЫ. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

В XVIII веке два астронома, Тициус и Боде, вывели правило, которое впоследствии было названо их именами. Следуя данному постулату, расстояние между существующими планетами Солнечной системы увеличивается в геометрической прогрессии и на расстоянии 2.8 астрономических единиц от Солнца должна находиться неизвестная планета.

С открытием Урана на расстоянии в 19.2 астрономических единицы от Солнца, вычисленному согласно правилу Тициуса – Боде, ученые утвердились в своем предположении и активно занялись поисками пропавшей планеты.

ЛЕГЕНДА О ФАЭТОНЕ

Но в отличие от древних легенд и мифов современные ученые считают, что пояс астероидов — это не останки разрушенной планеты, а скопление протопланетного вещества, которому гравитационное поле массивного Юпитера не позволило сформироваться в полноценную планету.

АСТЕРОИД. ОПАСНОСТЬ РЕАЛЬНАЯ ИЛИ МНИМАЯ?

Астероид — это небольшое планетоподобное тело диаметром более 10 м, имеющее собственную орбиту движения вокруг Солнца.

В настоящее время в поясе астероидов в Солнечной системе насчитывается около 800 000 космических объектов, для 500 000 из них вычислены орбиты и присвоены номера, около 21 000 имеют имена собственные.

КАРЛИКОВЫЕ ПЛАНЕТЫ

В 2006 году на Генеральной ассамблее Международного астрономического союза введен новый класс объектов Солнечной системы — карликовая планета.

Согласно определению, данный тип планеты должен соответствовать следующим параметрам:

обладает гидростатическим равновесием, о чем свидетельствует его сферическая форма;
не способен удалить другие малые тела с орбиты, подобной собственной;
не является чьим-либо спутником;
вращается по собственной орбите вокруг Солнца.

В настоящее время ученые-астрономы выделяют пять карликовых планет. Это Плутон, Церера, Макемаке, Эрида, Хаумеа.

КОМЕТЫ

Составные части кометы:

голова, которая состоит из ядра и комы,
хвост — пылегазовый шлейф за кометой, появляющийся при приближении кометы к Солнцу и видимый благодаря рассеиванию солнечного света в кометном веществе.

Кометы делятся на короткопериодические (период обращения до 200 лет) и долгопериодические (период обращения более 200 лет).

Наиболее исследованной кометой Солнечной системы является комета Галлея. Благодаря исследованиям Ньютона ученые научились рассчитывать орбиты комет. В своих расчетах Эдмон Галлей определил орбиты нескольких комет, появлявшихся ранее, установил, что несколько из них очень похожи, и предположил, что это одна и та же комета с периодом обращения около 76 лет.

Эту комету наблюдали в 1531, 1607 и 1682 гг. И когда в 1758 году, уже после смерти ученого, комета появилась на небе вновь в предсказанное исследователем время, ее назвали именем Галлея.

Последнее появление кометы Галлея в 1986 году стало одним из разочарований астрономов, поскольку Солнце закрыло от землян перигелий кометы — точку, когда комета максимально ярка, а хвост имеет максимальную длину. Теперь с нетерпением астрономы ждут 2061 год, когда ожидается самое зрелищное возвращение кометы.

МЕТЕОРЫ. БОЛИДЫ. МЕТЕОРИТЫ

Любители загадать желание вооружаются биноклями и смотрят на ночное небо в надежде увидеть падающую звезду. И космос не подводит: в ясные ночи то там, то здесь яркий след прочерчивает звездное небо.

Сейчас даже школьник младших классов скажет, что это сказочное действо всего лишь падающий и сгорающий в атмосфере метеороид. А в древности это необычное явление природы повергало людей в трепет. Иногда небо особенно щедро на падающие звезды. И это значит, что Земля проходит через метеорный поток.

В чем же разница между метеором, болидом, метеоритом, метеороидом?

Метеороид, или метеорное тело, — мелкие камешки, части астероидов, песчинки попадающие в атмосферу Земли.

Метеор — это явление. Тот самый яркий росчерк на ночном небе или след от проходящего в атмосфере Земли метеороида.

Болид — особенно яркий метеор. Его яркость по шкале звездных величин более −4 m .

Одним из крупнейших болидов, падение которого можно было наблюдать днем, был Бенешов, светимость которого равна −21 m звездной величины. Чтобы представить яркость явления, следует вспомнить, что яркость Луны равна −21 m , а Солнца −26 m

Метеорит — космическое тело, не сгоревшее полностью в атмосфере и упавшее на Землю.

Иногда метеороиды не сгорают в атмосфере полностью, а падают на Землю, принося с собой космический металл. Отчаянные смельчаки научились обрабатывать метеоритное железо еще в эпоху бронзового века, задолго до того, как человек научился выплавлять руду.

Металл из космоса обрастал легендами и считался даром богов, а оружие, сделанное из него, — священным, лишь вожди, фараоны и шаманы достойны были владеть клинками из такого железа.

Малые тела Солнечной системы — это космические объекты, которые по своим характеристикам не могут быть отнесены к карликовым планетам, планетам или их спутникам.

К малым телам относят кометы, болиды, метеориты, астероиды, кентавры, дамоклоиды, межпланетный газ, пыль.

Сейчас для малых тел в астрономии не определены нижние границы по размерам или массе. Но предполагается, что в ближайшее время будет проведена такая градация: согласно заявлению Королевского астрономического сообщества Великобритании, небесные объекты с диаметром от 0,1 мм до 30 м будут считаться метеороидами, а все, что меньше — будет выведено из понятия малых тел, станет расцениваться как отдельные атомы, пыль или молекулы газа.

Кометы, болиды и метеоры

Кометы — это маленькие космические тела, вращающиеся вокруг Солнца по конической орбите.

Приближаясь к Солнцу, комета может образовывать хвост и кому из пылегазового облака. В этом случае ее состав можно представить в виде единства трех частей:

Ядра — главной твердой части, на которую приходится почти вся масса кометы.
Комы — светлой туманной оболочки, окружающей ядро.
Хвоста — слабо светящейся полоски, появляющейся под действием солнечного ветра.

Хвосты комет крайне редко имеют четкую форму. Чаще их очертания изменчивы и почти прозрачны.

На сегодня астрономам удалось зафиксировать 6339 комет, расположенных рядом с планетами или во внутренней области Солнечной системы.

Метеоры — это явления свечения, возникающие при сгорании метеоритных тел при прохождении ими земной атмосферы.

Самые яркие метеоры, а также имеющие ярко выраженные угловые зоны, носят название болидов.

Метеоритные тела, провоцирующие явления свечения, могут иметь массу от сотен грамм до десятков тонн и врываются в атмосферу Земли со скоростью от 11 до 73 км/с. Их полет иногда сопровождается нарушением радиосвязи или глухим свистящим звуком.

Астероиды

Астероиды — это небольшие небесные тела, уступающие по размерам и массе планетам, имеющие неправильную форму, лишенные атмосферы, обращающиеся вокруг Солнца.

В современной теории существует классификация астероидов по:

особенностям орбит;
спектральным классам;
геометрическим параметрам.

Ранее ученый, открывший астероид, мог выбрать ему имя исключительно из греческой и римской мифологии. Сейчас малые небесные тела можно называть любыми именами, словами. При этом получить название может только тот астероид, орбита которого является точно рассчитанной.

Карликовые планеты

До недавнего времени к категории малых небесных тел относили еще один вид объектов — карликовые планеты. Сейчас они образуют отдельную категорию.

Карликовая планета — это космическое тело, не являющееся спутником, не способное освободить свою орбиту от других объектов, вращающееся вокруг Солнца, обладающее достаточной для поддержания сферической формы массой.

Ученые предполагают, что карликовыми планетами могут считаться более 40 обнаруженных к сегодняшнему дню небесных тел. Но официально признанные можно перечислить по пальцам — это Плутон, Хаумеа, Эрида, Макемаке, Церера.

Первые четыре относятся к числу транснептуновых объектов. Церера одновременно является карликовой планетой и самым большим астероидом.

Межпланетная пыль, газ

Межпланетная пыль — это космическая пыль, размеры частиц которой варьируются от 2–3 молекул до 0,2 мкм.

Наиболее кратким способом состав пыли можно отобразить так:

кометная пыль;
астероидная пыль;
пыль из пояса Койпера — области, расположенной за орбитой Нептуна.

Также сравнительный анализ характеристик частиц позволяет предполагать наличие в составе межзвездной пыли, проходящей через территорию Солнечной системы.

Межпланетная пыль занимает незначительную часть космического пространства. Если перевести ее количество в проценты, то получится, что на ее долю приходится только одна единица. Остальные 99 заняты межзвездным газом.

Максимальная концентрация межпланетного газа фиксируется в отдаленных областях Солнечной системы. А по мере приближения к Солнцу величина снижается.

Плотные образования из газа и пыли составляют туманности. Они хорошо видны, поэтому доступны для наблюдений и исследований.

При ответе на вопрос о составе газа астрономы распределяют содержащиеся в нем вещества в следующем соотношении: 89% — водород, 9% — гелий, 2% — азот и кислород в разных пропорциях.

Пояс астероидов в представлении художника. В реальности небесные камни редко собираются в столь тесные группы — их разделяют сотни тысяч километров.

Астероидами Солнечной системы считаются небесные тела, с диаметром превышающим 30 метров, которые двигаются вокруг Солнца, обладают неправильной формой и не имеют атмосферы. Вместе с этим у астероидов могут быть собственные спутники.

Возникновение термина

До 2006-го года к астероидам относили также некоторые карликовые планеты вроде Цереры.

Образование

Астероиды представляют собой небесные тела, которые были образованы за счет взаимного притяжения плотного газа и пыли, вращающихся по орбите вокруг нашего Солнца на раннем этапе его формирования. Некоторые из таких объектов, вроде астероида Лютеция, достигли достаточной массы, чтобы сформировать расплавленное ядро. В момент достижения Юпитера своей массы, большая часть планетозималей (будущих протопланет) была расколота и выброшена с изначального пояса астероидов между Марсом и Юпитером. В эту эпоху сформировалась часть астероидов за счет столкновения массивных тел в пределах воздействия гравитационного поля Юпитера.

Классификация по орбитам

Астероиды классифицируются по таким признакам как видимый спектр отражения солнечного света и характеристики орбит.

Семейство астероидов Ефросины в инфракрасном спектре

Согласно характеристикам орбит астероиды объединяют в группы, среди которых могут выделять семейства. Группой астероидов считается некоторое число таких тел, характеристики орбит которых схожи, то бишь: полуось, эксцентриситет и орбитальный наклон. Семейством астероидов следует считать группу астероидов, которые не просто движутся по близким орбитам, но вероятно являются фрагментами одного большого тела, и образованы в результате его раскола.

Наиболее крупные из известных семей могут насчитывать несколько сотен астероидов, наиболее компактные же – в пределах десяти. Примерно 34% тел главного пояса астероидов являются членами семей астероидов.

В результате образования большинства групп астероидов Солнечной системы, их родительское тело было уничтожено, однако встречаются и такие группы, родительское тело которых уцелело (например Веста).

Размеры астероида Веста и карликовой планеты Церера

Классификация по спектру

Группа углеродных астероидов или C-группа. Представители данной группы состоят по большей части из углерода, а также из элементов, которые входили в состав протопланетного диска нашей Солнечной системы на первых этапах ее формирования. Водород и гелий, а также другие летучие элементы практически отсутствуют в углеродных астероидах, однако возможно наличие различных полезных ископаемых. Другой отличительной чертой подобных тел является низкое альбедо – отражающая способность, что требует использования более мощных инструментов наблюдения, нежели при исследовании астероидов других групп. Более 75% астероидов Солнечной системы являются представителями C-группы. Наиболее известными телами данной группы есть Гигея, Паллада, и некогда — Церера.
Группа кремниевых астероидов или S-группа. Астероиды такого типа состоят в основном из железа, магния и некоторых других каменистых минералов. По этой причине кремниевые астероиды также называются каменными. Такие тела имеет достаточно высокий показатель альбедо, что позволяет наблюдать за некоторыми из них (например Ирида) просто при помощи бинокля. Число кремниевых астероидов в Солнечной системе составляет 17% от общего количества, и они наиболее распространены на расстоянии до 3-х астрономических единиц от Солнца. Крупнейшие представители S-группы: Юнона, Амфитрита и Геркулина.

Эрос, представитель астероидов класса S

Группа железных астероидов или X-группа. Наименее изученная группа астероидов, распространенность которых в Солнечной системе уступает двум другим спектральным классам. Состав таких небесных тел еще недостаточно хорошо изучен, однако известно, что большинство из них имеют в своем составе высокий процент металлов, иногда никель и железо. Предполагается, что данные астероиды являются осколками ядер некоторых протопланет, формировавшихся на ранних этапах образования Солнечной системы. Могут обладать как высоким, так и низким показателем альбедо.

Крупные астероиды

Астероид Церера — самый крупный в поясе астероидов. С 2006 года его считают карликовой планетой. Имеет сферическую форму, кора состоит из водяного льда и минералов, а ядро из камня.

Астероид Паллада — богат кремнием, его диаметр 532 км.

Астероид Веста — самый тяжелый астероид имеет диаметр 530 км. Ядро из тяжелого металла, кора из скальных пород.

Астероид Гигея — самый распостраненный тип астероида с углеродистым содержимым. Диаметр 407 км.

Астероид Интерамния — относится к астероидам редкого спектрального класса F. Диаметр 326 км.

Астероид Европпа — имеет вытянутую орбиту, диаметр составляет 302,5 км. Имеет пористую поверхность.

Астероид Давида — диаметр от 270 до 326 км.

Астероид Сильвия — имеет как минимум два спутника. Его диаметр 232 км.

Астероид Гектор — размер составляет 370 × 195 × 205 км с формой похожей на арахис. Состоит из скальных пород и льда.

Астероид Евфросина — размер от 248 до 270 км.

История открытий астероидов

В 1766 году немецкий математик Иоганн Тициус вывел формулу, которая позволяет посчитать приблизительные радиусы орбит планет Солнечной системы. Работоспособность этой формулы была подтверждена после открытия Урана в 1781 году, радиус орбиты которого совпадает с предсказанным значением. Позже была сформирована группа астрономов, которая занималась поиском планеты, орбита которой пролегала между Юпитером и Марсом.

Таким образом, астрономы наткнулись на большое количество разных небесных тел, которые, тем не менее, нельзя было причислить к планетам. Среди них оказались такие астероиды как Паллада, Юнона и Веста. Примечательно, что первым открытым астероидом являлась Церера, которую к тому же обнаружил итальянский ученый Джузеппе Пиацци, не числящийся в вышеупомянутой группе астрономов.

Церера, снимок зонда Dawn

Потерпев неудачу в поиске планеты между Юпитером и Марсом, астрономы опустили руки. Однако спустя некоторое время пояс астероидов стал привлекать все больше ученых, благодаря которым сегодня известно более 670 000 астероидов, 422 00 из которых имеют собственный номер, а 19 000 — имена.

Исследование астероидов сегодня

Поводов для проведения исследований астероидов, вообще говоря, — всего два. Первый – это значимый вклад в фундаментальную науку. Благодаря подобным исследованиям у человечества формируется понимание устройства Солнечной системы, а также ее образования, структуры; понимание поведения Вселенной и ее составных. Астрономы активно изучают, что такое астероид и состав, чтобы понять их природу. Все вышесказанное не дает определенного понимания пользы от изучения этих небесных тел, поэтому приведем следующий пример.

Точки возможного падения астероида Апофис — ближайшей астероидной угрозы Земле

Модель формирования современных земных природных условий предусматривает возникновение воды на поверхности нашей планеты. Однако, как известно, на первых этапах своей эволюции Земля была слишком разогрета, чтобы после остывания на ней остались запасы воды. Предполагалось, что вода была позже занесена кометами, но благодаря последним исследованиям состава их воды, оказалось, что вода в кометах слишком отлична от земной. В 2010-м году на одном из крупнейших астероидов главного пояса – Фемиде, ученые обнаружили лед. Это позволяет предположить, что вода на Землю была занесена астероидами. Кроме того, на Фемиде также нашли углеводороды и некоторые молекулы, которые могли бы послужить зачатию жизни на Земле.

Второй повод для изучения астероидов, более актуален для рядовых жителей планеты Земля – это возможная угроза со стороны этих космических тел. О том, что может произойти при падении астероида на Землю можно узнать из множества фильмов-катастроф. Поэтому во избежание подобных ситуаций астрономы пристально следят за астероидами, опасными для землян. Одним из таких объектов является Апофис, диаметр которого примерно 325 м. Для сравнения, диаметр Челябинского метеорита – 17 метров. В 2029-м году траектория Апофиса будет проходить вблизи Земли (на высоте 35 000 км), в 2036-м году и вовсе не исключена вероятность столкновения.

Общество

Астероиды это достаточно миниатюрные по космическим меркам тела. Это может быть и камень размером с кулак, и довольно крупное образование до нескольких сотен километров в диаметре. Если больше это уже малая планета (к ним относится, например, Плутон).

Что такое астероид?

Точно посчитать количество астероидов, вращающихся вокруг Солнца, невозможно. Основная сложность в их чрезвычайно малом для наблюдения размере. Только между Марсом и Юпитером специалистами открыто порядка 750 тысяч малых небесных тел, которые составляют хорошо известный Пояс астероидов. Один из крупнейших объектов в это части Солнечной системы Церера, которую иногда называют карликовой планетой. Ее диаметр 940 километров.

Если астероидов так много, то почему они не сталкиваются с Землей?

Куда чаще астероиды вообще не успевают долететь до Земли: входя на высокой скорости в атмосферу планеты, они быстро разогреваются и попросту взрываются, разлетаясь на мелкие осколки. Другие объекты и вовсе обходят нас стороной, хотя гравитационное поле Земли нередко меняет их траекторию.

Что будет, если астероид столкнется с Землей?

Астероиды навевают ужас на все человечество с момента их открытия. И не зря. Астрономы давно говорят: не надо спрашивать, возможно ли это, надо думать, когда это случится. В NASA и Европейском космическом агентстве посчитали, что в 2022 году к Земле приблизится опасный астероид 65803 Дидим и его спутник Дидимун. Диаметр Дидима около 780 метров, а Дидимуна примерно 170 метров. Меньший из них вращается вокруг большего раз в 11,9 часа, а расстояние между ними всего 1100 метров.

Последний раз крупное столкновение астероидов с Землей произошло, а, точнее, закончилось на территории России. В 2013 году на высоте 30 км метеорит (осколок крупного астероида) разорвался над Челябинском. Из окон повыбивало стекла, 1400 человек получили травмы. Мощность взрыва была эквивалентна примерно 500 килотоннам это где-то в 30 раз больше мощности атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму, но он произошел довольно высоко над землей, что позволило избежать серьезных разрушений.

Защита Земли от астероидов

Чтобы защитить Землю от встречи с космическими гостями, была организована служба постоянного мониторинга за космическими объектами. В крупных обсерваториях за небом следят телескопы-роботы. В этой программе участвуют большинство обсерваторий мира. Значительный вклад в изучение астероидов внесло NASA, создав Всемирную систему мониторинга астероидной опасности, получившую наименование Sentry.

Ученые сходятся во мнении, что существует всего два возможных варианта защиты от астероидов. Первый уничтожить объект физически проще говоря, взорвать небесное тело. Второй изменить орбиту и тем самым предотвратить столкновение. К сожалению, первый способ подходит лишь для относительно небольших астероидов. На Земле, конечно, достаточно любых боеприпасов, способных уничтожить едва ли не все, что угодно. Но крупный астероид может разлететься на большое число не менее опасных осколков. И тогда речь будет идти не об одном столкновении, а о десятках или сотнях. С небольшими объектами все проще: их осколки, скорее всего, сгорят в атмосфере, а опасность остальных невелика в списке пострадавших от упавшего на Землю астероида пока числится лишь одна корова.

Что же касается крупных астероидов, более перспективным методом защиты от них может быть изменение орбиты. И тут тоже есть два способа. Первый называется гравитационным буксиром и представляет собой космический аппарат большой массы, гравитационного воздействия которого будет достаточно, чтобы изменить орбиту небесного тела. Второй способ это таран. Тут действует тот же принцип, что и в боулинге: шар катится, сбивая на своем пути кегли, меняя после каждого столкновения свою траекторию.

Читайте также: