Астероид

Главный пояс астероидов (белый цвет) и троянские астероиды Юпитера (зелёный цвет)

Астероид (от др.-греч. ἀστήρ и εἶδος, «звездообразный») — небольшое планетоподобное небесное тело, обращающееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды также считаются малыми планетами или планетоидами, размеры которых намного меньше размеров настоящих планет. Как правило астероиды имеют неправильную форму и не имеют атмосферы. У некоторых астероидов могут быть спутники, но такие случаи крайне редки.

Понятие

Термин астероид, означающий «звездообразный» (от греческого ἀστήρ — звезда и εἶδος — форма, вид), впервые был использован Уильямом Гершелем вскоре после открытия второго астероида 2 Паллада 28 марта 1802 года Генрихом Вильгельмом Ольберсом. В отличие от всех других обнаруженных планет, диск которых виден, астероиды представляют собой точечные объекты, похожие на звёзды. Однако, следует отметить, что Уильям Гершель также применял этот термин и к маленьким спутникам газовых гигантов. Первая научная публикация, в названии которой использовалось слово «астероид», была опубликована в 1840 году Георгом Адольфом Эрманом.

Точное определение астероида до сих пор до конца не сформулировано. Одна из возможных классификаций астероидов это классификация по их размеру. Согласно этому подходу, астероиды это космические тела диаметром более 50 м, в отличие от метеоритов. Астероиды могут почти беспрепятственно достигать поверхности Земли, в отличие от метеоритов, которые сублимируются или взрываются при входе в атмосферу Земли. Ещё одной характеристикой астероидов является то, что они состоят в основном из горных пород и металлов, в отличие от комет в которых преобладают летучие элементы. Термин «искусственный астероид» иногда используется для искусственных объектов на солнечной орбите, таких как космическая станция «Маринер-4».

Астероиды в Солнечной системе

Количество астероидов в Солнечной системе измеряется сотнями тысяч. По состоянию на 11 сентября 2017 года в базе данных Международно астрономического союза насчитывалось 739 062 объекта, из которых для 496 915 точно определены орбиты и им присвоен официальный номер, более 19 000 из них имели официально утверждённые наименования.

Большинство обнаруженных астероидов расположены в поясе астероидов между Марсом и Юпитером на орбитах с относительно низким эксцентриситетом. По оценкам, в этом поясе насчитывается от 1,1 до 1,9 миллиона астероидов диаметром более 1 км и миллионы меньшего размера. По современным оценкам, общее количество астероидов в Солнечной системе составляет несколько десятков миллионов.

Крупнейший астероид — (1) Церера диаметром 932 км. Два других астероида, (2) Паллада и (4) Веста, имеют диаметр около 500 км. (4) Веста — единственный астероид в поясе астероидов, видимый невооруженным глазом. В редких случаях астероиды, пересекающие орбиту Земли, видны невооруженным глазом, например, астероид (99942) Апофис. Общая масса астероидов пояса оценивается в 3,0-3,6 × 1021 кг, или около 4 % массы Луны. Исходя из этой массы, вес астероида (1) Церера рассчитывается как 0,95 × 1021 или около 32 % от общего веса всех астероидов пояса. Если добавить следующие три самых массивных астероида: (4) Весты (9 %), (2) Паллады (7 %) и (10) Гигии (3 %), на эти четыре объекта приходится 51 % всего пояса астероидов. Таким образом, абсолютное большинство астероидов имеют ничтожную по астрономическим меркам массу.

За пределами пояса астероидов были обнаружены различные классы других астероидов. Околоземные астероиды имеют близкие к Земле орбиты. Троянские астероиды гравитационно синхронизированы с Юпитером, сопровождая планету на её орбите. Несколько троянских астероидов также были обнаружены на орбитах вокруг Марса и Нептуна и по одному вокруг Земли и Урана. Считается, что гипотетическая группа астероидов, называемых вулканоидами, вращается около Солнца, вокруг орбиты Меркурия.

Приблизительное (согласно оценкам учёных) количество 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 км	100 км	200 км	300 км	500 км	900 км
N	25 000 000	4 000 000	2 000 000	750 000	200 000	90 000	10 000	1100	600	200	30	5	3	1

Классификация

Астероиды объединяют в группы и семейства на основе характеристик их орбит. Принято называть группу астероидов в честь первого обнаруженного астероида группы. Группы обычно состоят из относительно удаленно связанных объектов, в то время как семейства гораздо более тесно связаны из-за того, что они образовались в результате распада более крупного астероида. К группе околоземных астероидов семейства Атиры относятся малые тела, орбиты которых полностью находятся внутри орбиты Земли.

В 1975 году астрономы установили таксономическую систему астероидов, основанную на цвете, альбедо и спектральных линиях. Эта система отражает состав поверхности астероидов, и первоначально они были разделены на три категории:

• Астероиды класса С — в основном углеродистые, 75 % всех известных
• Астероиды класса S — в основном силикатные, 17 % всех известных
• Астероиды класса М — металлические, большинство остальных

Впоследствии эта классификация была расширена, и в настоящее время охватывает большое количество подвидов. Количество этих подтипов продолжает расти по мере того, как детально изучается всё больше астероидов.

История изучения

Открытие первых астероидов началось в два последних десятилетия XVIII века. После открытия в 1781 году планеты Уран, расстояние до которой было предсказано правилом Тициуса — Боде. Ряд астрономов сосредоточились на поиске гипотетической планеты между орбитами Марса и Юпитера, именно в этом месте следовало искать небесное тело согласно правилу Тициуса — Боде. с 1789 года группа из 24 астрономом под руководством Франца Ксавера приступила к поискам.

Задача поиска объектов на таком удалении от Солнца требует ручного составления подробных звёздных карт всех объектов определённой минимальной яркости, находящихся в зодиакальной плоскости. В последующие ночи в небе наблюдали за движущимися объектами. Ожидаемое угловое движение пропавшей планеты составляет около 30 угловых секунд в час, что легко заметно наблюдателю. По иронии судьбы, первый астероид (1) Церера был открыт не членом группы, а «по ошибке». В 1801 году Джузеппе Пьяцци, тогдашний директор обсерватории в Палермо, обнаружил новый звездообразный объект (без видимого диска) в созвездии Тельца, отслеживая движение объекта в течение следующих нескольких ночей. Его коллега Карл Фридрих Гаусс использовал эти наблюдения и определил точное расстояние от неизвестного объекта до Солнца. По расчетам Гаусса, объект находится между орбитами Марса и Юпитера. Пьяцци назвал объект Церера в честь греческой богини земледелия. Три других астероида — (2) Паллада, (3) Юнона и (4) Веста — были открыты в следующие несколько лет. После ещё восьми лет бесплодных поисков большинство астрономов прекратили свои наблюдения, сделав вывод, что они нашли все возможные тела.

Однако Карл Людвиг Хенке продолжил поиски в 1830 году, и пятнадцать лет спустя он обнаружил астероид (5) Астрея, первый астероид, найденный за 38 лет. Менее чем за два года он также открыл астероид (6) Геба, и эта находка убедила многих астрономов снова заняться поиском астероидов. После этого довольно продолжительное время астрономы обнаруживали в в среднем по одному объекту в год.

В 1891 году Макс Вольф впервые использовал для поиска астероидов метод астрофотографии, при котором на фотографиях с длинным периодом экспонирования астероиды оставляли короткие светлые линии. Этот метод значительно упростил поиск новых астероидов, за свою жизнь Вольф открыл более 240 объектов.

Систематизация астероидов

Как только орбита астероида подтверждена, астероиду присваивается номер, а затем может быть присвоено имя (например, (1) Церера). Первые несколько астероидов были названы в честь персонажей греко-римской мифологии, но после исчерпания таких имен астероиды стали называться в честь известных людей, жён первооткрывателей и даже телевизионных персонажей. Негласная традиция присвоения астероидам женских имен продолжалась вплоть до присвоения имени 334 номера астероиду Чикаго. Официальный формат названий астероидов требует, чтобы порядковый номер был заключен в круглые скобки, например, (433) Эрос. Несколько групп астероидов имеют похожие названия — например, кентавры, вращающиеся между Сатурном и Нептуном, названы в честь легендарных кентавров. С другой стороны, троянские астероиды названы в честь героев Троянской войны.

Опасность астероидов для Земли

С конца XX века больше внимания уделяется вопросу идентификации астероидов, орбита которых пересекает земную и для которых существует вероятность столкновения с Землей в будущем. Тремя наиболее важными группами околоземных астероидов являются группы астероидов: амуры, аполлоны, атоны и атиры. Учёными на Земле были предложены различные способы преодоления столкновений с астероидами, научные разработки в этой области продолжаются.

Околоземный астероид (433)Эрос был открыт в 1898 году, а в 1930-х годах был открыт ряд подобных астероидов: (1221) Купидон, (1862) Аполлон, (2102) Адонис и (69230) Гермес. В 1937 году Гермес приблизился к Земле всего на 0,005 а. е. создав теоретическую возможность столкновения.