2017 szeptemberétől 503 850 számozott kisebb bolygó van számított pályával és további 245 833 számozatlan.
1596-ban Johannes Kepler észrevette, hogy a Merkurustól a Szaturnuszig terjedő, a Kopernikusz által kiszámított átlagos bolygó sugara 0,38: 0,72: 1,00: 1,52: 5,2: 9,2. A Mars és a Jupiter közötti szakadék Kepler számára túl szélesnek tűnt, és azt javasolta, hogy van még egy bolygó. Ezt a hipotézist megerősítették 1801-es újévkor, amikor a palermói obszervatórium igazgatója, Giuseppe Piazzi észrevett egy halvány csillagot a Taurus csillagképben, amely a szomszédos fényfényekhez képest eltolódott. Üstökösnek vélte, de hamarosan kételkedett benne. Johann Bode német csillagász, akivel Piazzi megosztotta észrevételeit, új bolygónak tekintette ezt a testet, amelyet egy havi magazinban jelentett be, amelyet a Gotha Obszervatórium igazgatója, báró Franz von Zach adott ki. Bode és Zach már meg voltak győződve arról, hogy a Mars és a Jupiter közötti tér egy ismeretlen bolygót rejt;ráadásul 1800 szeptemberében Zach több német csillagászt is meggyőzött arról, hogy vegyenek részt annak kollektív kutatásában. Később más tudósok, köztük a Piazzi is csatlakoztak ehhez a csoporthoz ("mennyei rendőrségnek" hívták magukat).
A nyolc bolygó mellett a szolárcsomag rengeteg, kisebb tömegű és méretű testet tartalmaz. Ezek egy része porból és fagyott gázból áll (ezek üstökösök), a többi szilárd anyagból (kisebb bolygók vagy planetoidok). Néhányuk nagyon ritka kivételektől eltekintve nem lépi túl a Jupiter pályáját a Naptól, míg mások éppen ellenkezőleg, a Naprendszer perifériáján járnak. A hagyomány szerint az első csoport kisebb bolygóit aszteroidáknak nevezik.
Piazzi-nak nem volt ideje annyi adatot gyűjteni, hogy kiszámítsa az állítólagos bolygó pályáját, amely 1801 őszére elhagyta az európai égboltot. Ennek ellenére Bode megjegyzése arra késztette Karl Friedrich Gauss nagy matematikust, hogy kezdje meg a számítási módszer kidolgozását, amely kevesebb megfigyelési adatot igényel, mint a hagyományos számítások. Eredményeit elküldte von Zachnak, akik segítségükkel 1802. január 1-jén, pontosan egy évvel a Piazzi után fedezték fel újra a szökevényt. Ugyanezen az éjszakán a "mennyei rendőrség" másik tagja, Heinrich Olbers figyelt rá. Piazzi kérésére az új égitest a termékenység római istennőjéről, Ceresről kapta a nevét, akit Szicília patrónusának tartottak.
Olbers folytatta Ceres megfigyelését, és 1802. március 28-án egy másik mozgó pontot vett észre a közelben. Megkapta Pallas, a bölcsesség görög istennőjének nevét. Amikor Gauss kiszámította pályája elemeit, nyilvánvalóvá vált, hogy Olbers fantasztikusan szerencsés. Pallas majdnem ugyanabban az időben kering a Nap körül, mint Ceres (4,6 Földév), de pályája 34 fokkal hajlik az ekliptikus síkra. Ha nem volt Olbers megfigyelései alatt Ceres közelében, csak több évtized után fedezhették fel. Öt éven belül még két ilyen égitestet fedeztek fel. De ezek után az "égrendőrség" szakított. Olbers tovább tartott, mint mások, de 1816-ban elhagyta az aszteroida vadászatot is. Csak a 19. század közepén folytatódott, amikor a felfedezők már nem éltek.
Mint a csillagok
Promóciós videó:
William Herschelnek írt levelében azt javasolta, hogy Ceres és Pallas egy bolygó töredékei, amelyek robbanás vagy üstökösös ütközés következtében haltak meg. Ebből az következett, hogy a Mars és a Jupiter között más napszatellitek is lesznek. Herschel azt javasolta, hogy nevezzék őket aszteroidáknak, ami az ókori görög fordításból azt jelenti, hogy "mint a csillagok" (arra gondolt, hogy ezek a testek fényerejükben sokkal alacsonyabbak, mint a bolygók, és ezért nehéz megkülönböztetni őket a legtöbb csillagtól). Ez a neologizmus belépett a csillagászat nyelvére.
Olbers hipotézise új aszteroidák létezését jósolta, ezért az égirendőrség folytatta a keresést. Ennek a kollektív kutatási projektnek a résztvevői (mellesleg az első a csillagászat történetében) még két aszteroidát fedeztek fel, amelyek szintén római istennők nevét kapták. 1804. szeptember 1-jén Karl Harding felfedezte Junót, 1807. március 29-én Olbers elfogta Vestát. A negyedik aszteroida nevének megválasztásának jogát megadta Gauss, aki alig néhány óra alatt kiszámította pályáját (még modern számológép segítségével sem könnyű ilyen időkereten belül tartani!).
Vadászidény
1830-ban Friedrich Wilhelm Bessel matematikus és csillagász felhívta a német obszervatóriumokat, hogy kezdjék meg az ég feltérképezését aszteroidák keresése céljából. Valamit tettek ebben az irányban, de az első lelet nem szakember, hanem amatőr, Karl Henke postamesteré volt. 1845. december 8-án 15 év eredménytelen megfigyelés után felfedezte az ötödik aszteroidát, az Astrea-t. 1847-ben ugyanaz a Henke észlelte a 6-os számú aszteroidát - Hebu, és hamarosan a fiatal angol csillagász, John Russell Hind felfedezte az Iris és a Flora aszteroidákat. Ezt követően a kisebb bolygók keresése gyorsan lendületet vett. E testek első amerikai vadásza, Christian Peters 48 aszteroidát fedezett fel 1861 és 1889 között, Karl Luther német csillagász pedig - 24. 1890-re a Mars és a Jupiter közötti tér mintegy háromszáz lakója került fel a csillagászati katalógusokba.
És akkor új korszak kezdődött. Maximilian Wolf, a Heidelbergi Egyetem magántanára a világon elsőként használta a fényképezést kisebb bolygók keresésére. 1891 decemberében felfedezte első aszteroidáját, a következő évben pedig már 13-at. 1902-ben Wolff egy új egyetemi obszervatórium élén állt, és a "kisebb planetológia" világközpontjává tette. Fiatalabb kollégája, Karl Reinmuth, 1912 és 1957 között 389 aszteroidát fedezett fel, és ezt a rekordot senki sem tudta megverni.
A két világháború közötti időszakban az aszteroidák keresése rendkívül intenzív volt, és csak az 1930-as években csaknem négyszáz felfedezést hozott. Aztán lelassult - sokáig, körülbelül harminc évig. Újjáéledését elősegítette a teleszkópok félvezető fotométerekkel és más elektronikus eszközökkel történő felszerelése, valamint az aszteroida pályák gyors kiszámítására képes nagy teljesítményű számítógépek megjelenése. A közelmúltban földi robotteleszkópokat, orbitális obszervatóriumokat és távoli űrszondákat használtak a kis bolygók tanulmányozására.
Aszteroida osztályok
Az aszteroidák szerkezetére vonatkozó információk a visszavert napfény spektrális elemzésének eredményein alapulnak, a meteoritok összetételére vonatkozó geokémiai adatokkal korrigálva (mivel ezek fő forrása az aszteroidák). E kritérium szerint három fő osztályba sorolják őket: C (nagy széntartalmú testek), S (szilikátok fémek keverékével) és M (többnyire vas-nikkel aszteroidák). A C osztály az aszteroidák háromnegyedét teszi ki a főövben, az S osztály - 17%. Vannak azonban részletesebb osztályozások, sokkal nagyobb csoportok számával.
Az összes aszteroida kivétel nélkül forog, és tengelyeik meglehetősen véletlenszerűen helyezkednek el az űrben. Általában egy aszteroida nap időtartama 6 és 13 óra között van, de vannak kivételek. Például az apró (kb. 30 méteres keresztmetszetű) 1998-as KY26 aszteroida 10 perc 42 másodperc alatt teljes fordulatszámot hajt végre. Valószínűleg olyan nagy szögsebességet ért el a közeli rokonokkal folytatott többszörös összecsapások eredményeként.
Fő öv
Szinte az összes aszteroida pályája a gyűrűn belül fekszik, amelynek belső sugara megegyezik két csillagászati egységgel, a külső pedig három és fél (szigorúan véve ez nem gyűrű, hanem fánk, mivel sok aszteroida útja túlmutat az ekliptikai síkon). Ezt a zónát fő aszteroidaövnek nevezik. Körülbelül kétszáz kisebb bolygó található, amelyek átlagos átmérője meghaladja a 100 km-t. Durva becslések szerint 1-2 millió aszteroida van, legalább egy kilométer nagyságú. És a fő öv lakóinak össztömege körülbelül 25-szer kisebb, mint a Hold tömege!
Az aszteroida pályák térbeli eloszlása a fő övben korántsem egyenletes. Először is vannak repedések, amelyeket az 1860-as években Daniel Kirkwood, az Indiana Egyetem professzora nyitott meg. A 97 aszteroida pályájának tanulmányozása alapján Kirkwood megállapította, hogy ezek a testek elkerülik a Jupiter periódusának megfelelő periódusú pályákat (például ha ezek az időszakok 1: 3-ként kapcsolódnak egymáshoz). Kirkwood megértette az okot is: az ilyen testek a pályájuk ugyanazon részén rendszeresen megközelítik a Jupitert, és ennek következtében annak gravitációja hatására eltévelyednek korábbi pályájuktól (ezt a hatást Laplace a 19. század elején a Jupiter műholdak példáján jegyezte fel, orbitális rezonanciának hívják). A fő övben vannak Kirkwood rések (az orosz nyelvű szakirodalomban őket nyílásoknak is hívják) és más rezonanciákkal - 1: 2, 2: 5, 3: 5, 3: 7. Másodszor,az ott található aszteroidák nem kevesebb, mint egyharmada olyan családokba csoportosul, amelyeknek közeli orbitális elemei vannak (például a fél-fő tengely hossza, az excentricitás és a pálya dőlése az ekliptika síkjához). E családok közül az elsőt, majdnem száz évvel ezelőtt, a Tokiói Egyetem (Kiyotsugu Hirayama) professzora izolálta. Hirayama úgy vélte, hogy minden család egy nagyobb aszteroida töredékeiből áll, amelyek egy kisebb testtel való ütközés következtében felbomlottak, és ezt az értelmezést még mindig a legvalószínűbbnek tartják.egy kisebb testtel való ütközés miatt szétesett, és ezt az értelmezést még mindig a legvalószínűbbnek tartják.egy kisebb testtel való ütközés miatt szétesett, és ezt az értelmezést még mindig a legvalószínűbbnek tartják.
A fő öv aszteroidái valószínűleg még most is ütköznek (azonban élőben nem lehetett látni), korábban az ütközések voltak a leggyakoribbak. Sok (ha nem az összes) aszteroida elődjei töredéke. Ez megmagyarázza, hogy miért nincs sok aszteroida az övben, amelynek saját műholdja van. Mint Clark Chapman, a coloradói Southwest Research Institute vezető kutatója elmondta a PM-nek, részesedésük nem haladja meg a 15% -ot (szemben a bolygók 75% -ával). Valószínűleg az aszteroidák nemcsak a közvetlen ütközések során veszítik el holdjukat, hanem a szomszédok megjelenése által okozott gravitációs zavarok miatt is. Az aszteroidák forgástengelyeinek kaotikus eloszlása szintén ütközések eredménye. Csak Ceresnek, Pallasnak és Vestának van közvetlen forgása, amelyet az elsődleges bolygórajtól örököltek,amelyekből aszteroidák és bolygók egyaránt kialakultak. Az ilyen forgást a lenyűgöző tömeg miatt megtartották, amely nagy szögletű lendületet biztosít számukra.
Trójai aszteroidák
Szinte az összes aszteroida, amelyet a 19. században fedeztek fel, a fő övön belül mozog. Az egyetlen kivétel az Efra és az Eros, amelyek átlépik a Mars pályáját. Abban az időben az övön belüli fogságból való menekülésre nem volt más példa.
A XX. Század itt is változásokat hozott. 1906. február 23-án Wolff egy nagyon halvány aszteroidát fényképezett, amely majdnem kör alakú pályán mozgott, ugyanolyan sugarú körben, mint a Jupiter, 55,5 fokkal a bolygó előtt. Achilles-nak hívták és 588-as számot kapott. Hamarosan Carl Charlier svéd csillagász rájött, hogy Achilles mozdulataiban a stabil könyvtári kép két pontjának egyikéhez van kötve, amelyet 1772-ben jósolt meg Joseph Louis Lagrange. Achilles rendszeresen visszatér az L4 könyvtár pont közelébe, amely 60 fokkal halad a Jupiter előtt. Egy idő után felfedezték ott a Patroclus aszteroidát, Hectorra pedig az L5-ös pont közelében találtak rá, amely a bolygó mögött 60 fokkal mozgott. Nem sokkal ezután kialakult a hagyomány, hogy ezeket a kisbolygókat a trójai háború hőseinek tiszteletére nevezzük el - az L4-es könyvtár közelében az achaiak neveivel (Achilles, Nestor, Agamemnon, Odysseus, Ajax,Diomedes, Antilochus, Menelaus), valamint az L5 könyvtári pont közelében - a trójai védők neve (Priam, Aeneas, Antif). Ez a hagyomány azonban nem azonnal jelent meg, így Hector és Patroclus végül az "ellenséges táborokban" maradtak.
A mai napig mintegy 5000 trójait fedeztek fel a Jupiter közelében. A szögetávolság közöttük és a Jupiter között széles skálán mozog - 45 és 100 fok között. További négy trójai él a Mars közelében, nyolc pedig a Neptunusz pályaövezetében. 2011 júliusában kanadai csillagászok nevezték meg az első jelöltet bolygónk trójai partnere címre. Ezt a 300 méteres 2010-es TK7 aszteroidát a WISE infravörös távcső fogta el, amely alacsony földi pályán működött 2010. január és október között.
Földközeli aszteroidák
A felfedezés újabb szakasza 1932 tavaszán kezdődött. Március 12-én Eugene Delport belga csillagász felfedezte az Amur aszteroidát, amely perihélionnál 1,08 AU-val közelíti meg a Napot. és ezért szinte hozzáér a földpálya külső oldalához. Mindössze hat hét múlva Karl Reinmuth rábukkant az Apollo aszteroidára, amelynek pályája mind a Földön, mind a Vénuszon áthalad, és csak 0,65 AU távolságra van a Naptól a perihélionnál.
Ámor és Apolló két kisebb bolygó családjának ősei lettek, akik meglátogatják a Naprendszer belső régióit. Közös nevük van - Földközeli aszteroidák (NEA-k). Az Amor típusú aszteroidák perihéliuma 1,3 AU között mozog. a földpálya maximális sugáráig, amely 1,017 AU. Az Apollo-típusú aszteroidák közé tartoznak olyan testek, amelyek perihéliuma kisebb, mint 1,017 AU. és egy fél-fő tengely meghaladja az 1 AU-t. Van egy földközeli aszteroidák családja is, amelyek féltengelye kevesebb, mint egy csillagászati egység. Az ilyen aszteroidák körülbelül 50% -a, amelyek közül az elsőt 1976-ban fedezték fel és Aton egyiptomi istenről kapták a nevét, még mindig jobban eltávolodnak a Naptól, mint a Föld, mivel nagy excentricitású ellipszisek mentén mozognak. Az atonok között megkülönböztetnek egy aszteroidák alcsaládját,amelynek apogeje kisebb, mint a földpálya minimális sugara, 0,983 AU. Ezek a testek természetesen mindig közelebb vannak a Naphoz, mint bolygónk.
A földközeli aszteroidák pályája nagyon változatos. Némelyikük rendszeresen visszatér a fő övhez, és néha sokkal tovább is megy, míg mások mindig közelebb tartanak a Naphoz. Ilyen például az 1685 Toro aszteroida, amelynek apogeija 1,96 AU. és perihélion 0,77 AU. Keresztezi a Föld és a Mars pályáját, és csak 0,05 AU hiányzik belőle. e, hogy eljussunk a Vénusz pályájára. 8 Föld és 13 Vénusz évre van szüksége ahhoz, hogy öt fordulatot hozzon a Nap körül, így Toro mindkét bolygóval orbitális rezonanciában van. Vannak olyan aszteroidák is, akik a Merkúrhoz közelebb merik közelíteni a Napot. Ilyen az Apollo családból származó 1566 Icarus aszteroida, amelyet 1949-ben fedezett fel Walter Baade amerikai csillagász.
Befejezetlen bolygók
Az aszteroidák bizonyos értelemben befejezetlen bolygók. Mindkettő egykor összeütközött és összeolvadó planetesimálisokból állt, szilárd testek, amelyek nagysága métertől egy kilométerig terjed, és egy újszülött Nap körül kering. Ezek a testek viszont az elsődleges gáz- és porfelhő részecskéinek tapadása miatt keletkeztek, amelyből a naprendszer kialakult. A Mars pályáján túli zónában a planetesimálisok nem tudtak egyesülni egy nagy bolygóvá. Valószínűleg ennek oka a Jupiter által okozott gravitációs zavar volt, bár más mechanizmusok is működhettek. Különösen lehetséges, hogy a Jupiter többször is nagy testeket dobott ki a Nap felé, ami szintén destabilizálta az aszteroidaövet.
Az első aszteroidák, amelyek közvetlenül a síkszimból származnak, szinte körpályák mentén mozogtak az ekliptika síkjában, és alacsony a relatív sebességük. Ezért nem szakadtak szét ütközésekben, hanem összetartottak és növekedtek. A Jupiter gravitációja azonban fokozatosan arra kényszerítette az aszteroidákat, hogy nagy excentrikussal hajlanak a ferde pályákra, emiatt relatív sebességük 5 km / s-ra növekedett (ez az, ami most). Ilyen sebességgel ütve az aszteroidákat olyan töredékekre törték szét, amelyeknek esélyük sem volt igazi bolygót elindítani.
Ezek a folyamatok gyökeresen megváltoztatták az aszteroidaövet. Kezdeti tömege nem pontosan ismert, a modellszámítások szerint azonban a jelenlegi tömeg 2200-szorosa lehet, és megközelítőleg megegyezik a Föld tömegével. Ugyanezek a számítások azt mutatják, hogy testek százai voltak, tömegük és méretük nem alacsonyabb, mint Ceres. Ezek a holttestek az ütközések során elhunytak, törmelékük instabil pályára került, és elhagyták az övet. Végül annyira elvékonyodott, hogy ritkák lettek az ütközések, és a túlélő aszteroidák meglehetősen stabil pályákon maradtak. Tehát a jelenlegi fő öv halvány árnyéka egykori pompájának.
Clark Chapman megjegyezte, hogy számos bolygótudós szerint egy időben egy másik öv is létezhet a Föld és a Vénusz között. Ezeket az aszteroidákat azonban sokkal nehezebb túlélni. Feltételezhető, hogy ütközés után szinte mindegyik szétvált és töredékeiket kidobták a Naptól.
Nikkel-vasláz
A tudományos-fantasztikus írók régóta jósolták, hogy úgy mondjam, az aszteroidák nemzetgazdasági fejlődését - idézzük fel például Azimov "A marslakók útja" című történetét. Ez érthető. Az aszteroidaöv óriási tartalékokat tartalmaz a legtisztább vizes jégből és sokféle ásványi anyagból. Egy tipikus M-osztályú aszteroida köbkilométere 7 milliárd tonna vasat, egymilliárd tonna nikkelt és millió tonna kobaltot tartalmaz. Ezen fémek összköltsége a mai árakon meghaladja az 5 billió dollárt. Remélhetőleg, ha az emberiség hozzájut ezekhez az erőforrásokhoz, akkor okosan és valós haszonnal jár velük.
Alexey Levin