Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Астероиды — источники опасности и объекты исследований

Кандидат физико-математических наук Натан Эйсмонт, ведущий научный сотрудник; Антон Ледков, научный сотрудник, Институт космических исследований РАН

Процесс формирования планет у молодой звезды HL Tauri. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).
Процесс формирования планет у молодой звезды HL Tauri. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).
Кратер Вредефорт диаметром около 250 километров расположен в 120 километрах от Йоханнесбурга (ЮАР). © NASA.
Кратер Вредефорт диаметром около 250 километров расположен в 120 километрах от Йоханнесбурга (ЮАР). © NASA.
Кратер Бэрринджера в американском штате Аризона. Железный метеорит, создавший его, пытались отыскать, но пока безуспешно. © NASA Earth Observatory.
Кратер Бэрринджера в американском штате Аризона. Железный метеорит, создавший его, пытались отыскать, но пока безуспешно. © NASA Earth Observatory.
Астероид массой 13 тысяч тонн взрывается на высоте 20 километров над Челябинском. Видеокадр Александра Иванова.
Астероид массой 13 тысяч тонн взрывается на высоте 20 километров над Челябинском. Видеокадр Александра Иванова.
Таблица 1. Вероятность смертельных событий.
Таблица 1. Вероятность смертельных событий.
Малые астероиды, разрушившиеся в земной атмосфере. События 1994—2013 годов. © NASA.
Малые астероиды, разрушившиеся в земной атмосфере. События 1994—2013 годов. © NASA.
Отклонение астероида Апофис. Рисунок Натана Эйсмонта.
Отклонение астероида Апофис. Рисунок Натана Эйсмонта.
Таблица 2. Параметры астероидов-снарядов.
Таблица 2. Параметры астероидов-снарядов.
Миссия Deep Impact (слева направо: комета Темпель 1, ударное устройство Smart Impactor и перелётный космический аппарат, доставивший ударник к цели и наблюдавший удар). © NASA/JPL.
Миссия Deep Impact (слева направо: комета Темпель 1, ударное устройство Smart Impactor и перелётный космический аппарат, доставивший ударник к цели и наблюдавший удар). © NASA/JPL.
Момент соударения устройства Smart Impactor с кометой Темпель 1 в миссии Deep Impact. © NASA/JPL.
Момент соударения устройства Smart Impactor с кометой Темпель 1 в миссии Deep Impact. © NASA/JPL.
Таблица 3. Ключевые параметры перевода выбранных астероидов на резонансные орбиты.
Таблица 3. Ключевые параметры перевода выбранных астероидов на резонансные орбиты.
Семейство резонансных орбит для астероида 2012 VE77. Приведены эксцентриситет (е) и наклонение в градусах (i) для каждой орбиты. Рисунок Натана Эйсмонта.
Семейство резонансных орбит для астероида 2012 VE77. Приведены эксцентриситет (е) и наклонение в градусах (i) для каждой орбиты. Рисунок Натана Эйсмонта.
Схема полной миссии по отклонению астероида Апофис астероидом-снарядом 1994  GV. Рисунок Натана Эйсмонта.
Схема полной миссии по отклонению астероида Апофис астероидом-снарядом 1994 GV. Рисунок Натана Эйсмонта.
Рис. 1.
Рис. 1.

(Окончание. Начало см. «Наука и жизнь» № 1, 2015 г.)

Образование и эволюция астероидов

Как уже упоминалось в разделе об истории открытия астероидов, первые из них были обнаружены в ходе поисков гипотетической планеты, которая должна была в соответствии с законом Бодэ (сейчас он признан ошибочным) находиться на орбите между Марсом и Юпитером. Оказалось, что вблизи орбиты так и не обнаруженной планеты существует пояс астероидов. Это послужило основанием для построения гипотезы, согласно которой этот пояс образовался в результате её разрушения.

Планету назвали Фаэтон по имени сына древнегреческого бога Солнца Гелиоса. Расчёты, моделирующие процесс разрушения Фаэтона, не подтвердили эту гипотезу во всех её разновидностях, начиная от разрыва планеты гравитацией Юпитера и Марса и кончая столкновением с другим небесным телом.

Образование и эволюцию астероидов можно рассматривать только как составляющую процессов возникновения Солнечной системы в целом. В настоящее время общепринятая теория предполагает, что Солнечная система возникла из первозданного газопылевого скопления. Из скопления образовался диск, неоднородности которого привели к возникновению планет и малых тел Солнечной системы. В пользу этой гипотезы говорят современные астрономические наблюдения, позволяющие обнаруживать развитие планетных систем молодых звёзд в их ранних стадиях. Компьютерное моделирование также подтверждает её, конструируя картины, удивительно похожие на снимки планетных систем на определённых фазах их развития.

На начальной стадии формирования планет возникали так называемые планетезимали — «зародыши» планет, на которые затем в силу гравитационного воздействия налипала пыль. В качестве примера такой изначальной фазы образования планет указывают на астероид Лютеция. Этот довольно большой астероид, достигающий в поперечнике 130 километров, состоит из твёрдой части и налипшего толстого (до километра) слоя пыли, а также разбросанных по поверхности валунов. По мере нарастания массы протопланет увеличивалась сила притяжения и вследствие этого сила сжатия формирующегося небесного тела. Происходили нагрев вещества и его расплавление, ведущее к расслоению протопланеты по плотности её материалов, и переход тела к сферической форме. Большинство исследователей склоняются к гипотезе, что в ходе начальных фаз эволюции Солнечной системы образовалось гораздо больше протопланет, чем планет и малых небесных тел, наблюдаемых сегодня. В то время образовавшиеся газовые гиганты — Юпитер и Сатурн — мигрировали внутрь системы, ближе к Солнцу. Это привнесло существенный беспорядок в движение возникающих тел Солнечной системы и вызвало развитие процесса, названного периодом тяжёлой бомбардировки. В результате резонансных воздействий со стороны главным образом Юпитера часть образовавшихся небесных тел была выкинута на окраины системы, а часть сброшена на Солнце. Этот процесс шёл от 4,1 до 3,8 миллиарда лет тому назад. Следы периода, который называют поздней стадией тяжёлой бомбардировки, остались в виде множества кратеров ударного происхождения на Луне и Меркурии. То же самое происходило с образующимися телами между Марсом и Юпитером: частота столкновений между ними была достаточно высокой, чтобы не дать им превратиться в объекты более крупные и более правильной формы, чем мы наблюдаем сегодня. Предполагается, что среди них есть фрагменты тел, которые прошли определённые фазы эволюции, а затем раскололись при столкновениях, а также объекты, которые не успели стать частями более крупных тел и, таким образом, представляют собой образцы более древних образований. Как упоминалось выше, астероид Лютеция именно такой образец. Подтверждением этому стали проведённые космическим аппаратом «Розетта» исследования астероида, включая съёмку во время близкого пролёта в июле 2010 года.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Наука. Дальний поиск»