Тема. Малые тела Солнечной системы
| Вид материала | Краткое содержание |
- Тема учебного занятия: Малые тела солнечной системы, 76.12kb.
- План введение Астероиды Метеориты Мелкие осколки Кометы Поиск планет в Солнечной системе, 539.21kb.
- Малые тела солнечной системы- астероиды, 20.24kb.
- «Малые тела Солнечной системы», 347.12kb.
- Малые тела Солнечной системы. Астероиды, 118.46kb.
- Динамика Солнечной системы, 11.55kb.
- Груша Мария Владимировна тема : Происхождение и развитие солнечной системы реферат, 745.93kb.
- Строение Солнечной системы, 248.93kb.
- Урок 2 Тема: Положение Земли в Солнечной системе. Форма и размеры Земли, 30.11kb.
- К. П. Бутусов Вданной статье излагаются некоторые результаты 40-летней работы автора, 347.22kb.
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. |
По различным оценкам велика вероятность падения на Землю астероида диаметром около 1 км раз в 100 тыс. лет. Но наиболее велика вероятность встречи Земли с более мелкими небесными объектами.
Двойные астероиды
Открыто несколько двойных астероидов.
В 1993 году американский космический аппарат «Галилео», направлявшийся к Юпитеру, пересекал главный пояс астероидов. Он пролетел на минимальном расстоянии порядка 10000 км от астероида 243 Ида и сфотографировал этот астероид. Оказалось, что астероид Ида имеет маленький спутник, который назвали Дактиль.
Астероид Ида и Дактиль.
В 2001 г. был обнаружен спутник у астероида 107 Камилла. В 2005 году у астероида Сильвия было открыто 2 спутника. Был также открыт контактный астероид 4769 Касталия.
Размеры и состав астероидов
Самый 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 |
Все остальные астероиды главного пояса имеют размеры менее 300 км в диаметре. Химический состав астероида можно оценить по альбедо. Если астероид тёмный, альбедо близко к 0. Например, поверхность астероида 52 Европа практически чёрная, альбедо 0,03. Предполагают, что в поверхность таких астероидов аналогична глубинным горным породам Земли. Самый светлый астероид 44 Низа имеет альбедо 0,38. Предполагают, что на поверхности этого астероида присутствуют металлы.
Астероид 433 Эрос
Астероид Эрос обращается вокруг Солнца с периодом 1,8 земных года. Его размеры – 40 x 14 x 14 км.
В 2000 г. автоматический космический аппарат NEAR-Шумейкер сделал много фотографий астероида. 433 Эрос. Исследования астероида показали, что Эрос - монолитное твердое тело, что его химический состав приблизительно однороден и что он образовался в «молодые годы» Солнечной системы. В 2001 году аппарат сел на поверхность астероида. При посадке космический аппарат NEAR-Шумейкер успел передать снимки с близкого расстояния с разрешением до 10 см.
Поверхность астероида Эрос с расстояния 34 м. Фотография КА NEAR-Шумейкер, 2001 г.
Астероид 216 Клеопатра.
Астероид 216 Клеопатра состоит в основном из металлов типа никеля и железа, как показали радарные исследования. Показать анимацию Астероид 216 Клеопатра.
Астероид 951 Гаспра. Фотография КА Галилео в 1991 г.
Астероид 951 Гаспра имеет размеры 19x12x11 км и обращается почти по круговой орбите внутри главного пояса астероидов. Состоит Гаспра из смеси скальных пород и металлосодержащих минералов.
Астероид 253 Матильда с сравнении с астероидами Гаспра и Ида.
Астероид 253 Матильда имеет размеры 59 x 47 км. Матильда – тёмный астероид, который, по предположениям, состоит из углистых хондритов. Поскольку плотность Матильды очень низкая, всего 1400 км3, то предполагают, что астероид пористый, как пенопласт.
Астероид 253 Матильда.
Астероид Гидальго удаляется от Солнца на большее расстояние, а = 5,71 а.е., движется по вытянутой орбите.
Астероиды за орбитой Юпитера
За орбитой Юпитера в конце ХХ века были открыты и другие астероиды. Второй пояс астероидов называют поясом Койпера.
Пояс Койпера – дискообразная область за орбитой Нептуна, на расстоянии от 30 а.е. до 100 а.е. от Солнца, населенная астероидами и ядрами комет.
Можно рядом разместить и другую проекцию:
Рис. Пояс Койпера.
Ян Хендрик Оорт в 1950 г. высказал гипотезу о существовании на далекой периферии Солнечной системы кометного облака – источника наблюдаемых комет.
Оорт заметил, что имеются особенности орбит комет:
- Не наблюдалось комет с гиперболическими орбитами, указывающими на то, что они прилетели из межзвездного пространства.
- У долгопериодических комет афелий имеет тенденцию лежать на расстоянии около 50000 а.е. от Солнца.
- Не наблюдается какого-либо выделенного направления, откуда приходят кометы.
Поэтому Оорт предположил, что Солнечная система окружена гигантским облаком кометных тел (по его оценке насчитывающим до 1011 тел), находящихся на расстояниях от 20 000 до 200 000 а. е. Если в 1950 году Оорт исходил из предположения о том, что эти тела были «заброшены» на такие расстояния в результате взрыва гипотетической планеты (которая раньше якобы существовала на месте современного главного пояса астероидов), то уже в 1951 перешел к представлениям, совпадающим с современными выводами. Считается, что в процессе роста планет-гигантов (в первую очередь Юпитера и Сатурна) при достижении ими достаточно большой массы гравитационные возмущения становятся настолько сильными, что начинается массовый выброс ими планетезималей из ближайших к их орбитам кольцевых зон. Практически все не вошедшие в планеты и находящиеся в этих зонах тела улетели во внешние области Солнечной системы. Облако, которое составили миллионы таких ледяных тел, в дальнейшем стали называть облаком Оорта. Это гигантский резервуар, в котором находятся кометные тела, и из которого под действием сближающихся с Солнцем звезд или гигантских газо-пылевых облаков они изменяют свои орбиты и попадают во внутреннюю область нашей планетной системы.
Облако Орта.
Космический объект Хирон относится к кентаврам и движется по вытянутой орбите. Перигелий Хирона находится внутри орбиты Сатурна, афелий - вблизи орбиты Урана, орбита сильно наклонена к эклиптике. Его диаметр составляет примерно 170 км, орбитальный период 50,7 года. В 1988 г. у него была зарегистрирована кома, какая бывает у комет, а в 1996 г. при прохождении перигелия кома исчезла. Поэтому Хирон имеет признаки как кометы (наличие комы и хвоста), так и астероида (его размеры значительно превосходят размеры известных комет). Именно поэтому его назвали в честь древнегреческого кентавра Хирона (получеловека-полулошади).
В 1992 году был обнаружен второй кентавр – Фол, а в 1993 – третий, Несс. Все объекты этого класса (сейчас их известно более 20) называют в честь мифических кентавров, а сам класс так и назвали: кентавры. Все кентавры расположены между орбитами Юпитера и Нептуна, движутся по сильно вытянутым орбитам с большим эксцентриситетом, а наклон орбиты к плоскости эклиптики изменяется от 0° до 25°.
| Наиболее известные кентавры | |||||||
| Номер | Название | Экваториальный диаметр (км) | Большая полуось а. е. | Перигелий, а. е. | Афелий а. е. | Открыт | Примечания |
| 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 | |
Первый объект пояса Койпера за орбитой Нептуна диаметром около 280 км был открыт в 1992 г. и получил обозначение 1992 QB1.
Предполагают, что объекты пояса Койпера представляют собой лёд с небольшими примесями органических веществ, то есть близки по составу к кометному веществу. Масса всех объектов пояса Койпера превышает массу всех астероидов главного пояса астероидов. Но предполагают, что масса объектов облака Орта превышает массу объектов пояса Койпера.
Таблица. Крупнейшие объекты пояса Койпера
| Название | Экваториальный диаметр (км) | Большая полуось а. е. | Перигелий, а. е. | Афелий а. е. | Открыт | Примечания |
| Эрида | 3000 | 67,71 | 37,81 | 97,61 | 2005 | Карликовая планета |
| Плутон | 2320 | 39,48 | 29,6 | 49,3 | 1930 | Карликовая планета |
| Санта EL61 | 1600 | 43,34 | 35,16 | 51,52 | 2005 | |
| Седна | 1800 | 502 | 76,0 | 928 | 2003 | Карликовая 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 | |
Орбита Седны
Изучение орбит на примере «Модель Орбиты комет и карликовых планет»
Метеорные тела
Чёткого разграничения между метеороидами (метеорными телами) и астероидами нет. Обычно метеороидами называют тела размерами менее сотни метров, а астероидами - более крупные. Совокупность метеороидов, ображающихся вокруг Солнца, образует метеорное вещество в межпланетном пространстве. Некоторая доля метеорных тал является остатком того вещества, из которого когда-то образовалась Солнечная система, некоторая – остатки постоянного разрушения комет, обломки астероидов.
Метеорное тело или метеороид – твёрдое межпланетное тело, которое при влете в атмосферу планеты вызывает явление метеора и иногда завершается падением на поверхность планеты метеорита.
Что обычно бывает, когда метеорное тело достигает поверхности Земли? Обычно ничего, так как из-за незначительных размеров метеорные тела сгорают в атмосфере Земли. Крупные скопления метеорных тел называется метеорным роем. Во время сближения метеорного роя с Землей наблюдаются метеорные потоки.
Изучение появлении метеорных потоков на примере интерактивной модели «Метеорные потоки».
Метеоры и болиды
Явление сгорания метеорного тела в атмосфере планеты называется метеором. Метеор – это кратковременная вспышка, след от сгорания проходит через несколько секунд.
За сутки в атмосфере Земли сгорает около 100000000 метеорных тел.
Метеор из потока Леониды.
Метеор и галактика Большое Магелланово Облако.
Если следы метеоров продолжить назад, то они пересекутся в одной точке, называемой радиантом метеорного потока.
 |  |
| Радиант метеорного потока. | Радиант метеорного потока Леониды. |
Многие метеорные потоки являются периодическими, повторяются из года в год и названы по созвездиям, в которых лежат их радианты. Так, метеорный поток, наблюдаемый ежегодно примерно с 20 июля по 20 августа, назван Перcеидами, поскольку его радиант лежит в созвездии Персея. От созвездий Лиры и Льва получили соответственно свое название метеорные потоки Лириды (середина апреля) и Леониды (середина ноября).
Исключительно редко метеорные тела бывают сравнительно больших размеров, в этом случае говорят, что наблюдают болид. Очень яркие болиды видны и днём.
Болид. Великобритания, 2003 г.
Метеориты
Если метеорное тело достаточно большое и не смогло полностью сгореть в атмосфере при падении, то оно выпадает на поверхность планеты. Такие упавшие на Землю или другое небесное тело метеорные тела называют метеоритами.
Самые массивные метеорные тела, имеющие большую скорость, выпадают на поверхность Земли с образованием кратера.
 |  |
| Метеорный кратер Бэрринджер в Аризоне (США) от падения крупного метеорита. Диаметр 1200 метров и глубина 180 метров. | В 1992 году в городе Пикскиль (США) метеорит пробил автомобиль. |