În septembrie 2017, există 503.850 de planete minore numerotate cu orbite calculate și alte 245.833 de nenumărate.
În 1596, Johannes Kepler a observat că razele medii ale orbitelor planetare de la Mercur la Saturn calculate de Copernicus sunt de 0,38: 0,72: 1,00: 1,52: 5,2: 9,2. Decalajul dintre Marte și Jupiter i s-a părut prea mare lui Kepler și a sugerat că acolo era o altă planetă. Această ipoteză a fost confirmată în ajunul Anului Nou, în 1801, când directorul Observatorului Palermo, Giuseppe Piazzi, a văzut o stea slabă în constelația Taur, care se deplasa în raport cu luminile vecine. El a confundat-o cu o cometă, dar curând s-a îndoit. Astronomul german Johann Bode, cu care Piazzi și-a împărtășit observațiile, a considerat acest corp o nouă planetă, pe care a anunțat-o într-o revistă lunară publicată de directorul Observatorului Gotha, baronul Franz von Zach. Bode și Zach erau deja convinși că spațiul dintre Marte și Jupiter ascunde o planetă necunoscută;mai mult, în septembrie 1800, Zach i-a convins pe mai mulți astronomi germani să ia parte la o căutare colectivă a acestuia. Mai târziu, alți oameni de știință, inclusiv Piazzi, s-au alăturat acestui grup (numindu-se „poliția cerească”).
În plus față de cele opt planete, suita solară include o mare varietate de corpuri de masă și dimensiune mai mică. Unele dintre ele sunt compuse din praf și gaze înghețate (acestea sunt comete), restul sunt compuse din materie solidă (planete minore sau planetoide). Unele dintre ele, cu foarte rare excepții, nu depășesc orbita lui Jupiter de la Soare, în timp ce altele, dimpotrivă, merg de-a lungul periferiei sistemului solar. Prin tradiție, planetele minore din primul grup sunt numite asteroizi.
Piazzi nu a avut timp să colecteze suficiente date pentru a calcula orbita presupusei planete, care părăsise cerul european până în toamna anului 1801. Cu toate acestea, nota lui Bode l-a determinat pe marele matematician Karl Friedrich Gauss să înceapă lucrul la o metodă de calcul care necesită mai puține date de observație decât calculele convenționale. El și-a trimis rezultatele lui von Zach, care cu ajutorul lor a redescoperit fugarul la 1 ianuarie 1802, exact la un an după Piazzi. În aceeași noapte a fost observată de un alt membru al „poliției cerești” Heinrich Olbers. La cererea lui Piazzi, noul corp ceresc a fost numit după zeița romană a fertilității Ceres, care era considerată patroana Siciliei.
Olbers a continuat să observe Ceres și pe 28 martie 1802 a observat un alt punct de mișcare în vecinătate. Ea a primit numele de Pallas, zeița greacă a înțelepciunii. Când Gauss a calculat elementele orbitei sale, a devenit evident că Olbers a avut un noroc fantastic. Pallas se învârte în jurul Soarelui aproape în același timp cu Ceres (4,6 ani de pe Pământ), dar traiectoria sa este înclinată spre planul ecliptic cu 34 de grade. Dacă nu ar fi fost în timpul observațiilor lui Olbers lângă Ceres, ar fi putut fi descoperită abia după câteva decenii. În termen de cinci ani, au fost descoperite încă două astfel de corpuri cerești. Dar după aceea, „poliția din cer” s-a despărțit. Olbers a rezistat mai mult decât alții, dar în 1816 a părăsit vânătoarea de asteroizi. S-a reluat abia la mijlocul secolului al XIX-lea, când descoperitorii nu mai erau în viață.
„Ca și stelele”
Video promotional:
Într-o scrisoare către William Herschel, el a sugerat că Ceres și Pallas sunt fragmente ale unei planete care a murit din cauza unei explozii sau a unei coliziuni cu o cometă. Din aceasta a rezultat că vor exista și alți sateliți solari între Marte și Jupiter. Herschel a sugerat să le numim asteroizi, ceea ce tradus din greaca veche înseamnă „ca stele” (el a vrut să spună că aceste corpuri sunt mult inferioare planetelor în luminozitate și, prin urmare, este dificil să le deosebim de majoritatea stelelor). Acest neologism a intrat în limbajul astronomiei.
Ipoteza lui Olbers a prezis existența unor noi asteroizi, așa că Poliția Sky a continuat căutarea. Participanții la acest proiect de cercetare colectivă (apropo, primul din istoria astronomiei) au descoperit încă doi asteroizi, care au primit și numele zeițelor romane. La 1 septembrie 1804, Karl Harding l-a descoperit pe Juno, iar pe 29 martie 1807, Olbers l-a capturat pe Vesta. Dreptul de a alege numele celui de-al patrulea asteroid a fost dat lui Gauss, care și-a calculat orbita în doar câteva ore (nu este ușor să păstrezi într-un astfel de interval de timp nici cu ajutorul unui calculator modern!).
Sezonul de vânătoare
În 1830, matematicianul și astronomul Friedrich Wilhelm Bessel a apelat la observatoarele germane să înceapă cartografierea cerului pentru a căuta asteroizi. S-a făcut ceva în această direcție, dar prima descoperire nu a revenit unui profesionist, ci unui amator, directorul poștal Karl Henke. La 8 decembrie 1845, după 15 ani de observații infructuoase, a descoperit al cincilea asteroid, Astrea. În 1847, același Henke a văzut asteroidul nr. 6 - Hebu și, în curând, tânărul astronom englez John Russell Hind a descoperit asteroizii Iris și Flora. După aceea, căutarea de planete minore a căpătat rapid avânt. Primul vânător american pentru aceste corpuri, Christian Peters, a descoperit 48 de asteroizi din 1861 până în 1889, iar astronomul german Karl Luther - 24. Până în 1890, aproximativ trei sute de locuitori din spațiul dintre Marte și Jupiter au fost introduși în cataloage astronomice.
Și apoi a început o nouă eră. Privat-docent la Universitatea din Heidelberg, Maximilian Wolf, a fost primul din lume care a folosit fotografia pentru a căuta planete minore. În decembrie 1891, a descoperit primul său asteroid, iar anul următor - deja 13. În 1902, Wolff a condus un nou observator universitar și l-a transformat în centrul mondial al „planetologiei minore”. Tânărul său coleg Karl Reinmuth a descoperit 389 de asteroizi din 1912 până în 1957 și nimeni nu a putut bate acest record.
În perioada dintre cele două războaie mondiale, căutarea asteroizilor a fost extrem de intensă și doar în anii 1930 a adus aproape patru sute de descoperiri. Apoi a încetinit - mult timp, aproximativ treizeci de ani. Revigorarea sa a fost facilitată prin dotarea telescoapelor cu fotometre semiconductoare și alte dispozitive electronice și apariția unor computere puternice capabile să calculeze rapid orbite de asteroizi. Recent, telescoapele robotice de la sol, observatoarele orbitale și sondele spațiale îndepărtate au fost folosite pentru a studia planetele mici.
Clasele de asteroizi
Informațiile despre structura asteroizilor se bazează pe rezultatele analizei spectrale a soarelui reflectat, corectate prin date geochimice privind compoziția meteoriților (deoarece asteroizii sunt principala lor sursă). Conform acestui criteriu, acestea sunt împărțite în trei clase principale: C (corpuri cu un conținut ridicat de carbon), S (silicați cu un amestec de metale) și M (mai ales asteroizi de fier-nichel). Clasa C reprezintă trei sferturi de asteroizi din centura principală, clasa S - 17%. Cu toate acestea, există clasificări mai detaliate cu un număr mult mai mare de grupuri.
Toate asteroizii fără excepție se rotesc, iar axele lor sunt orientate în spațiu destul de aleatoriu. De obicei, durata unei zile de asteroid este de la 6 la 13 ore, dar există excepții. De exemplu, micul asteroid (aproximativ 30 de metri peste) 1998 KY26 face o revoluție completă în 10 minute 42 secunde. Cel mai probabil, a câștigat o viteză unghiulară atât de mare ca urmare a mai multor ciocniri cu rudele sale cele mai apropiate.
Centura principală
Orbitele aproape tuturor asteroizilor se află în interiorul inelului, a căror rază interioară este egală cu două unități astronomice, iar cea exterioară - trei și jumătate (strict vorbind, acesta nu este un inel, ci o gogoașă, deoarece căile multor asteroizi depășesc planul ecliptic). Această zonă este numită centura principală de asteroizi. Conține aproximativ două sute de planete minore, al căror diametru mediu este mai mare de 100 km. Conform unor estimări aproximative, există 1-2 milioane de asteroizi cu dimensiunea de cel puțin un kilometru. Și masa totală a locuitorilor centurii principale este de aproximativ 25 de ori mai mică decât masa Lunii!
Distribuția spațială a traiectoriilor asteroizilor în centura principală este departe de a fi uniformă. În primul rând, există fisuri deschise în anii 1860 de către profesorul Daniel Kirkwood de la Universitatea Indiana. Pe baza unui studiu al traiectoriilor a 97 de asteroizi, Kirkwood a aflat că aceste corpuri evită orbite cu perioade proporționale cu perioada de Jupiter (de exemplu, dacă aceste perioade sunt legate de 1: 3). Kirkwood a înțeles și motivul: astfel de corpuri se apropie periodic de Jupiter pe aceeași parte a traiectoriei lor și, ca rezultat, sub influența gravitației sale, se îndepărtează de traiectoria lor anterioară (acest efect, remarcat de Laplace la începutul secolului al XIX-lea folosind exemplul lunilor lui Jupiter, se numește rezonanță orbitală). În centura principală, există sloturi Kirkwood (în literatura de limbă rusă se mai numesc trape) și cu alte rezonanțe - 1: 2, 2: 5, 3: 5, 3: 7. În al doilea rând,nu mai puțin de o treime din asteroizii de acolo sunt grupați în familii cu elemente orbitale strânse (cum ar fi lungimea axei semi-majore, excentricitatea și înclinația orbitei către planul eclipticii). Prima dintre aceste familii, în urmă cu aproape o sută de ani, a fost izolată de un profesor de la Universitatea din Tokyo, Kiyotsugu Hirayama. Hirayama credea că fiecare familie este formată din fragmente ale unui asteroid mai mare care s-au dezintegrat din cauza unei coliziuni cu un corp mai mic, iar această interpretare este considerată în continuare cea mai plauzibilă.s-a dezintegrat din cauza unei coliziuni cu un corp mai mic, iar această interpretare este încă considerată cea mai plauzibilă.s-a dezintegrat din cauza unei coliziuni cu un corp mai mic, iar această interpretare este încă considerată cea mai plauzibilă.
Este posibil ca asteroizii centurii principale să se ciocnească chiar și acum (cu toate acestea, nu era posibil să-l vedem încă în direct), în trecut coliziile erau cel mai frecvent lucru. Mulți (dacă nu toți) asteroizii sunt fragmente ale predecesorilor lor. Acest lucru explică de ce nu există mulți asteroizi în centură care să aibă proprii sateliți. După cum i-a spus Clark Chapman, cercetător principal la Southwest Research Institute din Colorado, cota lor nu depășește 15% (față de 75% pentru planete). Cel mai probabil, asteroizii își pierd lunile nu numai în timpul coliziunilor directe, ci și din cauza tulburărilor gravitaționale cauzate de apariția vecinilor. Distribuția haotică a axelor de rotație a asteroizilor este, de asemenea, rezultatul coliziunilor. Doar Ceres, Pallas și Vesta au rotație directă moștenită de la roiul preplanetar primordial,din care s-au format atât asteroizii, cât și planetele. Au păstrat această rotație datorită masei impresionante, care le oferă un impuls unghiular mare.
Asteroizi troieni
Aproape toți asteroizii descoperiți în secolul al XIX-lea se mișcă în centura principală. Singurele excepții sunt Ephra și Eros, care traversează orbita lui Marte. Nu existau alte exemple de evadare din captivitatea intra-centură în acel moment.
Secolul XX a adus schimbări și aici. La 23 februarie 1906, Wolff a fotografiat un asteroid foarte slab care se deplasa pe o orbită aproape circulară cu aceeași rază ca a lui Jupiter, cu 55,5 grade în fața planetei. El a fost numit Ahile și a primit numărul 588. În curând, astronomul suedez Carl Charlier și-a dat seama că, în mișcarea sa, Ahile era legat de unul dintre cele două puncte de bibliotecă stabilă prezise în 1772 de Joseph Louis Lagrange. Ahile se întoarce periodic în vecinătatea punctului de librație L4, care se deplasează cu 60 de grade în fața lui Jupiter. După un timp, asteroidul Patroclus a fost descoperit acolo, iar Hector a fost găsit în apropierea punctului L5 care se deplasa cu 60 de grade în spatele planetei. La scurt timp după aceasta, a apărut o tradiție de numire a acestor asteroizi în cinstea eroilor războiului troian - lângă punctul de librație L4 cu numele aheilor (Ahile, Nestor, Agamemnon, Odiseu, Ajax,Diomedes, Antilochus, Menelaus) și în apropierea punctului de librație L5 - numele apărătorilor Troiei (Priam, Enea, Antif). Cu toate acestea, această tradiție nu a apărut imediat, așa că Hector și Patroclus au rămas în cele din urmă în „taberele inamice”.
Până în prezent, aproximativ 5.000 de troieni au fost descoperiți lângă Jupiter. Distanța unghiulară dintre ei și Jupiter variază foarte mult - de la 45 la 100 de grade. Încă patru troieni locuiesc lângă Marte și opt în zona orbitală a Neptunului. În iulie 2011, astronomii canadieni au numit primul candidat la titlul de partener troian al planetei noastre. Acest asteroid de 300 de metri 2010 TK7 a fost capturat de telescopul cu infraroșu WISE, care a funcționat pe orbita joasă a Pământului din ianuarie până în octombrie 2010.
Asteroizii din apropierea Pământului
O altă fază a descoperirii a început în primăvara anului 1932. Pe 12 martie, astronomul belgian Eugene Delport a descoperit asteroidul Amur, care se apropie de Soare la 1,08 UA la periheliu. și, prin urmare, aproape atinge partea exterioară a orbitei terestre. Și doar șase săptămâni mai târziu, Karl Reinmuth a dat peste asteroidul Apollo, a cărui orbită traversează atât Pământul, cât și Venus și se află la doar 0,65 UA de Soare la periheliu.
Cupidon și Apollo au devenit strămoșii a două familii de planete minore care vizitează regiunile interioare ale sistemului solar. Au un nume comun - Asteroizii din apropierea Pământului (NEA). Periheliul asteroizilor de tip Amor variază de la 1,3 UA. până la raza maximă a orbitei terestre egală cu 1,017 UA. Asteroizii de tip Apollo includ corpuri cu un periheliu mai mic de 1,017 UA. și o axă semi-majoră care depășește 1 UA. Există, de asemenea, o familie de asteroizi din apropierea Pământului, a cărei axă semi-majoră este mai mică de o unitate astronomică. Aproximativ 50% din astfel de asteroizi, dintre care primul a fost descoperit în 1976 și numit după zeul egiptean Aton, se îndepărtează încă de Soare mai mult decât de Pământ, deoarece se deplasează de-a lungul elipselor cu o excentricitate mare. Dintre atoni, se distinge o subfamilie de asteroizi,al cărui apogeu este mai mic decât raza minimă a orbitei terestre, 0,983 UA. Aceste corpuri, în mod natural, sunt întotdeauna mai aproape de Soare decât planeta noastră.
Orbitele asteroizilor din apropierea pământului sunt foarte diverse. Unele dintre ele se întorc periodic la centura principală și uneori chiar merg mult mai departe, în timp ce altele se țin invariabil mai aproape de Soare. Astfel, de exemplu, este asteroidul 1685 Toro cu un apogeu de 1,96 UA. și periheliu 0,77 UA. Traversează orbitele Pământului și ale Marte și îi lipsește doar 0,05 UA. e, pentru a ajunge pe orbita lui Venus. Îi ia 8 Pământ și 13 ani Venus să facă cinci revoluții în jurul Soarelui, așa că Toro este în rezonanță orbitală cu ambele planete. Există chiar și asteroizi care îndrăznesc să se apropie de Soare mai aproape de Mercur. Așa este asteroidul 1566 Icarus din familia Apollo, descoperit în 1949 de astronomul american Walter Baade.
Planete neterminate
Asteroizii sunt, într-un sens, planete neterminate. Ambele s-au format odată din planetezimale care se ciocneau și fuzionau, corpuri solide cu dimensiuni cuprinse între un metru și un kilometru, orbitând în jurul Soarelui nou-născut. La rândul lor, aceste corpuri au apărut datorită aderenței particulelor de gaz primar și a norului de praf, din care s-a format sistemul solar. În zona de dincolo de orbita lui Marte, planetesimalele nu au putut să se unească într-o planetă mare. Cel mai probabil, acest lucru s-a datorat tulburărilor gravitaționale de la Jupiter, deși alte mecanisme ar fi putut funcționa. În special, este posibil ca Jupiter să fi expulzat de mai multe ori corpuri mari spre Soare, ceea ce a destabilizat și centura de asteroizi.
Primii asteroizi, care au apărut direct din planurile animale, s-au deplasat în planul eclipticii de-a lungul orbitelor aproape circulare și au avut viteze relative scăzute. De aceea nu s-au despărțit în ciocniri, ci s-au lipit și au crescut. Cu toate acestea, gravitația lui Jupiter a forțat treptat asteroizii să se deplaseze pe orbite înclinate cu o excentricitate mare, din cauza căreia viteza lor relativă a crescut la 5 km / s (asta este acum). Când s-au ciocnit la o asemenea viteză, asteroizii s-au sfărâmat în fragmente care nu aveau nicio șansă de a începe o planetă reală.
Aceste procese au schimbat radical centura de asteroizi. Masa inițială nu este exact cunoscută, totuși, conform calculelor modelului, ar putea fi de 2.200 de ori mai mare decât masa actuală și aproximativ egală cu masa Pământului. Aceleași calcule demonstrează că existau sute de corpuri, cu o masă și o dimensiune care nu erau inferioare lui Ceres. Aceste corpuri au murit în urma coliziunilor, iar resturile lor au intrat pe orbite instabile și au părăsit centura. În cele din urmă, s-a subțiat atât de mult, încât coliziunile au devenit rare, iar asteroizii supraviețuitori au rămas pe traiectorii destul de stabile. Deci cureaua principală actuală este o umbră palidă a splendorii sale de odinioară.
Clark Chapman a menționat că, potrivit unui număr de oameni de știință planetari, la un moment dat ar putea exista o altă centură între Pământ și Venus. Cu toate acestea, aceste asteroizi erau mult mai greu de supraviețuit. Se poate presupune că aproape toți s-au despărțit după ciocniri, iar fragmentele lor au fost aruncate de la Soare.
Febra fierului de nichel
Scriitorii de science fiction au prezis mult timp, ca să spunem așa, dezvoltarea economică națională a asteroizilor - amintim, de exemplu, povestea lui Azimov „Calea marțienilor”. Acest lucru este de înțeles. Centura de asteroizi conține rezerve gigantice de cea mai pură gheață de apă și o mare varietate de minerale. Un kilometru cub al substanței unui asteroid tipic din clasa M conține 7 miliarde de tone de fier, un miliard de tone de nichel și milioane de tone de cobalt. Costul total al acestor metale la prețurile actuale este de peste 5 trilioane de dolari. Se speră că, dacă omenirea va ajunge la aceste resurse, va dispune de ele cu înțelepciune și cu beneficii reale.
Alexey Levin
