Syyskuusta 2017 lähtien on 503850 numeroitua pienplaneetaa, joilla on lasketut kiertoradat, ja muita 245833 numeroimattomia planeettoja.
Vuonna 1596 Johannes Kepler huomasi, että Copernicuksen laskemat planeetan kiertoradat Merkuruksesta Saturnukseen ovat keskimäärin 0,38: 0,72: 1,00: 1,52: 5,2: 9,2. Marsin ja Jupiterin välinen ero tuntui Keplerille liian leveältä, ja hän ehdotti, että siellä olisi toinen planeetta. Tämä hypoteesi vahvistui uudenvuodenaattona vuonna 1801, jolloin Palermon observatorion johtaja Giuseppe Piazzi huomasi Taurus-tähdistössä heikon tähden, joka oli siirtymässä naapurivalaisimiin nähden. Hän ajatteli häntä komeetaksi, mutta epäili sitä pian. Saksalainen tähtitieteilijä Johann Bode, jonka kanssa Piazzi kertoi havainnoistaan, piti tätä ruumista uudena planeettana, josta hän ilmoitti kuukausilehdessä, jonka Gothan observatorion johtaja paroni Franz von Zach julkaisi. Bode ja Zach olivat aiemmin vakuuttuneita siitä, että Marsin ja Jupiterin välinen tila kätkee tuntemattoman planeetan;Lisäksi syyskuussa 1800 Zach vakuutti useita saksalaisia tähtitieteilijöitä osallistumaan sen kollektiiviseen etsimiseen. Myöhemmin muut tutkijat, mukaan lukien Piazzi, liittyivät tähän ryhmään (kutsuen itseään "taivaalliseksi poliisiksi").
Kahdeksan planeetan lisäksi aurinkopakettiin kuuluu suuri joukko pienempiä ja pienempiä kappaleita. Jotkut niistä koostuvat pölystä ja jäädytetystä kaasusta (nämä ovat komeettoja), loput kiinteästä aineesta (pienet planeetat tai planetoidit). Jotkut heistä, hyvin harvinaisia poikkeuksia lukuun ottamatta, eivät ylitä Jupiterin kiertoradaa auringolta, kun taas toiset päinvastoin kulkevat aurinkokunnan kehää. Perinteisesti ensimmäisen ryhmän pieniä planeettoja kutsutaan asteroideiksi.
Piazzilla ei ollut aikaa kerätä tarpeeksi tietoja laskeakseen väitetyn planeetan kiertorata, joka oli lähtenyt Euroopan taivaalta syksyyn 1801 mennessä. Boden muistiinpano sai kuitenkin suuren matemaatikon Karl Friedrich Gaussin aloittamaan laskentamenetelmän, joka vaati vähemmän havainnointitietoja kuin tavanomaiset laskelmat. Hän lähetti tulokset von Zachille, joka löysi heidän avustamansa pakolaisen uudelleen 1. tammikuuta 1802, täsmälleen vuosi Piazzin jälkeen. Samana yönä hänet havaitsi toinen "taivaallisen poliisin" jäsen Heinrich Olbers. Piazzin pyynnöstä uusi taivaankappale nimettiin roomalaisen hedelmällisyyden jumalattaren Ceresin mukaan, jota pidettiin Sisilian suojelijana.
Olbers jatkoi Ceresin tarkkailua ja huomasi 28. maaliskuuta 1802 läheisyydessä toisen liikkuvan pisteen. Hän sai nimen Pallas, kreikkalaisen viisauden jumalatar. Kun Gauss laski kiertoradan elementit, kävi ilmi, että Olbersilla oli fantastinen onni. Pallas kiertää aurinkoa melkein samaan aikaan kuin Ceres (4,6 maavuotta), mutta sen polku on kallistettu ekliptiselle tasolle 34 astetta. Jos hän ei olisi ollut Olbersin havainnoissa Ceresin lähellä, hänet olisi voitu löytää vasta useiden vuosikymmenien kuluttua. Viiden vuoden kuluessa löydettiin vielä kaksi tällaista taivaankappaletta. Mutta sen jälkeen "taivaan poliisi" hajosi. Olbers piti pidempään kuin muut, mutta vuonna 1816 hän jätti asteroidijahdin. Se jatkoi vasta 1800-luvun puolivälissä, jolloin löytäjät eivät enää olleet elossa.
"Kuten tähdet"
Mainosvideo:
Kirjeessään William Herschelille hän ehdotti, että Ceres ja Pallas ovat fragmentteja planeetasta, joka kuoli räjähdyksessä tai törmäyksessä komeetan kanssa. Tästä seuraa, että Marsin ja Jupiterin välillä on muita aurinkosatelliitteja. Herschel ehdotti niiden kutsumista asteroideiksi, mikä muinaiskreikan kielestä tarkoittaa "kuin tähtiä" (hän tarkoitti, että nämä elimet ovat kirkkaudeltaan paljon huonompia kuin planeetat, ja siksi on vaikea erottaa niitä useimmista tähdistä). Tämä neologismi tuli tähtitieteen kielelle.
Olbersin hypoteesi ennusti uusien asteroidien olemassaolon, joten Sky Police jatkoi etsintää. Tämän kollektiivisen tutkimushankkeen osallistujat (muuten, ensimmäinen tähtitieteen historiassa) löysivät vielä kaksi asteroidia, jotka saivat myös roomalaisten jumalattarien nimet. 1. syyskuuta 1804 Karl Harding löysi Junon, ja 29. maaliskuuta 1807 Olbers vangitsi Vestan. Oikeus valita neljännen asteroidin nimi annettiin Gaussille, joka laski kiertoradansa vain muutamassa tunnissa (ei ole helppoa pysyä tällaisessa aikataulussa edes modernin laskimen avulla!).
Metsästyskausi
Vuonna 1830 matemaatikko ja tähtitieteilijä Friedrich Wilhelm Bessel pyysi saksalaisia observatorioita aloittamaan taivaan kartoittamisen asteroidien etsimiseksi. Jotakin tehtiin tähän suuntaan, mutta ensimmäinen löytö ei mennyt ammattilaiselle, vaan amatööri, postimestari Karl Henke. 8. joulukuuta 1845, 15 vuoden hedelmättömien havaintojen jälkeen, hän löysi viidennen asteroidin, Astrean. Vuonna 1847 sama Henke huomasi asteroidin numero 6 - Hebun, ja pian nuori englantilainen tähtitieteilijä John Russell Hind löysi Iris ja Flora asteroidit. Sen jälkeen pienten planeettojen etsiminen sai nopeasti vauhtia. Ensimmäinen näiden ruumiiden metsästäjä, Christian Peters, löysi 48 asteroidia vuosina 1861–1889, ja saksalainen tähtitieteilijä Karl Luther - 24. Vuoteen 1890 mennessä noin kolmesataa Marsin ja Jupiterin välisen tilan asukasta sisällytettiin tähtitieteellisiin luetteloihin.
Ja sitten alkoi uusi aikakausi. Heidelbergin yliopiston yksityisdocentti Maximilian Wolf käytti ensimmäisenä maailmassa valokuvausta pienten planeettojen etsimiseen. Joulukuussa 1891 hän löysi ensimmäisen asteroidinsa ja seuraavana vuonna - jo 13. Vuonna 1902 Wolff johti uutta yliopiston observatoriota ja muutti siitä "pienen planetologian" maailman keskuksen. Hänen nuorempi kollegansa Karl Reinmuth löysi 389 asteroidia vuosina 1912–1957, eikä kukaan voinut voittaa tätä ennätystä.
Kahden maailmansodan välisenä aikana asteroidien etsintä oli erittäin intensiivistä, ja pelkästään 1930-luvulla se toi lähes neljäsataa löytöä. Sitten hän hidastui - pitkään, noin kolmekymmentä vuotta. Sen elpymistä helpotti teleskooppien varustaminen puolijohdefotometreillä ja muilla elektronisilla laitteilla ja sellaisten tehokkaiden tietokoneiden syntyminen, jotka pystyvät nopeasti laskemaan asteroidien kiertoradat. Viime aikoina pienten planeettojen tutkimiseen on käytetty maanpäällisiä robottiteleskooppeja, kiertoradan observatorioita ja kaukaisia avaruuskoettimia.
Asteroidiluokitukset
Tiedot asteroidien rakenteesta perustuvat heijastuneen auringonvalon spektrianalyysin tuloksiin, korjattu meteoriittien koostumusta koskevilla geokemiallisilla tiedoilla (koska asteroidit ovat niiden pääasiallinen lähde). Tämän kriteerin mukaan ne on jaettu kolmeen pääluokkaan: C (elimet, joilla on korkea hiilipitoisuus), S (silikaatit metallien seoksella) ja M (enimmäkseen rauta-nikkeliasteroidit). Luokan C osuus on kolme neljäsosaa päävyön asteroidista, luokka S - 17%. On kuitenkin olemassa tarkempia luokituksia, joissa on paljon enemmän ryhmiä.
Kaikki asteroidit kiertävät poikkeuksetta ja niiden akselit ovat suunnattu avaruuteen melko satunnaisesti. Yleensä asteroidipäivän kesto on 6-13 tuntia, mutta on olemassa poikkeuksia. Esimerkiksi pieni (noin 30 metrin poikki) asteroidi 1998 KY26 tekee täydellisen kierroksen 10 minuutissa 42 sekunnissa. Todennäköisesti hän saavutti niin suuren kulmanopeuden useiden yhteenottojen seurauksena lähimpien sukulaistensa kanssa.
Päähihna
Lähes kaikkien asteroidien kiertoradat ovat renkaassa, jonka sisäinen säde on yhtä suuri kuin kaksi tähtitieteellistä yksikköä, ja ulkosäde on kolme ja puoli (tarkalleen ottaen tämä ei ole rengas, vaan munkki, koska monien asteroidien polut ylittävät ekliptisen tason). Tätä vyöhykettä kutsutaan tärkeimmäksi asteroidivyöksi. Se sisältää noin kaksisataa pienempää planeettaa, joiden keskimääräinen halkaisija on yli 100 km. Karkeiden arvioiden mukaan asteroideja on 1-2 miljoonaa, joiden koko on vähintään kilometri. Ja päävyöhykkeen asukkaiden kokonaismäärä on noin 25 kertaa pienempi kuin Kuun massa!
Asteroidireittien alueellinen jakauma päävyössä on kaukana tasaisesta. Ensinnäkin on halkeamia, jotka Indianan yliopiston professori Daniel Kirkwood avasi 1860-luvulla. Perustuen 97 asteroidin liikeratoja koskevaan tutkimukseen, Kirkwood havaitsi, että nämä elimet välttävät kiertoratoja, joiden jaksot ovat Jupiterin ajanjakson mukaisia (esimerkiksi jos nämä jaksot liittyvät 1: 3: een). Kirkwood ymmärsi myös syyn: tällaiset elimet lähestyvät Jupiteria ajoittain samalla polullaan ja seurauksena sen painovoiman vaikutuksesta he eksyvät edelliseltä radalta (tätä vaikutusta, jonka Laplace huomasi 1800-luvun alussa Jupiterin kuiden esimerkillä, kutsutaan kiertoradan resonanssiksi). Päävyössä on Kirkwood-aukkoja (venäjänkielisessä kirjallisuudessa niitä kutsutaan myös luukeiksi) ja muiden resonanssien kanssa - 1: 2, 2: 5, 3: 5, 3: 7. Toiseksi,vähintään kolmasosa siellä olevista asteroideista on ryhmitelty perheisiin, joilla on läheiset kiertoradan elementit (kuten puoli-pääakselin pituus, eksentrisyys ja kiertoradan kaltevuus ekliptikan tasoon). Ensimmäiset näistä perheistä, lähes sata vuotta sitten, eristettiin Tokion yliopiston Kiyotsugu Hirayaman professorin toimesta. Hirayama uskoi, että jokainen perhe koostuu suuremman asteroidin fragmenteista, jotka hajosivat törmäyksestä pienemmän rungon kanssa, ja tätä tulkintaa pidetään edelleen uskottavimpana.hajosi pienemmän rungon kanssa tapahtuneen törmäyksen vuoksi, ja tätä tulkintaa pidetään edelleen uskottavimpana.hajosi törmäyksen vuoksi pienempään kappaleeseen, ja tätä tulkintaa pidetään edelleen uskottavimpana.
Päävyön asteroidit törmäävät todennäköisesti jo nyt (vaikka tätä ei ollut mahdollista nähdä livenä), aikaisemmin törmäykset olivat yleisin asia. Monet (ellei kaikki) asteroidit ovat fragmentteja edeltäjistään. Tämä selittää, miksi vyössä ei ole paljon asteroideja, joilla on omat satelliitit. Kuten Clark Chapman, Coloradon Southwest Research Institute -tutkimuslaitoksen vanhempi tutkija kertoi pääministerille, heidän osuutensa ei ylitä 15% (verrattuna planeettojen 75%: iin). Todennäköisesti asteroidit menettävät kuunsa paitsi suorissa törmäyksissä myös naapureiden ulkonäön aiheuttamien painovoiman häiriöiden vuoksi. Asteroidien pyörimisakselien kaoottinen jakauma on myös törmäysten tulos. Ainoastaan Ceresillä, Pallasilla ja Vestalla on suora kierto, joka on peritty alkuplaneettojen parvesta,josta muodostettiin sekä asteroidit että planeetat. He pitivät tällaista pyörimistä vaikuttavan massan ansiosta, mikä antaa heille suuren kulmamomentin.
Troijan asteroidit
Lähes kaikki 1800-luvulla löydetyt asteroidit liikkuvat päävyön sisällä. Ainoat poikkeukset ovat Efra ja Eros, jotka ylittävät Marsin kiertoradan. Tuolloin ei ollut muita esimerkkejä pakenemisesta vyön sisäisestä vankeudesta.
1900-luku toi muutoksia myös tänne. 23. helmikuuta 1906 Wolff kuvasi hyvin heikkoa asteroidia, joka liikkui melkein pyöreällä kiertoradalla samalla säteellä kuin Jupiter, 55,5 astetta planeetan edessä. Hänelle annettiin nimi Achilles ja hän sai numeron 588. Pian ruotsalainen tähtitieteilijä Carl Charlier tajusi, että Achilles hänen liikkeessään on sidottu yhteen vakaasta kirjastosta, jonka Joseph Louis Lagrange ennusti vuonna 1772. Achilles palaa säännöllisesti kirjastopisteen L4 läheisyyteen, joka liikkuu 60 astetta Jupiterin edessä. Jonkin ajan kuluttua löydettiin siellä asteroidi Patroclus, ja Hector löydettiin lähellä L5-pistettä, joka liikkui 60 astetta planeetan takana. Pian tämän jälkeen syntyi perinne nimetä nämä asteroidit Troijan sodan sankareiden kunniaksi - lähellä L4-kirjastopistettä akhealaisten nimillä (Achilles, Nestor, Agamemnon, Odysseus, Ajax,Diomedes, Antilochus, Menelaus) ja lähellä kirjastopistettä L5 - Troijan puolustajien nimet (Priam, Aeneas, Antif). Tämä perinne ei kuitenkaan ilmestynyt heti, joten Hector ja Patroclus pysyivät lopulta "vihollisleireillä".
Tähän mennessä Jupiterin läheltä on löydetty noin 5000 troijalaista. Kulmaetäisyys niiden ja Jupiterin välillä vaihtelee suuresti - 45-100 astetta. Neljä muuta troijalaista elää Marsin lähellä ja kahdeksan Neptunuksen kiertoradalla. Heinäkuussa 2011 kanadalaiset tähtitieteilijät nimittivät planeettamme Troijan kumppanin ensimmäisen ehdokkaan. Tämä 300 metrin asteroidi 2010 TK7 vangittiin WISE-infrapunateleskoopilla, joka toimi matalan maan kiertoradalla tammikuusta lokakuuhun 2010.
Lähellä maata olevat asteroidit
Toinen löytövaihe alkoi keväällä 1932. Belgian tähtitieteilijä Eugene Delport löysi 12. maaliskuuta asteroidin Amur, joka lähestyy aurinkoa 1,08 AU: lla perihelionista. ja siksi melkein koskettaa maapallon kiertoradan ulkopintaa. Ja vain kuusi viikkoa myöhemmin Karl Reinmuth törmäsi Apollon asteroidiin, jonka kiertorata ylittää sekä maapallon että Venuksen ja on vain 0,65 AU: n päässä Auringosta perihelionissa.
Amorista ja Apollosta tuli kahden pienempien planeettojen perheen esi-isä, jotka vierailevat aurinkokunnan sisäalueilla. Heillä on yhteinen nimi - Maan lähellä olevat asteroidit (NEA). Amor-tyyppisten asteroidien perihelion vaihtelee välillä 1,3 AU. maapallon kiertoradan suurimmalle säteelle, joka on 1,017 AU. Apollo-tyyppisiin asteroideihin kuuluu kappaleita, joiden perihelioni on alle 1,017 AU. ja puoli-pääakseli ylittää 1 AU. Siellä on myös lähellä maapalloa olevien asteroidien perhe, jonka puoli-pääakseli on vähemmän kuin yksi tähtitieteellinen yksikkö. Noin 50% sellaisista asteroidista, joista ensimmäinen löydettiin vuonna 1976 ja nimettiin egyptiläisen jumalan Atonin mukaan, siirtyvät edelleen enemmän kuin Aurinko enemmän kuin maapallo, koska ne liikkuvat pitkin ellipsiä suurella epäkeskisyydellä. Atonien joukossa erotetaan asteroidien alaryhmä,jonka apogee on pienempi kuin maapallon kiertoradan vähimmäissäde, 0,983 AU. Nämä elimet ovat luonnollisesti aina lähempänä aurinkoa kuin planeettamme.
Lähellä maata olevien asteroidien kiertoradat ovat hyvin erilaisia. Jotkut heistä palaavat säännöllisesti päävyöhön ja joskus jopa menevät paljon pidemmälle, kun taas toiset pysyvät aina lähempänä aurinkoa. Tällainen on esimerkiksi asteroidi 1685 Toro, jonka apogee on 1,96 AU. ja perihelion 0,77 AU. Se ylittää Maan ja Marsin kiertoradat, ja siitä puuttuu vain 0,05 AU. e, päästäksesi Venuksen kiertoradalle. Viisi kierrosta Auringon ympäri vie 8 maapalloa ja 13 Venus-vuotta, joten Toro on kiertoradalla kaikilla planeetoilla. On jopa asteroideja, jotka uskaltavat lähestyä aurinkoa lähempänä Merkurusta. Tällainen on Apollo-perheen asteroidi 1566 Icarus, jonka amerikkalainen tähtitieteilijä Walter Baade löysi vuonna 1949.
Keskeneräiset planeetat
Asteroidit ovat tietyssä mielessä keskeneräisiä planeettoja. Molemmat muodostuivat kerran törmänneistä ja yhdistävistä planeetta-eläimistä, kiinteistä kappaleista, joiden koko vaihteli metristä kilometriin ja kierteli vastasyntyneen Auringon ympärillä. Nämä kappaleet puolestaan syntyivät primaarikaasu- ja pölypilven hiukkasten tarttumisesta, josta aurinkokunta muodostui. Marsin kiertoradan ulkopuolella olevalla vyöhykkeellä planeetta-eläimet eivät pystyneet yhdistymään suureksi planeetaksi. Todennäköisesti tämä johtui Jupiterin aiheuttamista painovoimahäiriöistä, vaikka muut mekanismit olisivat voineet toimia. Erityisesti on mahdollista, että Jupiter työnsi useammin kuin kerran suuria kappaleita kohti Aurinkoa, mikä myös horjutti asteroidivyötä.
Ensimmäiset asteroidit, jotka johtuvat suoraan tasopuolista, liikkuivat ekliptikan tasossa melkein pyöreitä kiertoratoja pitkin ja niiden suhteelliset nopeudet olivat pienet. Siksi he eivät hajonneet törmäyksissä, vaan pysyivät yhdessä ja kasvoivat. Jupiterin painovoima kuitenkin pakotti asteroidit vähitellen siirtymään kalteville kiertoradoille suurella epäkeskisyydellä, minkä vuoksi niiden suhteellinen nopeus nousi 5 km / s: iin (näin se on nyt). Törmätessään tällaisella nopeudella asteroidit hajosivat palasiksi, joilla ei ollut mitään mahdollisuutta aloittaa todellista planeettaa.
Nämä prosessit ovat muuttaneet asteroidivyötä radikaalisti. Sen alkuperäistä massaa ei tiedetä tarkalleen, mutta mallilaskelmien mukaan se voi olla 2200 kertaa nykyinen massa ja suunnilleen yhtä suuri kuin maan massa. Samat laskelmat osoittavat, että siellä oli satoja ruumiita, joiden massa ja koko eivät olleet alle Ceresin. Nämä ruumiit kuolivat törmäyksissä, ja niiden roskat menivät epävakaille kiertoradoille ja lähtivät vyöstä. Loppujen lopuksi se oheni niin paljon, että törmäykset harvinaisivat, ja eloon jääneet asteroidit pysyivät melko vakailla polkuilla. Joten nykyinen päävyö on sen entisen loiston vaalea varjo.
Clark Chapman totesi, että useiden planeettatutkijoiden mukaan maan ja Venuksen välillä voisi olla toinen vyö. Nämä asteroidit olivat kuitenkin paljon vaikeampia selviytyä. Voidaan olettaa, että melkein kaikki heistä hajoavat törmäysten jälkeen ja niiden palaset heitettiin pois auringosta.
Nikkelirautakuume
Tieteiskirjallisuuden kirjoittajat ovat pitkään ennustaneet niin sanotusti asteroidien kansallista taloudellista kehitystä - muistele esimerkiksi Azimovin tarina "Marsilaisten tapa". Tämä on ymmärrettävää. Asteroidivyö sisältää jättimäisiä varoja puhtainta vesijäätä ja paljon erilaisia mineraaleja. Yksi kuutiokilometri tyypillisen M-luokan asteroidin ainetta sisältää 7 miljardia tonnia rautaa, miljardi tonnia nikkeliä ja miljoonia tonneja kobolttia. Näiden metallien kokonaiskustannukset tämän päivän hinnoilla ovat yli 5 biljoonaa dollaria. Toivotaan, että jos ihmiskunta pääsee näihin resursseihin, se hävittää ne viisaasti ja todellisella hyödyllä.
Alexey Levin