Описание пояса астероидов Солнечной системы. Астероиды главного пояса

Описание Солнечной системы содержит не только сведения о восьми планетах и Плутоне, но и еще нескольких структурах, включающих большое количество космических тел. К ним относятся пояс Койпера, рассеянный диск, облако Оорта, а также пояс астероидов. О последнем и пойдет речь ниже.

Определение

Термин «астероид» был заимствован Уильямом Гершелем у композитора Чарлза Берни. Слово имеет греческое происхождение и означает «подобный звезде». Применение такого термина было связано с тем, что при изучении просторов космоса через телескоп астероиды казались похожими на звезды: выглядели как точки в отличие от планет, которые напоминали диски.

Как такового определения термина сегодня нет. Основная характерная особенность объектов пояса астероидов и аналогичных структур — размер. Нижний предел — диаметр 50 м. Космические тела меньшего размера — это уже метеоры. Верхняя граница — диаметр карликовой планеты Цереры, практически 1000 км.

Расположение и некоторые особенности

Пояс астероидов находится между орбитами Марса и Юпитера. Сегодня известно более 600 тысяч его объектов, из которых свыше 400 000 имеют собственный номер или даже название. Примерно 98% из последних — объекты пояса астероидов, удаленные от Солнца на расстояние от 2,2 до 3,6 астрономических единиц. Наиболее крупное тело среди них — Церера. На собрании МАС в 2006 году она вместе с Плутоном и еще несколькими объектами получила статус карликовой планеты. Следующие по размерам Веста, Паллада и Гигея вместе с Церерой составляют 51% от общей массы пояса астероидов.

Форма

Космические тела, составляющие пояс, помимо размеров имеют еще ряд основных характеристик. Все они представляют собой каменистые объекты, обращающиеся по своим орбитам вокруг Солнца. Наблюдения за астероидами позволили установить, что, как правило, они имеют неправильную форму и вращаются. Снимки, сделанные космическими кораблями, пролетавшими сквозь пояс астероидов в Солнечной системе, подтвердили эти предположения. Согласно мнению ученых, такая форма — результат частых столкновений астероидов друг с другом и прочими объектами.

Состав

На сегодняшний день астрономы выделяют три класса астероидов согласно основному веществу, входящему в их состав:

• углеродные (класс С);
• силикатные (класс S) с преобладанием кремния;
• металлические (класс М).

Первые составляют примерно 75% от числа всех известных астероидов. Подобная классификация, однако, некоторыми учеными не считается приемлемой. На их взгляд, существующие данные не позволяют однозначно утверждать, какой элемент преобладает в составе космических тел пояса астероидов.

В 2010 году группа астрономов сделала интересное открытие, касающееся состава астероидов. Ученые обнаружили на поверхности Фемиды, достаточно крупного объекта этой зоны, водяной лед. Находка подтверждает косвенно гипотезу о том, что одним из источников воды на молодой Земле были астероиды.

Прочие характеристики

Средняя скорость, с которой объекты этой области облетают Солнце, равна 20 км/с. При этом на один оборот астероиды главного пояса тратят от трех до девяти земных лет. Для большинства из них характерен небольшой наклон орбиты к плоскости эклиптики — 5-10º-. Однако встречаются и объекты, траектория полета которых составляет с плоскостью вращения Земли вокруг светила более внушительный угол, вплоть до 70º-. Эта характеристика легла в основу классификации астероидов на две подсистемы: плоскую и сферическую. Наклон орбит объектов первого типа меньше либо равен 8º-, вторых — больше указанного значения.

Возникновение

В позапрошлом столетии в научных кругах широко обсуждалась гипотеза о погибшем Фаэтоне. Расстояние от Марса до Юпитера достаточно внушительное, и здесь могла бы проходить орбита еще одной планеты. Однако подобные представления сегодня уже считаются устаревшими. Современные астрономы придерживаются версии, что на месте, где проходит пояс астероидов, планета возникнуть просто не могла. Причина этого в Юпитере. Газовый гигант еще на ранних этапах своего формирования оказывал гравитационное воздействие на область, лежавшую ближе к Солнцу. Он притягивал к себе часть вещества из этой зоны. Не захваченные Юпитером тела разбрасывались в разные стороны, скорости протоастероидов возрастали, увеличивалось число столкновений. В результате они не только не наращивали массу и объем, но даже становились мельче. В процессе подобных преобразований вероятность возникновения планеты между Юпитером и Марсом стала равняться нулю.

Постоянное влияние

Юпитер и сегодня «не оставляет в покое» астероидный пояс. Его мощная гравитация становится причиной изменения орбит некоторых тел. Под ее влиянием появились так называемые запретные зоны, в которых астероидов практически нет. Тело, залетающее сюда из-за столкновения с другим объектом, выталкивается из зоны. Иногда при этом орбита меняется настолько, что оно покидает пояс астероидов.

Дополнительные кольца

Главный пояс астероидов не одинок. На его внешней границе размещаются еще два менее внушительных подобных образования. Одно из этих колец расположено непосредственно на орбите Юпитера и представлено двумя группами объектов:

• «греки» опережают газовый гигант примерно на 60º-;
• «троянцы» отстают на такое же количество градусов.

Характерной особенностью этих тел является стабильность их движения. Она возможна благодаря расположению астероидов в «точках Лагранжа», где уравновешиваются все гравитационные воздействия на эти объекты.

Несмотря на относительно близкое расположение к Земле, пояс астероидов изучен недостаточно и хранит множество тайн. Первая из них, конечно, это происхождение малых тел Солнечной системы. Существующие предположения на этот счет, хотя и звучат достаточно убедительно, еще не получили однозначного подтверждения.

Вызывают вопросы и некоторые особенности строения астероидов. Известно, например, что даже родственные объекты пояса по некоторым параметрам достаточно сильно отличаются друг от друга. Изучение характеристик астероидов и их происхождения необходимо как для понимания событий, предшествующих формированию Солнечной системы в известном нам виде, так и для построения теорий о процессах, происходящих в удаленных участках космоса, в системах других звезд.