44
Малые тела Солнечной системы Малые тела Солнечной системы Солнечная система Солнечная система Н.И. Бондарь

Малые тела Солнечной системы

  • Upload
    kanan

  • View
    36

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Солнечная система. Малые тела Солнечной системы. Н.И. Бондарь. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Малые тела Солнечной системы

Малые тела Солнечной системыМалые тела Солнечной системы

Солнечная система Солнечная система

Н.И. Бондарь

Page 2: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Определение. Малые тела Солнечной системы –это кометы, астероиды (за исключением Цереры - карликовой планеты), почти все транснептуновые объекты (объекты за орбитой Нептуна, ТНО), кроме Плутона и Эриды, отнесенных к планетам-карликам, и метеороиды.

Астероид – это небольшое планетоподобное безатмосферное тело Солнечной системы, размером от нескольких десятков метров (>30 м в диаметре ) до тысячи километров, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды имеют неправильную форму, светят отраженным солнечным светом, большинство из них являются одиночными объектами, но у некоторых найдены спутники.

Пять карликовых планет:

Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида.

Page 3: Малые тела Солнечной системы

Комета (кометное ядро) — небольшое небесное тело, движущееся вокруг Солнца по сильно вытянутым (эксцентричным) орбитам, наклоненным под различными углами к эклиптике как в прямом, так и обратном направлениях. Кометное ядро состоит из твердых частиц и летучих веществ (водяных, метановых и других льдов), испаряющихся при подлёте к Солнцу. При приближении к Солнцу комета выглядит как туманный объект, за которым тянется хвост, длина которого может достигать нескольких миллионов километров.

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Кометы Галлея,Швассмана-Вахмана

Свана

Page 4: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системыМетеороид, или метеорное тело — твердое небесное тело, промежуточное по размеру между межпланетной пылью и астероидом. Считается, что к метеороидам следует относить тела менее 30 м, а по предложению Британского астрономического общества метеороид — это тело диаметром от 100 мкм до 10 м. Войдя в атмосферу Земли со скоростью в несколько десятков км/с, метеороид сгорает и мы видим свечение. Явление сгорания метеороида в атмосфере Земли называется метеором, не полностью сгоревший метеороид достигает поверхности Земли и называется метеоритом.

Page 5: Малые тела Солнечной системы

По современным оценкам в настоящей время в Солнечной системе численность малых тел составляет несколько десятков миллионов. Большинство твердых малых тел Солнечной системы расположены между орбитами Марса и Юпитера на расстоянии от 2 до 3.5 а.е. Они образуют так называемый главный пояс астероидов.

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

На внешней границе Солнечной системы на расстоянии 30-55 а.е. (за орбитой Нептуна) находится другая дискообразная область скопления малых тел – пояс Койпера.

Page 6: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Динамическая область - рассеянный диск Красный –Солнце, Аквамариновый – планеты-гиганты, Зелёный- пояс Койпера, Оранжевый-рассеянный диск, (кентавры), Розовый-троянцы Юпитера, Жёлтый –троянцы Нептуна

Рассеянный диск занимает область от 35 а.е. (перигелий объектов), перекрывается с поясом Койпера и простирается до 100 а.е., но в начале 2000-х гг. обнаружено несколько тел, которые в афелии уносятся на расстояния 1-2 тыс. а.е. Предполагается существование нового подмножества малых планет - расширенный рассеянный диск, также эти объекты (известно 5) называют обособленными объектами. Наиболее яркие из них - Эрида и Седна.

Page 7: Малые тела Солнечной системы

Между орбитами Юпитера и Нептуна находятся объекты, соответствующие по размерам астероидам, но проявляющие признаки кометы (наличие комы и хвоста). Таким объектом является, например, Хирон, у которого при приближении к перигелию наблюдается кома. Древнегреческий кентавр Хирон (получеловек-полулошадь) символизирует двойственную особенность этих объектов, получивших название

кентавры. Все кентавры движутся по сильно вытянутым орбитам с большим эксцентриситетом, а наклон орбиты к плоскости эклиптики изменяется от 0° до 25°.

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Наиболее известные кентавры

Номер НазваниеЭкваториальный

диаметр (км)

Большая полуось

а. е.

Перигелийа. е.

Афелийа. е.

Открыт

2060 Хирон 137 13,67 8,45 18,89 1977

5145 Фол 185 20,43 8,72 32.14 1992

7066 Несс 58 24,56 11,79 37,33 1993

8405 Асбол 66 17,94 6,83 29,05 1995

Page 8: Малые тела Солнечной системы

Облако Оорта - сферическая область на расстоянии 2000—5000 а.е. с внешней границей, удаленной от

Солнца до 50 000 а.е. По некоторым оценкам внешний край удален до 100 000 - 200000 а.е. Имеет внутреннюю часть в форме тора и сферическое внешнее облако. Внешняя граница облака Оорта (2 св. года) определяет гравитационную границу Солнечной системы, т.н. сферу Хилла.

Внешнее облако Оорта содержит несколько триллионов ядер комет, больших, чем 1,3 км, а во внутреннем облаке объектов в десятки или сотни раз больше. Внешнее облака в 5 раз массивнее Земли. Масса внутреннего облака Оорта в настоящее время неизвестна.

Page 9: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Кандидаты в объекты облака Оорта

Номер НазваниеЭкваториальный

диаметр, кмПеригелий

(а.е.)Афелий

(а.е.) Год

открытия

90377 Седна 1180—1800 76,1 892 2003

148209 2000CR105 ≈250 44,3 397 2000

— 2006SQ372 50—100 24,17 2005,38 2006

— 2008KV42 58,9 20,217 71,760 2008

Объекты пояса Койпера, рассеянного диска и облако Оорта относятся к транснептуновым объектам (ТНО).

Транснептуновый объект – это небесное тело Солнечной системы, которое обращается по орбите вокруг Солнца, и у которогосреднее расстояние до Солнца больше, чем у Нептуна. Первыми ТНО был Плутон, открытый в 1930 г. и его спутник Харон (1978 г.). С 1992 с введением в строй мощных телескопов были открыты новые объекты, в том числе Эрида (2005 г.), на начало 2012 г. известно около 1400 транснептуновых объектов с разнообразными характеристиками.

Page 10: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Объекты пояса Койпера, рассеянного диска и облако Оорта относятся к транснептуновым объектам (ТНО). Транснептуновый объект – это небесное тело Солнечной системы, которое обращается по орбите вокруг Солнца, и у которогосреднее расстояние до Солнца больше, чем у Нептуна. Первыми ТНО был Плутон, открытый в 1930 г. и его спутник Харон (1978 г.). С 1992 с введением в строй мощных телескопов были открыты новые объекты, в том числе Эрида (2005 г.), на начало 2012 г. известно около 1400 транснептуновых объектов с разнообразными характеристиками.

Page 11: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

АстероидыОткрытие нового типа объектов –астероидов- состоялось 1 января 1801года. В эту дату итальянский астроном Джузеппе Пиацци случайно открыл быстро движущуюся звезду, у

которой прямое восхождение и склонение заметно менялись за сутки.

Церера (D=950км)

Джузеппе Пиацци (1746 -1826) - итальянский астроном

Положение планет согласно правилу Тициуса-Боде и

открытых астероидов. В 1804 году Ольберс высказал свою гипотезу о разрыве гипотетической планеты Фаэтон между Марсом и Юпитером и образовании астероидов – ее обломков.

Page 12: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системыВ настоящий момент в Солнечной системе обнаружены сотни тысяч астероидов. По состоянию на 11 января 2013 в базах данных насчитывалось 97853768 объектов, у 600853 точно определены орбиты и им присвоен официальный номер. 17620 из них имеют официально утверждённые наименования. Астероиды сначала по традиции называли именами героев греческой и римской мифологии, затем использовали женские имена, мужскими именами называли только астероиды с необычными орбитами, например, Икар.

Page 13: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Астероиды движутся по орбитам вокруг Солнца в том же направлении, что и планеты.

Периоды их обращения составляют от 3,5 до 6 лет (в зависимости от величины большой полуоси). Орбиты большинства астероидов круговые. Наклон орбит не более 4°, но есть немало астероидов , движущихся по вытянутым орбитам, а также имеющие наклонение около 33°. Эксцентриситет обычно не превышает 0.4, но может быть и больше. Более 90% всех нумерованных астероидов сконцентрировано в области 2,06 и 3,27 а.е., которую называют ядром главного пояса.

Page 14: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Группа астероидов, которые имеют примерно одинаковые орбитальные характеристики, например, такие как большая полуось, эксцентриситет и наклонение орбиты, образуют семейство астероидов. Почти треть астероидов главного пояса (от 33 % до 35 %) входят в состав различных семейств.

Семейство астероидов

Группа астероида Амур

Возраст различных семейств оценивается от нескольких миллионов до несколько миллиардов лет. В старых семействах очень мало небольших астероидов, они потеряли почти все свои мелкие и средние астероиды и состоят лишь из самых крупных астероидов. Отсутствие маленьких астероидов является показателем возраста астероидных семейств. Семейства и группы астероидов получают название по имени первого астероида, который был обнаружен на данной орбите.

Page 15: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Семейства и группы астероидов получают название по имени первого астероида, который был обнаружен на данной орбите. Японский астроном К. Хираяма (1874—1943) впервые оценил собственные элементы орбит астероидов и первым в 1918 году выявил пять самых крупных семейств, образовавшихся в результате распада более крупного астероида. В его честь эти пять семейств называют семействами Хираямы (семейство Корониды, Эос, Фемиды, Флоры, Марии).

Семейство Корониды. Коронида-астероид 158

Page 16: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Существуют группы астероидов, которые называют троянскими астероидами или просто «троянцами».

Это астероиды, находящиеся в окрестностях точек Лагранжа L4 и L5 в орбитальном резонансе 1:1 любых планет. Следовательно, резонанс 1:1 означает, что группа астероидов движется вокруг Солнца по той же орбите, что и планета. Первые астероиды этого типа были обнаружены у Юпитера. Они получили имена участников Троянской войны, упоминаемых в Илиаде.

Page 17: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыТочки Лагранжа –это особая область в системе из двух массивных тел, где третье тело с пренебрежимо малой массой может оставаться неподвижным относительно этих тел, т.к. на него действуют только гравитационные силы этих двух тел. Орбитальный резонанс означает в небесной механике, что два (или более) небесных тела имеют периоды обращения, которые относятся как небольшие натуральные числа.

Существует традиция называть астероиды вокруг точки L4 именами греческих героев, а вокруг точки L5 — защитников Трои. Гектор и Патрокл оказались «не на своих местах», поскольку эта традиция сложилась позже их открытия.

Известны троянцы Юпитера Земли, Марса и Нептуна.

Срок жизни астероидных семейств составляет от нескольких миллионов до одного миллиарда лет. Некоторые из существующих на сегодня семейств образовались в астрономическом масштабе совсем недавно 5-8 млн. лет назад. Самым молодым является семейство Датуры, которое образовалось в результате столкновения двух небольших астероидов примерно 450 тыс. лет назад. От 1 до 5 млн. лет оценивается возраст семейства астероида Ианнини. Распад астероидного семейства происходит из-за гравитационного влияния Юпитера на астероиды и постепенного рассеивания их орбит, а также столкновения тел и дробления их на мелкие фрагменты.

Page 18: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

В группе «греки» астероиды движутся вокруг Солнца орбите Юпитера возле точки Лагранжа L4, в 60° впереди него. «Ахейский лагерь» (или «Греки»): Aхиллес, Гектор, Нестор, Одиссей и др.

Группа астероидов, движущихся возле точки Лагранжа L5, отстает на 60° от движения Юпитера. Это и есть «троянцы» по именам.

«Троянский лагерь»: Патрокл, Приам, Эней и др.

Всего на октябрь 2010 года открыто 1733 «троянцев» в точке L5 и 2793 «греков» в L4. «Греки и троянцы» находятся на одинаковом расстоянии от Солнца и от Юпитера, образуя два равносторонних треугольника «Солнце-Юпитер-Греки» и «Солнце-Юпитер-Троянцы», расстояние 5,2 а.е.

Page 19: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Вид на Весту (фото КА Dawn)

Астероиды, принадлежащие семейству, образуются из одного родительского тела, и, как правило, имеют одинаковый состав. Исключением являются только семейства, образовавшиеся из очень крупных астероидов, где уже произошла дифференциация недр, например, семейство Весты.

Page 20: Малые тела Солнечной системы

Наиболее важными для исследования космической угрозы являются астероиды, орбиты которых лежат вблизи Земли. Первый астероид вблизи Земли был открыт 13 августа 1898 г. Густавом Виттом из обсерватории Урания в Берлине. Его назвали Эрос. Известно около 500 крупных астероидов диаметром более 1 км, пересекающих орбиту Земли. Часть их входит в три семейства: Аполлон, Амур, Атон. Орбиты астероидов семейства Амур в перигелии почти касаются орбиты Земли, приближаясь к ней на расстояния в несколько сот км. Так в 1996 г. астероид Таутатис пролетел на расстоянии 450 тыс.км от Земли. В 2029 г. ожидается близкое прохождение астероида Апофис (300 км), открытого в 2004 г. на обсерватории Китт-Пик.

Астероиды, сближающиеся с Землей

Астероид Эрос обращается вокруг Солнца с периодом 1,8 земных года.

Его размеры – 40 x 14 x 14 км Группа астероида Аполлон

Таутатис - астероид похожий на «груду камней». Пролетел вблизи Земли 12.12.2012

Page 21: Малые тела Солнечной системы

Оценка опасности столкновения Земли с астероидами и кометами

События, не имеющие последствий (Белая Зона) 0

Вероятность столкновения в ближайшие десятилетия равна 0. К этой же категории событий относятся столкновения с объектами, которые не смогут достигнуть поверхности Земли, сгорев в ее атмосфере.

Заслуживающие внимания (Зеленая Зона) 1

Вероятность столкновения крайне низка, порядка вероятности случайного столкновения Земли с объектом такого же размера. (скорее всего, слежения подобные тела в ближайшие десятилетия с Землей не встретятся)

Вызывающие беспокойство (Желтая Зона)

2 Близкий, но не являющийся чем-то необычным, пролет. Столкновение очень маловероятно. (подобные события происходят нередко)

3 Близко пролетающее тело, вероятность столкновения 1% или выше. Столкновение способно вызвать только локальные разрушения.

4 Близкий пролет с вероятностью столкновения 1% или более. Столкновение способно вызвать региональные разрушения.

Явно угрожающие события (Оранжевая Зона)

5 Близкий пролет, который может с существенной вероятностью вызвать столкновение, приводящее к региональной катастрофе.

6 Близкий пролет, который с существенной вероятностью может вызвать столкновение, приводящее к катастрофе с вероятными глобальными последствиями.

7 Близкий пролет, который с существенной вероятностью может вызвать столкновение, приводящее к катастрофе с неизбежными глобальными последствиями.

Неизбежное столкновение (Красная Зона)

8 Столкновение приводящее к локальным разрушениям. Такие столкновения с Землей происходят от одного раза в 50 лет до раза в 1000 лет.

9 Столкновение приводящее к региональным разрушениям. Такие события происходят от одного раза в 10000 лет до одного раза в 100000 лет.

10 Столкновение приводящее к глобальной катастрофе с изменением климата. Такие события случаются один раз в 100000 лет или реже.

Page 22: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Существование пояса Койпера было доказано 30 августа 1992 года астрономами Джуитт и Лу, когда они объявили об открытии первого кандидата в объекты пояса Койпера (15760) 1992 QB1. Через шесть месяцев они обнаружили второго кандидата, (181708) 1993 FW. Наблюдения были выполнены на телескопах обсерваторий Китт-Пик в Аризоне и Сьерро-Тололо в Чили.

Пояс Койпера обнаружен на 2,24-м телескопе обсерватории на вулкане Мауна-Кеа (Гаваи) в 1992 г.

Page 23: Малые тела Солнечной системы

Классические объекты: имеют приблизительно круговые орбиты с небольшим наклонением, не связаны с движением планет. Такие объекты иногда называют «кьюбивано» в честь первого представителя, 1992QB1. В 2004 году было известно 524 таких объекта.

Крупный кьюбивано Варуна (назван в честь одного из главных ведийский богов).

Диаметр – 1060 км.

В 2008 г.было известно 1077 объектов транснептунового пояса, которые делятся на следующие категории:

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Page 24: Малые тела Солнечной системы

Резонансные объекты: образуют орбитальный резонансы с Нептуном. Плутон и меньшие по размеру тела, которые движутся по орбите в резонансе 2:3 с Нептуном (делают 2 оборота вокруг Солнца, а Нептун -3 оборота), называются плутино, в честь самого известного представителя— Плутона. Этот класс объектов известен с 1993г., в него входят спутники Плутона и еще большое число тел.На 2005 год известно около 150 плутино и 22 других резонансных объекта. Предполагается, что плутино составляют от 10 до 20 % общей численности объектов пояса Койпера, и, таким образом, общее число плутино диаметром более 100 км составляет более 30 000.

Крупнейшие плутино представлены по размеру, альбедо, цвету

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Page 25: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Сравнение размеров Харикло, Плутона и Луны

Рассеянные объекты: имеют большой эксцентриситет орбиты и могут в афелии удаляться от Солнца на несколько сотен астрономических единиц. Их известно около 100, общее число около 10000. Объекты рассеянного диска рассматриваются как отдельное семейство транснептуновых объектов, не входящее в пояс Койпера.

Харикло была открыта 15 февраля 1995 г. (Названа в честь жены кентавра Хирона).

Page 26: Малые тела Солнечной системы

В поясе Койпера также найдено одно семейство малых тел, связанных с астероидом Хаумеа (открыта в 2004 г., названа в 2008 честь гавайской богини плодородия).

В честь Плутона подгруппу из четырёх известных на данный момент карликовых планет –Плутон, Эрида, Макемаке и Хаумеа, - обращающихся за орбитой Нептуна, называют «плутоидами», но они не относятся к малым телам.

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Движение объекта Орк (Оркус) с периодом, равным орбитальному периоду Нептуна. (Нептун показан, как неподвижный объект). Период обращения около 250 лет.Орк - бог смерти и подземного царства в этрусской мифологии.

Page 27: Малые тела Солнечной системы

Астероид Ида и Дактиль

Их известно уже несколько. В 1993 году американский космический аппарат «Галилео», направлявшийся к Юпитеру, пересекал главный пояс астероидов. Он пролетел на минимальном расстоянии (около 10000 км) от астероида Ида и сфотографировал его. Оказалось, что у астероида имеется маленький спутник, который назвали Дактиль.

В 2001 г. обнаружили спутник у астероида Камилла, в 2005 г. у астероида Сильвия было открыто 2 спутника. Был также открыт контактный астероид Касталия. Двойные астероиды исследуются и наземными средствами, в том числе в Крымской астрофизической обсерватории.

Выдвинута гипотеза об объединении раздробленных прежде силикатных астероидных тел и проведено численное моделирование процессов аккумуляции, показавших, что получившиеся в таких случаях тела будут не монолитными, а рыхлыми («грудой булыжников»). Процессы столкновения и объединения могут привести к образованию у ряда астероидов гравитационно связанных с ними небольших спутников.

Открытие двойных и кратных астероидов

Page 28: Малые тела Солнечной системы

Известно около 200 крупных астероидов диаметром более 100 км и около 1000, имеющих диаметр более 30 км. Большинство астероидов, которых насчитывается несколько миллионов, значительно меньше, вплоть до нескольких десятков метров. По современным оценкам в Солнечной системе должно быть около 2 миллионов тел с размерами более 1 км.

Физические характеристики астероидов и их составРазмеры астероидов

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Оценки числа астероидов N с диаметром больше, чем D

D 100 м 300 м 500 м 1 км 3 км 5 км 10 км 30 км 50 км100 км

200 км

300 км

500 км

900 км

N 25x106 4 x106 2 x106 75x105 2 x105 9 104 104 1100 600 200 30 5 3 1

Для определения размеров астероидов применяются современные методы исследований – радиолокации, поляриметрии, спекл-интерферометрии и другие. Несколько астероидов были сфотографированы космическими аппаратами.

С 2006 года первый найденный астероид Церера (950 км) отнесен к карликовым планетам и самый крупным астероидом главного пояса является Паллада (538 км), за ним - Веста (526 км) и Гигия (450 км).

Page 29: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Крупные астероиды

Page 30: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Размеры крупных астероидовСамый крупный астероид – Паллада. Ранее самым

крупным астероидом была Церера, но её отнесли в 2006 году к карликовым планетам.

Название астероида Размер

2 Паллада 538 км

4 Веста 526 км

10 Гигия 450 км

31 Ефросина 370 км

704 Интерамния 350 км

511 Давида 323 км

65 Кибела 309 км

Page 31: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

В поясе Койпера имеется несколько тысяч тел диаметром более 1000 км, около 7000 диаметром более 100 км и более 450000 тел диаметром более 50 км.

Page 32: Малые тела Солнечной системы

Крупнейшие объекты пояса Койпера

НазваниеЭкваториальный

диаметр (км)

Большая полуось

а. е.

Перигелий,а. е.

Афелийа. е.

Открыт Примечания

Эрида 3000 67,71 37,81 97,61 2005 Карликовая планета

Плутон 2320 39,48 29,6 49,3 1930Карликовая планета

Санта EL61

1600 43,34 35,16 51,52 2005  

Седна 1800 502 76,0 928 2003Карликовая планета

2005 FY9 1700 45,64 38,71 52,57 2005  

Оркус 1600 39,45 30,8 48,1 2004

Харон 1270 39,48 29,6 49,3 1978

Квавар 1260 43,4 41,9 44,9 2002  

Варуна 930 43,07 40,9 45,3 2002  

2002 UX25 910 42,56 36,5 48,7 2002  

2002 AW197 890 47,47 41,3 53,7 2002  

Иксион 820 39,49 30,0 49,1 2001

Page 33: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Page 34: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Периоды осевого вращения астероидов различаются в десятки раз: у некоторых малых планет это часы, у других – сутки.

Яркость астероидов. Звездная величина астероидов колеблется от 11m до 19m и для большинства из них составляет около 16m. Яркость астероида зависит от его размера, формы и отражательной (рассеивающей) способности поверхности - альбедо.

Альбедо зависит от рельефа и состава пород астероида. У одних астероидов коэффициент отражения лишь 3 %, у других приближается к 50 %. Астероид Веста вследствие высокого альбедо (0.28) является самым ярким.

Поверхность астероида Эрос с расстояния 34 м. Фотография КА NEAR-Шумейкер, 2001 г.

Page 35: Малые тела Солнечной системы

Общая масса всех астероидов главного пояса приблизительно равна от 3,0·1021 до 3,6·1021 кг, что составляет всего 4% от массы Луны или 0,06% от массы Земли. Половина этой массы приходится на 4 крупнейших астероида: Цереру (32%), Весту (9%), Палладу (7 %) и Гигею (3 %).

Общая масса объектов пояса Койпера существенно превышает массу пояса астероидов, но меньше, чем предполагаемая масса объектов облака Оорта.

Масса

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Массы карликовых планет по сравнению с Луной

Page 36: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Температура

Температура на поверхности астероида зависит от расстояния до Солнца и величины его альбедо. Для частиц пыли на расстоянии 2,2 а.е. температурный диапазон начинается с 200 К (−73° C) и ниже, а на расстоянии 3,2 а.е. со 165 К (−108°C). Однако для астероидов это не совсем справедливо, поскольку из-за вращения температуры на его дневной и ночной сторонах могут существенно различаться.

Третья по величине карликовая планета, транснептуновый объект - Макемаке. Альбедо Макемаке около 0,7, при нынешнем расстоянии от Солнца равновесная температура на его поверхности составляет около 29 К (−244 °C), а в ближайшей к Солнцу точке орбиты температура может достигать 34 К (−239 °C).

Макемаке ( в честь бога коренных жителей острова Пасхи) — крупнейший из известных кьюбивано и один из крупнейших транснептуновых объектов

Page 37: Малые тела Солнечной системы

Методы фотометрии, поляриметрии и спектрального анализа позволили определить цвет (т.е. спектральные характеристики излучения), отражательную способность поверхности (альбедо) и химический состав астероидов. Эти характеристики быди положены в основу классификации астероидов, предложенную в 1975 г. Кларк Р. Чапмен, Дэвид Моррисон и Бен Целлнер). Вначале астероиды разделили на три типа:

Класс С— углеродные, 75 % известных астероидов.Класс S— силикатные, 17 % известных астероидов.Класс М— металлические, большинство остальных.

Более детальное изучение астероидов привело к появлению еще нескольких классов. У некоторых астероидов достаточно сложно установить принадлежность к определенному типу, а в результате более тщательных исследований тип определенного астероида может измениться.

Свойства и состав поверхности астероидов

Астероид Клеопатра состоит из

металлов типа никеля и железа (М) Эрос, астероид класса S Матильда, углеродный

астероид класса С

Page 38: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Химический состав астероида можно оценить по альбедо. Если астероид тёмный, альбедо близко к 0. Например, поверхность астероида Европа практически чёрная, альбедо 0,03. Предполагают, что в поверхность таких астероидов аналогична глубинным горным породам Земли. Самый светлый астероид Низа имеет альбедо 0,38. Предполагают, что на поверхности этого астероида присутствуют металлы. Более высокое альбедо у близких к Солнцу астероидов.В 2010 г. астрономы из США, Испании и Бразилии обнаружили водяной лед на поверхности одного из самых крупных астероидов главного пояса — Фемиды. Согласно расчетам на расстоянии 2,7 а.е. от Солнца в области главного пояса образовалась, так называемая, «снеговая линия», где максимальная температура на поверхности астероида не превышала температуру таяния льда. В результате на астероидах, формировавшихся за пределами этой линии, смогла конденсироваться вода в виде льда, что привело к появлению астероидов с большим содержанием льда на поверхности.

Предполагается, что объекты пояса Койпера состоят из льда с небольшими примесями органических веществ, то есть их состав близок к кометному веществу.

Page 39: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Космические аппараты и зонды неоднократно пролетали через пояс астероидов и получали фотографии объектов. В 1972 г. КА «Пионер-10» впервые достиг главного пояса. Несколько последующих приближений других КА показали, что угроза столкновения маловероятна и в дальнейшем в НАСА была принята программа, согласно которой любой аппарат, пролетающий через пояс астероидов, должен, по возможности, пролететь мимо какого-либо астероида. В 1991 году аппарат «Галилео» впервые получил снимок астероида Гаспра, открытого в Симеизской обсерватории Г. Н. Неуйминым в 1916 г., затем в 1993 г.был сфотографирован астероид Ида.

Исследования астероидов космическими аппаратами

Астероида Гаспра

Page 40: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системы

Ряд аппаратов и зондов получили изображения некоторых мелких объектов. Специально для изучения астероидов в 1997 г. был запущен аппарат NEAR Shoemaker, который исследовал астероиды Эрос и Матильду. Он работал в течение 5 лет, в том числе около года на орбите Эроса. Грунт с поверхности астероида удалось доставить аппарату «Хаябуса» (запущен в 2003г. вернулся в 2010 г.). В 2011 г. АМС Dawn, стартовавшая в 2007 г., достигла Весты, и по программе должна затем изучить Цереру (2015 г.) и, при наличии ресурсов, Палладу.

Вращение ЭросаКА Dawn направлен в 2007 г. к крупнейшим астероидам Весте

и Церере

Page 41: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Астероид, летящий к Земле

Ударный кратер в Аризоне Диаметр 1200 м и глубина 180 м

Page 42: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Page 43: Малые тела Солнечной системы

Что мы знаем о малых телах Солнечной системыЧто мы знаем о малых телах Солнечной системы

Николай Степановмч Черных(1931-2004)

Двойной 40-см астрограф КрАО

Page 44: Малые тела Солнечной системы