Астероиды

Муниципальное автономное образовательное  учреждение «Средняя общеобразовательная  школа №69 «Центр развития образования»

 

 

 

 

 

Доклад

Тема: «Астероиды»

 

 

 

 

 

 

 

Автор:

учащийся 11 «Б» класса

Солёнов Вадим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рязань-2013

Астеро́ид — относительно небольшое небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды значительно уступают по массе и размерам планетам, имеют неправильную форму, и не имеют атмосферы, хотя при этом и у них могут быть спутники.

Термин астероид был введён Уильямом Гершелем на основании  того, что эти объекты при наблюдении в телескоп выглядели как точки  звёзд — в отличие от планет, которые при наблюдении в телескоп выглядят дисками. Точное определение  термина «астероид» до сих пор  не является установившимся. Главный  параметр, по которому проводится классификация, — размер тела. Астероидами считаются  тела с диаметром более 30 м, тела меньшего размера называют метеороидами.

В настоящий  момент в Солнечной системе обнаружены сотни тысяч астероидов. По состоянию  на 11 января 2013 в базах данных насчитывалось 97 853 768 объектов. Большинство известных на данный момент астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера.

Самым крупным  астероидом в Солнечной системе  считалась Церера, имеющая размеры  приблизительно 975×909 км, однако в 2006 году она получила статус карликовой планеты. Два других крупнейших астероида (2) Паллада и (4) Веста имеют диаметр ~500 км. (4) Веста является единственным объектом пояса астероидов, который можно наблюдать невооружённым глазом. Общая масса всех астероидов главного пояса составляет всего около 4 % от массы Луны.

Первый астероид, Церера, был обнаружен итальянцем Пиацци, случайно, в 1801 году, в первую же ночь столетия. Три других — (2) Паллада, (3) Юнона и (4) Веста были обнаружены в последующие несколько лет — последний.

В 1891 году Макс Вольф впервые использовал для  поиска астероидов метод астрофотографии, при котором на фотографиях астероиды  оставляли короткие светлые линии. Этот метод значительно ускорил  обнаружение новых астероидов по сравнению с ранее использовавшимися  методами визуального наблюдения: Макс Вольф в одиночку обнаружил 248 астероидов. Известно об их гораздо большем количестве, однако учёные не очень беспокоятся об их изучении, называя астероиды «космическим сбродом».

В 2010 г. две  независимые группы астрономов из США, Испании и Бразилии заявили, что  одновременно обнаружили водяной лёд  на поверхности одного из самых крупных  астероидов главного пояса — Фемиды. Исследователи также обнаружили на Фемиде сложные углеводороды, в  том числе молекулы — предшественники жизни.

Именование астероидов

Сначала астероидам давали имена героев римской и  греческой мифологии, позднее открыватели  получили право называть их как угодно — например, своим именем. Вначале  астероидам давались преимущественно  женские имена, мужские имена  получали только астероиды, имеющие  необычные орбиты (например, Икар, приближающийся к Солнцу ближе Меркурия). Позднее  и это правило перестало соблюдаться.

Получить  имя может не любой астероид, а  лишь тот, орбита которого более или  менее надёжно вычислена. До тех  пор, пока орбита не вычислена, астероиду  даётся порядковый номер, отражающий дату его открытия, например, 1950 DA. Цифры  обозначают год, первая буква — номер  полумесяца в году, в котором астероид был открыт (в приведённом примере  это вторая половина февраля). Вторая буква обозначает порядковый номер  астероида в указанном полумесяце. После получения имени официальное именование астероида состоит из числа (порядкового номера) и названия — (1) Церера, (8) Флора и т. д.

Определение формы и размеров астероида

Первые попытки  измерить диаметры астероидов, используя  метод прямого измерения видимых  дисков с помощью нитяного микрометра, предприняли Уильям Гершель в 1802 и Иоганн Шрётер в 1805 годах. Основным недостатком данного метода были значительные расхождения результатов (например, минимальные и максимальные размеры Цереры, полученные разными учёными, отличались в десять раз).

Современные способы определения размеров астероидов включают иные методы (поляриметрии, радиолокационный, спекл-интерферометрии, транзитный и тепловой радиометрии).

Одним из наиболее простых и качественных является транзитный метод. Во время движения астероида относительно Земли он иногда проходит на фоне отделённой звезды, это явление называется покрытие звёзд астероидом. Измерив длительность снижения яркости данной звезды и зная расстояние до астероида, можно достаточно точно определить его размер. Данный метод позволяет достаточно точно определять размеры крупных астероидов, вроде Паллады.

Метод поляриметрии заключается в определении размера на основании яркости астероида. Чем больше астероид, тем больше солнечного света он отражает. Однако яркость астероида сильно зависит от альбедо поверхности астероида, что в свою очередь определяется составом слагающих его пород. Например, астероид Веста из-за высокого альбедо своей поверхности отражает в 4 раза больше света, чем Церера.

Он может  быть также использован для определения  формы астероида, путём регистрации  изменения его блеска в процессе вращения, так и для определения  периода этого вращения, а также  для выявления крупных структур на поверхности. Кроме того, результаты, полученные с помощью инфракрасных телескопов, используются для определения  размеров методом тепловой радиометрии.

Классификация астероидов

Общая классификация  астероидов основана на характеристиках их орбит и описании видимого спектра солнечного света, отражаемого их поверхностью.

Группы орбит и семейства

Астероиды объединяют в группы и семейства на основе характеристик их орбит. Обычно группа получает название по имени первого  астероида, который был обнаружен  на данной орбите. Группы — относительно свободные образования, тогда как  семейства — более плотные, образованные в прошлом при разрушении крупных  астероидов от столкновений с другими  объектами.

Двойной астероид

Двойной астероид — это система из двух астероидов, гравитационно связанных друг с  другом, вращающихся вокруг общего центра масс, наподобие двойной системы  звёзд. Первым обнаруженным бинарным астероидом стал астероид (243) Ида, двойственность которого была установлено во время пролёта мимо него космического аппарата Галилео в августе 1993 года. С тех пор в астероидном поясе было открыто ещё несколько двойных систем.

Спектральные классы

В 1975 году была разработана система классификации астероидов, опирающаяся на показатели цветности, альбедо и характеристики спектра отражённого солнечного света. Изначально эта классификация определяла только три типа астероидов:

Класс С — углеродные, 75 % известных астероидов.

Класс S — силикатные, 17 % известных астероидов.

Класс M — металлические, большинство остальных.

Этот список был позже расширен и число  типов продолжает расти по мере того, как детально изучается все больше астероидов.

Следует учитывать, что количество известных астероидов, отнесённых к какому-либо типу, не обязательно  соответствует действительности.

Существуют сомнения в том, что такая классификация однозначно определяет состав астероида. В то время как различный спектральный класс астероидов указывает на их различный состав, нет никаких доказательств того, что астероиды одного спектрального класса состоят из одинаковых материалов. В результате, учёные не приняли новую систему, и внедрение спектральной классификации остановилось.

Образование астероидов

Считается, что  планетезимали в поясе астероидов эволюционировали так же, как и в других областях солнечной туманности до того времени, пока Юпитер не достиг своей текущей массы, после чего вследствие орбитальных резонансов с Юпитером из пояса было выброшено более 99 % планетезималей. Моделирование и скачки распределений скоростей вращения и спектральных свойств показывают, что астероиды диаметром более примерно на 120 км, образовались в результате аккреции в эту ранюю эпоху, в то время как меньшие тела являются осколками от столкновений между астероидами во время или после рассеивания изначального пояса гравитацией Юпитера. Церера и Веста приобрели достаточно большой размер для гравитационной дифференциации, при которой тяжёлые металлы погрузились к ядру, а кора сформировалась из более легких скальных пород.

Опасность астероидов

Несмотря  на то, что Земля значительно больше всех известных астероидов, столкновение с телом размером более 3 км может  привести к уничтожению цивилизации. Столкновение с телом меньшего размера (но более 50 метров в диаметре) может  привести к многочисленным жертвам  и гигантскому экономическому ущербу.

Чем больше и  тяжелее астероид, тем большую  опасность он представляет, однако и обнаружить его в этом случае гораздо легче. Наиболее опасным  на данный момент считается астероид Апофис, диаметром около 300 м, при столкновении с которым в случае точного попадания может быть уничтожен большой город, однако никакой угрозы человечеству в целом такое столкновение не несёт.

 

Приложение:

Нитяной микрометр -   вспомогательное устройство к микроскопам, геодезическим, астрономическим и др. инструментам для точных измерений малых линейных и угловых расстояний. Н. м. представляет собой коробку с натянутой в ней сеткой неподвижных нитей, располагаемой в фокальной плоскости объектива инструмента и рассматриваемой в окуляр вместе с изображением наблюдаемого объекта, с которым совмещают подвижную нить, перемещаемую при помощи весьма точного измерительного винта. Винт имеет барабан с делениями для отсчёта величины перемещения подвижной нити относительно неподвижных. В астрономических приборах для измерения в различных направлениях на небесной сфере Н. м. устанавливают так, что его можно повёртывать вокруг оптической оси трубы.

Альбе́до (лат. albus — белый) — характеристика отражательной (рассеивающей) способности поверхности (нормальное альбедо чистого снега составляет ~0,9, древесного угля ~0,04).

Спектральный класс А — это редкий класс астероидов (с 2005 года астероидов этого класса было обнаружено всего 17), которые характеризуются достаточно высоким альбедо (между 0,17 и 0,35) и красноватым цветом в видимой части спектра, что определяется значительным ростом к длинным волнам отражательной способности астероидов этого класса.

Спектральный класс В— это сравнительно редкий класс астероидов, входящие в группу углеродных астероидов. Среди астероидной популяции объекты класса B преобладают главным образом во внешней части главного пояса астероидов, кроме того преобладают астероиды наклонением орбиты, в частности семейство Паллады, которое включает в себя второй по величине астероид (2) Паллада. В них содержится исходный строительный материал, из которого формировалась наша солнечная система.

Спектральный класс D — это класс астероидов, который включает в себя объекты с очень низким альбедо (0,02-0,05) и ровным красноватым спектром без чётких линий поглощения. Такие свойства имеют силикаты, богатые углеродом или органическими веществами, возможно, вперемешку с водяным льдом[1].

Спектральный класс E — это класс астероидов, куда входят объекты, поверхность которых содержит в своём составе такой минерал, как энстатит (Mg₂[Si₂O₆])  и может иметь сходство с ахондритами. Они составляют довольно большую долю астероидов во внутренней части пояса.

Астероиды класса F — это довольно редкий класс астероидов, которые входят в состав группы углеродных астероидов. В целом схожи с астероидами класса B, но без следов "воды", поглощающей на длине волны около 3 мкм, указывающей на наличие гидратированных минералов.

Астероиды класса G представляют собой довольно редкий тип углеродных астероидов, которые входят в состав группы углеродных астероидов и в целом по характеристикам близки к классу C.

Спектральный класс P — это класс астероидов, включающий в себя объекты с довольно низким альбедо, колеблющимся от 0,02 до 0,07, и ровным красноватым спектром без чётких линий поглощения. Такими свойствами обладают силикаты, богатые углеродом или органическими веществами

Спектральный класс Q — это класс астероидов, представители которого довольно редки во внутренней части главного пояса. В их спектре на длине волны 1 мкм присутствуют яркие и широкие линии оливина ((Mg,Fe)₂[SiO₄]) и пироксена (цепочечные силикаты), кроме того в спектре есть особенности, указывающие наличие металла.

Спектральный класс R — довольно редкий класс астероидов, имеющий относительно высокое альбедо и красноватый спектр отражения на длине 0,7 мкм. Также имеется широкая полоса поглощения довольно большой глубины на длине волны 1 — 2 мкм

Спектральный класс T — это класс астероидов, имеющих низкое альбедо и красноватый спектр (с умеренным поглощением на длине волны 0,85 мкм), который похож который похож на спектры астероидов P- и D-классов, но по наклону занимающий между их спектрами промежуточное положение.

Спектральный класс V — это класс астероидов, самым крупным и наиболее типичным представителем которого является астероид (4) Веста, отсюда и название.

Планетезималь (от англ. planet — планета и infinitesimal — бесконечно малая) — небесное тело на орбите вокруг протозвезды, образующееся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска.

Аккре́ция (лат. accrētiō «приращение, увеличение» от accrēscere «прирастать») — процесс падения вещества на космическое тело из окружающего пространства.