Наша планетарная система состоит не только из Солнца и окружающих его планет. Существует еще огромное количество объектов, вращающихся по своим орбитам, но обладающих гораздо меньшими размерами, чтобы дать им полноценный планетарный статус. Для таких объектов в 2006 году Международный астрономический союз ввел термин «малое тело Солнечной системы». К ним причисляют межпланетное вещество (газ и пыль), астероиды, метеориты, кометы и карликовые планеты.

Пояс астероидов

Название этого загадочного места Солнечной системы - главный пояс астероидов - ввел в середине XIX века немецкий ученый-просветитель Александр фон Гумбольдт. Суммарная масса скопления летающих скал диаметром от метра до сотен километров равна примерно 4 % лунной массы, причем больше ее половины заключено в четырех крупнейших телах: Церере, Палладе, Весте и Гигее. Их средний диаметр близок к 400 км, а самое огромное из них - Цереру - можно даже считать настоящей карликовой планетой (ее диаметр более 950 км, а масса превосходит суммарную массу Паллады и Весты). Однако подавляющее число из многих миллионов астероидов главного пояса значительно меньше по величине, они составляют в диаметре всего лишь десятки метров.

Астероидами считают тела диаметром более 30 м, меньшие называют метеороидами, или метеоритами. Особо крупных тел в главном поясе астероидов довольно мало, например стокилометровых астероидов всего около 200, и известно порядка тысячи астероидов радиусом больше 15 км. Основное население главного пояса, судя по всему, образует несколько миллионов астероидов диаметром в десятки и сотни метров.

Астрономы-планетологи до сих пор спорят о причинах появления главного астероидного пояса, но в большинстве сходятся во мнении, что определяющую роль сыграло чудовищное тяготение Юпитера, то ли мешавшее сформироваться полноценной планете, то ли, наоборот, разорвавшее ее на части, множественные столкновения которых и привели к сегодняшней картине этого орбитального роя астероидов.

В итоге множество астероидов распалось на более мелкие фрагменты. Основная их часть была выброшена силами гравитации на окраины Солнечной системы либо перешла на очень вытянутые орбиты, двигаясь по которым (и возвращаясь во внутреннюю часть Солнечной системы) они сталкивались с планетами земной группы во время эпохи поздней тяжелой бомбардировки, около 3,5 млрд лет назад. Это объясняет низкую плотность сегодняшнего состояния пояса астероидов. Столкновения между астероидами происходят постоянно даже с учетом разреженности современного астероидного пояса, что формирует множество астероидных семейств с похожими орбитами и химическим строением.

Группы астероидов

Среди астероидов выделяют околоземные амуры и аполлоны (названные так в честь самых известных своих представителей - астероидов Амура и Аполлона). Орбиты амуров находятся полностью за пределами земной орбиты, траектория движения аполлонов пересекает земную с внешней стороны.

Изучение малых тел

Крупнейшие представители главного пояса астероидов - Церера, Паллада, Юнона и Веста - были открыты в начале XIX века, а Астрея и Геба - в середине. В отличие от других планет, даже в самые сильные телескопы того времени все они выглядели как точки света, неотличимые от обычных звезд в отсутствие движения. Поэтому новые небесные тела стали считать отдельным классом звездоподобных объектов.

Новый этап изучения астероидов начался с применения в 1891 году метода астрофотографии, заключающегося в съемке с долгой экспозицией, так что движущиеся слабовидимые тела оставляют четкие светлые линии. С помощью астрофотографии за последующие три десятилетия было обнаружено свыше тысячи астероидов, а сегодня их число составляет около 300 тыс. и продолжает расти, причем современные системы поиска новых астероидов позволяют выявлять их автоматически, практически без участия человека. Самое пристальное внимание уделяется в первую очередь крупным объектам, способным вторгнуться в земную атмосферу вместе с некоторыми кометами и метеороидами.

Строение и состав астероидов

Эволюция крупнейших астероидов пояса включала процесс гравитационного разделения, когда они испытывали нагревание, приводившее к плавлению их силикатного вещества с выделением металлических ядер и более легких силикатных оболочек. Так, у крупных астероидов возникла даже своеобразная базальтовая кора, совсем как у внутренних планет земной группы.

Теория возникновения главного пояса астероидов предполагает, что вначале население пояса должно было включать немало крупных объектов, в которых происходила дифференциация внутреннего строения. Подобные астероиды могли бы иметь все признаки малых планет вместе с корой и мантией из базальтовых пород. Соответственно, в последующем более половины фрагментов крупных тел должны были бы состоять из базальта. Тем не менее базальтовые тела почти не встречаются в главном поясе. Одно время даже считалось, что практически все базальтовые астероиды представляют собой осколки коры Весты, однако более подробные исследования показали различие в их химическом составе, что указывает на их отдельное
происхождение.

Интересно, что когда главный пояс находился в стадии формирования, в нем возникла так называемая снеговая линия, в пределах которой поверхность астероидов не нагревалась выше температуры таяния льда. Поэтому на астероидах, образовавшихся вне этой линии, смог возникнуть водяной лед, что привело к появлению космических айсбергов с большим содержанием льда.

Подобные соображения подтвердило открытие новых разновидностей обитателей главного пояса астероидов в виде сравнительно небольших комет, населяющих внешнюю часть пояса далеко за пределами снеговой линии. Может быть, именно эти «снежные астероиды» стали источниками воды (и следовательно, жизни) в земных океанах, попав на нашу планету во время кометной бомбардировки. Данную гипотезу косвенно подтверждает и разница в изотопном составе комет, прилетающих с далеких окраин Солнечной системы, с распределением изотопов в воде земной гидросферы. В то же время изотопный состав небольших комет, располагающихся во внешней части главного пояса астероидов, вполне схож с земным, стало быть, можно предположить, что эти астероиды были источниками земной воды.

Между составом астероида и его расстоянием от Солнца можно проследить вполне определенную зависимость. Например, каменные силикатные астероиды расположены намного ближе к светилу, чем углеродно-глинистые, содержащие следы воды в связанном состоянии и даже обычный водяной лед. У близких к Солнцу астероидов также более высокая отражательная способность, чем у центральных и периферийных. Астрономы объясняют это воздействием солнечной радиации, «выдувавшей» более легкие элементы, например воду и газы, на периферию. Таким образом, водяной лед сконденсировался на астероидах внешней области главного пояса.

Классификация астероидов

Из основных характеристик астероидов стоит упомянуть показатели их цветности, отражательной способности поверхности и характеристики спектра отраженного солнечного света. Изначально эта классификация определяла только три основных класса астероидов:

• класс C - углеродные, 75 % известных астероидов;
• класс S - силикатные, 17 % известных астероидов;
• класс M - металлические, большинство остальных.

Этот список был позже расширен, и число классов продолжает расти по мере изучения астероидов.

Относительно высокая концентрация крупных и средних тел в центральной области главного пояса предполагает возможность их довольно частых, по астрономическим меркам, сокрушительных столкновений, происходящих не реже чем раз в десятки миллионолетий. При этом идет их дробление на отдельные фрагменты различных размеров. Впрочем, если астероиды встречаются на сравнительно небольших скоростях, возможен обратный процесс их «слипания», когда они объединяются в одно более крупное тело. В современную астрономическую эпоху, несомненно, доминируют дробление и рассеивание частей астероидов, но 4 млрд лет назад именно процессы укрупнения привели к образованию планет Солнечной системы.

С тех пор дробление астероидных фрагментов с превращением их в метеороиды полностью изменило внешний вид главного пояса астероидов, наполнив его обширными шлейфами мельчайших крупинок и пыли из микрочастиц радиусом в несколько сотен микрометров. Последствия подобного дробления, «перемеливания» и перемешивания с добавками, кроме астероидной, еще и пыли, выбрасываемой кометами, вызывают явление зодиакального света (слабое послезакатное и предрассветное свечение, наблюдаемое в плоскости эклиптики, имеющее вид расплывчатого треугольника).

Углеродные астероиды . Подобные тела составляют более трех четвертей населения главного пояса и содержат большой процент элементарных углеродных соединений. Их количество особенно велико во внешних районах главного пояса. Внешне углеродистые астероиды имеют тусклый темно-красный оттенок, и их довольно трудно обнаружить. Видимо, главный пояс астероидов содержит довольно много таких тел, которые можно найти по излучению в невидимом инфракрасном диапазоне из-за наличия в них воды. Крупнейший представитель углеродистых астероидов - Гигея.

Силикатные астероиды . Довольно распространенный класс астероидов - силикатные тела класса S, группирующиеся во внутренней части пояса. Их поверхность покрыта различными силикатами и некоторыми металлами, в основном железом и магнием, при полном отсутствии углеродных соединений. Все это результат значительных изменений, вызванных плавлением и разделением веществ.

Металлические астероиды . Так еще называют метеороиды класса M главного пояса. Они богаты никелем и железом. Их около 10 % всех тел. Имея умеренную отражательную способность, эти объекты могут быть частями металлических ядер астероидов, вроде Цереры, возникших при формировании Солнечной системы и разрушенных во взаимных столкновениях.

Поскольку кинетическая энергия столкновения астероидов способна достигать весьма существенных величин, их фрагменты могут разноситься по всей Солнечной системе, попадая и в атмосферу нашей планеты. Сегодня насчитываются десятки тысяч всяческих метеоритов, из которых практически все (99,8 %) прилетели из главного пояса астероидов.

Новый источник ресурсов

В задачах колонизации Солнечной системы астероидам отводится важная роль источника сырья для строительства и промышленного производства. Предполагается даже организовать транспортировку наиболее ценных астероидов на земную орбиту, где к тому времени будут работать космические металлургические предприятия. Астероиды главного пояса могут быть ценными источниками водяного льда, из которого возможно получение кислорода для дыхания и водорода как топлива. Ну и конечно же, космические геологи будущего надеются найти под тонкой коркой спекшихся базальтов разные редкие минералы и металлы, включая никель, железо, кобальт, титан, платину, молибден, родий и др.

Астероиды - практически неисчерпаемые источники ресурсов, всего лишь одно железоникелевое тело класса M километрового диаметра может содержать пару миллиардов тонн руды, в несколько раз превышая годовой объем добычи ископаемого на Земле. Еще более перспективно расположение металлургического производства в космосе с вакуумной плавкой и переплавом различной продукции космической инфраструктуры, необходимой для дальнейшего исследования и освоения ближнего и в перспективе дальнего космоса.

Церера

Церера была открыта в ночь на 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пиацци. Первоначально считалась планетой, а затем в течение двух столетий просто крупным астероидом. Окончательно была классифицирована как карликовая планета и названа в честь древнеримской богини плодородия и покровительницы Сицилии.

Веста

Тысячи маленьких небесных тел-астероидов бороздят просторы Солнечной системы. Они имеют неправильную осколочную форму, однако при этом могут достигать 500 км в диаметре, как Веста.

Веста - четвертый по времени открытия астероид (1807 год) и самый яркий из всех. В моменты наибольшего сближения с Землей Веста светит, как звезда 5-й величины. На темном небе ее можно разглядеть невооруженным глазом.

По размеру среди астероидов Веста - вторая после Паллады, поскольку в новой классификации из-за правильной шарообразной формы Цереру ученые отнесли не к астероидам, а к карликовым планетам. Если бы асимметрия Весты была меньше, этот астероид также записали бы в карлики.

В 2011 -2012 годах космический аппарат Dawn работал на орбите вокруг Весты и передал на Землю ее подробные снимки. Кратеры на них названы именами весталок - жриц римской богини Весты, чье имя носит астероид.

8890

Кометы

Первым стал исследовать кометы датский астроном Тихо Браге, а затем его ученик, немецкий ученый И. Кеплер. Первым, кто предположил, что кометы – члены Солнечной системы, был Э. Галлей (1656-1742), он первым доказал периодичность движения комет. Общее число комет в Солнечной системе более десятков миллиардов, т.е. она окружена облаками комет, ежегодно наблюдается 15-20 комет (рис. 45).

Рис. 45. Комета Хейла-Боппа

Кометы – малые тела Солнечной системы, обычно размером в несколько километров, состоящие главным образом из летучих веществ (льдов). Их орбиты имеют большой эксцентриситет, как правило, с перигелием в пределах орбит внутренних планет и афелием далеко за Плутоном. Когда комета входит во внутреннюю область Солнечной системы и приближается к Солнцу, ее ледяная поверхность начинает испаряться и ионизироваться, создавая кому: длинное облако из газа и пыли, часто видимое невооруженным глазом. Газы захватывают пыль и вместе с ней образуют голову кометы и хвост, достигающий сотен миллионов километров. Иногда образуется несколько хвостов. Потоки электрических частиц, исходящих от Солнца, вызывают свечение разряженного газа в хвостах комет.

Короткопериодические кометы имеют период меньше 200 лет. Период же долгопериодических комет может равняться тысячам лет.

Кентавры

Кентавры – ледяные кометоподобные объекты с большой полуосью, большей, чем у Юпитера, и меньшей, чем у Нептуна. У крупнейшего из известных кентавров Харикло диаметр приблизительно равен 250 км.

Транснептуновые объекты

Пространство за Нептуном, или «регион транстнептуновых объектов», все еще в значительной степени не исследовано. Предположительно, оно содержит только малые тела, состоящие главным образом из камней и льда.

Пояс Койпера

Пояс Койпера – область реликтов времен образования Солнечной системы, являющийся большим поясом осколков, подобным поясу астероидов, но состоящий в основном из льда. Он простирается между 30 и 55 а.е. от Солнца. Составлен главным образом малыми телами Солнечной системы. По оценкам, более 100 000 объектов пояса Койпера имеют диаметр больше 50 км, но полная масса пояса равна только одной десятой или даже сотой массы Земли. Многие объекты пояса обладают множественными спутниками, и большинство объектов орбиты располагаются вне плоскости эклиптики. Пояс Койпера разделен на «классический» пояс и резонансы. Резонансы – транснептуновые объекты, чья орбита создает орбитальный резонанс с орбитой Нептуна. Классические объекты пояса Койпера не находятся с Нептуном в орбитальном резонансе и простираются примерно от 39,4 до 47,7 а.е.

Планеты-карлики

23 августа 2006 г. Международный астрономический союз выделил еще одну категорию планет солнечной системы – планеты-карлики. Карликовая планета – небесное тело, обращающееся по орбите вокруг Солнца, которое достаточно массивно, чтобы под действием собственных сил гравитации поддержать близкую к округлой форму, но которое не очистило пространство своей орбиты от планетозималий и не является спутником планеты. По этому определению у Солнечной системы имеется пять признанных карликовых планет: Церера (находится в поясе астероидов), Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида. В будущем другие объекты могут быть классифицированы как карликовые планеты, например, Седна, Орк и Квавар, Варун. Эти объекты находятся в поясе Койпера, в пространстве за Нептуном.

Плутон

Плутон – карликовая планета, крупнейший известный объект пояса Койпера (рис. 46).

Плутон открыт К. Томбо (1906-1997) в 1930 г. Он очень медленно (за 247,7 года) совершает оборот по орбите, которая имеет небольшой (17 0) наклон к плоскости эклиптики и вытянута настолько, что в перигелии Плутон подходит к Солнцу на более короткое расстояние, чем Нептун.

Рис. 46. Плутон

Плутон не относится ни к твердым, ни к газообразным планетам. По признакам, наблюдаемым с Земли, эта планета похожа на гигантское ледяное тело. Поверхность Плутона покрыта замерзшим метаном, а тонкая атмосфера периодически превращается в метановый снег. Вполне возможно, что Плутон представляет собой реликтовую часть материала, из которого образовалась наша Солнечная система.

Плотность Плутона больше плотности других внешних планет Солнечной системы. Поэтому ученые предполагают, что он либо образовался в другом месте Солнечной системы и в результате катастрофических возмущений орбиты занял современное положение, либо сформировался в иной планетной системе и лишь впоследствии был «захвачен» Солнцем. Все планеты Солнечной системы движутся в одном направлении, в единой плоскости, а Плутон составляет исключение. Движение его осуществляется в противоположном направлении.

Атмосфера Плутона весьма разряжена и состоит из газообразного метана с возможной примесью инертных газов. Масса его составляет 1,7% массы Земли.

Неясна ситуация с наибольшим спутником Плутона – Хароном. Продолжит ли он классифицироваться как спутник Плутона или будет переклассифицирован в карликовую планету. Поскольку центр масс системы Плутон – Харон находится вне их поверхностей, они должны рассмаитриваться в качестве двойной планетарной системы. Два меньших спутника – Никра и Гидра обращаются вокруг Плутона и Харона.

Хаумеа

Хаумеа – карликовая планета, хотя и меньше Плутона, но крупнейший из известных классических объектов пояса Койпера. Хаумеа имеет сильно вытянутую форму и период вращения вокруг своей оси 4 ч. Два спутника и еще по крайней мере восемь транснептуновых объектов являются частью семейства Хаумеа, которое сформировалось миллиарды лет назад из ледяных осколков, после того как большое столкновение разрушило ледяную мантию Хаумеа. Орбита карликовой планеты обладает большим наклонением – 28 0 .

Макемаке

Макемаке получила название карликовой планеты в 2008 г. В настоящее время является вторым по видимой яркости в поясе Койпера после Плутона. У Макемаке не обнаружено спутников. Имеет диаметр от 50 до 75% диаметра Плутона, орбита наклонена на 29 0 .

Рассеянный диск

Рассеянный диск частично перекрывается с поясом Койпера, но простирается намного далее за его пределы и, как предполагают, является источником короткопериодичных комет. Многие объекты рассеянного диска имеют перигелий в пределах пояса Койпера, но их афелий может простираться до 150 а.е. от Солнца. Орбиты объектов весьма наклонены к поясу эклиптики и часто почти перпендикулярны ему.

Эрида

Эрида (68 а.е. в среднем) – крупнейший объект рассеянного диска (рис. 47). Она является наибольшей из известных карликовых планет, на 5% больше, чем Плутон и имеет предполагаемый диаметр 2400 км. У Эриды имеется один спутник – Дисномия. Орбита сильно вытянута с перигелием 38,2 а.е. и афелием 97,6 а.е., сильно наклонена к плоскости эклиптики на 44,177 0 .

Отдаленные области

Рис. 47. Эрида

Вопрос о том, где именно заканчивается Солнечная система и начинается межзвездное пространство, неоднозначен. Ключевыми в их определении принимают два фактора: солнечный ветер и солнечное тяготение. Внешняя граница солнечного ветра – гелиопауза, за ней солнечный ветер и межзвездное вещество смешиваются, взаимно растворяясь. Гелиопауза находится примерно в четыре раза дальше Плутона и считается началом межзвездной среды. Область пространства, ограниченная гелиопаузой , называется гелиосферой (рис. 48).

Рис. 48. Гелиосфера

Однако предполагают, что область, в которой гравитация Солнца преобладает над галактической, – сфера Хилла, простирается в тысячу раз дальше. К отдаленным областям Солнечной системы относится облако Оорта – гипотетическое сферическое облако ледяных объектов, служащее источником долгопериодичных комет (рис. 49). В 2003 г. М. Браун открыл Седну – большой, подобный Плутону, красноватый объект с гигантской, чрезвычайно эллиптической орбитой, приблизительно от 76 а.е. в перигелии до 975 а.е. в афелии и периодом в 12 050 лет. Астрономы считают, что это первый объект новой популяции. Браун назвал эту популяцию «внутренним облаком Оорта». Седна могла бы быть признана карликовой планетой, если бы достоверно была определена ее форма.

Рис. 49. Предполагаемый вид облака Оорта

Пограничные области

Большая часть нашей Солнечной системы все еще неизвестна. По оценкам, гравитационное поле Солнца преобладает над гравитационными силами окружающих звезд на расстоянии приблизительно 2 световых лет (125 000 а.е.). В сравнении, нижние оценки радиуса облака Оорта не размещают его дальше 50 000 а.е. Несмотря на открытия таких объектов как Седна, область между поясом Койпера и облаком Оорта радиусом в десятки тысяч а.е. все еще практически не исследована. Также продолжается изучение области между Меркурием и Солнцем.

В состав Солнечной системы входит не только Солнце и 8 больших планет. Огромное число различных более мелких объектов тоже вращается по различным орбитам вокруг Солнца. Все они также заслуживают своего изучения.

Среди малых тел можно выделить:
- "карликовые планеты" (этот термин был введён после отмены для Плутона статуса планеты для него и всех подобных ему объектов);
- астероиды, или "малые планеты";
- кометы;
- метеоритные тела или метеориды (т. е. просто небольшие камни);
- пыль и газ.

Карликовые планеты

Термин "карликовые планеты" был введён решением XXVI Генеральной ассамблеи МАС (международного астрономического союза) в 2006 г. После бурных дебатов было решено, что Плутон, который меньше всех других планет Солнечной системы и даже их крупных спутников, следует лишить его статуса планеты, который был у Плутона с момента его открытия в 1930 г., а вместо этого ввести для него и некоторых других обнаруженных к тому времени на окраинах Солнечной системы объектов, масса которых был сравнима с массой Плутона, специальное определение "карликовая планета". Был предложен следующий набор критериев для того, чтобы определить принадлежность объекта к группе карликовых планет:
1) карликовая планета вращается вокруг Солнца:
2) сила гравитации карликовой планеты достаточна, чтобы придать её сферическую форму;
3) карликовая планета не очищает пространство вокруг себя (чтобы рядом с ним не было других сравнимых по размерам тел);
4) не является спутником другой планеты;

В настоящее время под определение "карликовых планет" попадают собственно Плутон, Церера (самый большой объект в ближнем поясе астероидов) и Эрида (недавно открытый объект в поясе Койпера, находящийся ещё дальше Плутона), и ещё для нескольких объектов причисление их к разряду карликовых планет рассматривается.

Характеристики Плутона

средний радиус орбиты: 5,913,520,000 км
диаметр: 2370 км
масса: 1.3 *10^22 кг

Орбита Плутона находится в основном за орбитой Нептуна, но имеет большой эксцентриситет, из-за чего Плутон иногда находится ближе к Солнцу, чем Нептун. Период обращения по орбите - 245,73 лет. Какие-либо детали на Плутоне невозможно рассмотреть в телескоп, и, после его открытия в 1930 г. долгое время ошибочно считалось, что размеры и масса Плутона близки к земным. На самом деле Плутон в 5 с лишним раз меньше Земли по размерам и в 500 раз - по массе. Он также меньше Луны. Известно также, что у Плутона имеется пять спутников. Самый крупный из них - Харон, открытый в 1978 г., он всего примерно в 2 раза меньше самого Плутона.

В июле 2015 космический аппарат "Новые горизонты", запущенный НАСА, впервые достиг Плутона. Он пролетел на расстоянии менее 10 тыс. км от Плутона и сделал довольно хорошие фото поверхности. На Плутоне обнаружены горы высотой более 3 тыс. км., состоящие, предположительно, изо льда, но большая часть поверхности - равнины.

Астероиды, пояс Койпера и облако Оорта

Астероид - небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, движущийся по орбите вокруг Солнца. Первый астероид Церера был случайно открыт итальянцем Пиацци 1 января 1801 г., после него в течение нескольких лет было открыто ещё 3 крупных астероида. Затем в открытии астероидов наступил перерыв, а после 1835 г. их начали открывать в большом количестве. В настоящее время известны десятки тысяч астероидов. Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1.1 до 1.9 миллиона объектов, имеющих размеры более 1 км.

Большинство астероидов, открытых на настоящий момент, обращаются по схожим орбитам между орбитами Марса и Юпитера. Очевидно, сильное гравитационное поле Юпитера в период возникновения Солнечной системы помешало сформироваться в этом месте ещё одной планете.
Несмотря на очень большую численность астероидов, размеры подавляющео большинства их крайне малы, а общая масса всего ближнего пояса астероидов оценивается всего в 4% от массы Луны. Несколько астероидов были изучены вблизи и сфотографированы космическими аппаратами.

астероид Ида и её маленький спутник

Впоследствии стало ясно, что подобных поясов, в которых обращаются вокруг Солнца множество мелких тел, больше одного. В начале 1950-х годов Оорт и Койпер высказали предположение о существовании подобных поясов за орбитой Нептуна. Пояс Койпера находится от Солнца на расстоянии примерно 30-50 астрономических единиц и, по оценкам астрономов, только объектов, размер которых больше 100 км, в нём насчитывается десятки тысяч. Масса пояса Койпера существенно превышает массу ближнего пояса астероидов. На сегодняшний день в поясе Койпера открыто уже более 800 объектов. Облако Оорта, из которого, согласно расчётам, к Солнцу изредка прилетают некоторые долгопериодические кометы, находится ещё дальше, чем пояс Койпера.

Пояс Койпера и облако Оорта.

Крупнейшие объекты в поясе Койпера.
Внизу Земля для сравнения.

Слово «комета» в переводе с греческого означает «волосатая», «длинноволосая». Кометы, пролетающие по небу, люди время от времени наблюдали ещё с глубокой древности. Считалось, что появление комет сулит разные дурные предзнаменования.

В 1702 году Эдмунд Галлей доказал, что кометы, наблюдавшиеся в 1531, 1607 и 1682 годах - это на самом деле не разные кометы, а одна и та же, которая, двигаясь по своей орбите вокруг Солнца, периодически возвращается через определённый промежуток времени. Эта комета была названа его именем - комета Галлея.

Орбиты большинства комет - это очень сильно вытянутые эллипсы. Предположительно, кометы прилетают из облака Оорта, в котором содержится огромное число мелких объектов, вращающихся на огромном удалении от Солнца. Под действием разных причин некоторые из этих объектов время от времени изменяют траекторию и приближаются к Солнцу, становясь кометами.
При приближении кометы к Солнцу замёрзшие газы на её поверхности начинают испаряться и образуют огромный хвост, который тянется за кометой на миллионы километров. Под давлением солнечного излучения и солнечного ветра хвост комет всегда направлен от Солнца. Из-за постоянного испарения ядро кометы постепенно уменьшается в массе и, в конце концов разрушается, оставляя вместо себя лишь массу мелких обломков. Иногда, когда Земля пересекает орбиты бывших комет, массы мелких частиц влетают в атмосферу, образуя метеорный дождь.

Некоторые кометы были изучены космическими аппаратами, например, советский аппарат "Вега" в 1986 г. изучил комету Галлея, а в 2005 космический аппарат НАСА "Дип импакт" был специально приведён в столкновение с ядром кометы Темпеля.

Метеорные тела, пыль и газ

Согласно принятым соглашениям, астероидами должны считаться тела, размеры которых больше 1 км. Меньшие по размеру объекты считаются меторидами или метеорными телами. Число подобных объектов, находящихся в Солнечной системе, огромно.
Иногда летающие в космосе объекты попадаются на пути Земли. Давно, на ранних этапах существования Солнечной системы столкновения планет с разными телами, в том числе весьма крупными, случались часто - об этом говорят, в частности, многочисленные кратеры на поверхности Луны и других небесных тел. Сейчас вероятность столкновения Земли с крупным объектом мала, но она всё же существует, поэтому важно изучать космическое пространство и выявлять объекты, орбиты которых могут пересечься с орбитой Земли.
Мелкие космические объекты на пути Земли попадаются постоянно. Влетая в атмосферу, большинство из них сгорает на большой высоте, не успев долететь до поверхности. Такие объекты, выглядящие как падающие звёзды, называются метеорами. Очень редко попадаются достаточно курпные объекты, которые не успевают полностью сгореть в атмосфере и падают на поверхность Земли. Такие объекты называются метеоритами. Метеориты бывают в основном каменные, а также железные и железо-каменные. Интересно, что наиболее древние железные изделия были изготовлены людьми именно из метеоритного железа. Крайне редко на Землю могут упасть большие объекты, способные причинить сильные разрушения. Предполагается, что падение на Землю 65 млн. лет назад крупного астероида, кратер от которого обнаружен на дне Мексиканского залива, могло послужить одной из причин вымирания динозавров.

Межпланетное пространство не пусто. В Солнечной системе достаточно много мелкой межпланетной пыли. Её запасы всё время пополняются вследствие разрушения комет, столкновений астероидов и т. п. Кроме того, далеко за орбиту Плутона проникает солнечный ветер - поток исходящих от Солнца частиц. Концентрация газа и пыли в Солнечной системе существенно выше, чем в межзвёздном пространстве.

Кометы – небольшие небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца: описание и характеристика с фото, 10 интересных фактов о кометах, список объектов, названия.

В прошлом люди смотрели на прибытие комет с ужасом и боязнью, так как считали, что это предзнаменование смерти, катастроф или божьей кары. Китайские ученые веками собирали данные, отслеживая периодичность прибытия объектов и их траекторию. Эти летописи стали ценными ресурсами для современных астрономов.

Сегодня мы знаем, что кометы выступают остаточным материалом и малыми телами от формирования Солнечной системы 4.6 млрд. лет назад. Они представлены льдом, на котором находится темная корочка органического материала. Из-за этого получили прозвище «грязные снежки». Это ценные объекты для изучения ранней системы. Также они могли стать источником воды и органических соединений – необходимые жизненные компоненты.

В 1951 году Джерард Койпер предположил, что за чертой орбитального пути Нептуна скрывается дискообразный пояс с популяцией темных комет. Эти ледяные объекты периодически выталкиваются на орбиты и становятся короткопериодическими кометами. Тратят на орбиту меньше 200 лет. Сложнее наблюдать за кометами с длинными периодами, длительность орбитального пути которых превышает два века. Такие объекты проживают на территории облака Оорта (на удаленности в 100000 а.е.). На один облет могут потратить до 30 млн. лет.

В каждой комете есть замороженная часть – ядро, которое в протяжности не превышает нескольких километров. Состоит из ледяных осколков, замерзших газов и пылевых частиц. С приближением к Солнцу комета нагревается и формирует кому. Нагрев приводит к тому, что лед сублимируется в газ, поэтому кома расширяется. Иногда она способна охватывать сотни тысяч км. Солнечный ветер и давление могут устранять пыль и газ комы, что приводит к длинному и яркому хвосту. Обычно их два – пылевой и газовый. Ниже представлен список самых известных комет Солнечной системы. Перейдите по ссылке, чтобы изучить описание, характеристику и фото малых тел.

Название	Открыта	Первооткрыватель	Большая полуось	Период обращения
	21 сентября 2012 года	Виталий Невский, Артём Олегович Новичонок, Обсерватория ISON-Кисловодск	?	?
	1786 года	Пьер Мешен	2.22 а. е.	3,3 г
	24 марта 1993 года	Юджин и Каролина Шумейкеры, Дэвид Леви	6.86 а. е.	17,99 г
	3 апреля 1867 года	Эрнст Темпель	3.13 а. е.	5,52 г
	28 декабря 1904 года	А. Борелли	3.61 а. е.	6,85 г
	23 июля 1995	А. Хейл, Т. Бопп	185 а. е.	2534 г
	6 января 1978	Пауль Вильд	3.45 а. е.	6,42 г
	20 сентября 1969 года	Чурюмов, Герасименко	3.51 а. е.	6,568 г
	3 января 2013 года	Роберт Макнот, обсерватория Сайдинг-Спринг	?	400000 г
	20 декабря 1900 года	Мишель Джакобини, Эрнст Циннер	3.527 а. е.	6,623 г
	5 апреля 1861 года	А.Е. Тэтчер	55,6 а. е.	415,0 г
	16 июля 1862 года	Льюис Свифт, Туттль, Хорас Парнелл	26.316943 а. е.	135,0 г
	19 декабря 1865 года	Эрнст Темпель и Хорас Туттль	10.337486 а. е.	33,2г
	1758 год	Наблюдалась в глубокой древности;	2,66795 млрд км	75,3 г
	31 октября 2013 года	Обсерватория Catalina Sky Survey	?	?
	6 июня 2011 года	Телескоп Pan-STARRS	?	?

Большая часть комет движется на безопасной отдаленности от Солнца (комета Галлея не подходит ближе 89 млн. км). Но некоторые врезаются прямо в звезду или так сближаются, что испаряются.

Наименование комет

Название кометы может быть сложным. Чаще всего их называют в честь первооткрывателей – человек или космический корабль. Это правило появилось только в 20-м веке. К примеру, комета Шумейкера-Леви 9 названа в честь Юджина и Кэролин Шумейкер и Дэвида Леви. Обязательно прочитайте интересные факты о кометах и информацию, которую нужно знать.

Кометы: 10 вещей, о которых нужно знать

• Если бы наша звезда Солнце по размеру сопоставлялась с дверью, то Земля напоминала монетку, карликовый Плутон – булавочная головка, а крупнейшая комета пояса Койпера (100 км в ширину) занимала бы диаметр пылинки;
• Короткопериодические кометы (тратят на орбитальный пролет меньше 200 лет) проживают на ледяной территории пояса Койпера за орбитой Нептуна (30-55 а.е.). При максимальной удаленности комета Галлея расположена в 5.3 млрд. км от Солнца. Долгопериодические кометы (длинные или непредсказуемые орбиты) приближаются из облака Оорта (100 а.е. от Солнца);
• Один день на комете Галлея длится 2.2-7.4 дней (один осевой оборот). На выполнение одного оборота вокруг Солнца тратит 76 лет;
• Кометы представляют собою космические снежки с замороженными газами, пылью и камнями;
• С приближением к Солнцу комета нагревается, создавая атмосферу (кома), способную охватывать в диаметре на сотни тысяч км;
• У комет нет колец;
• У комет нет спутников;
• К кометам отправляли несколько миссий, а Stardust-NExT и Deep Impact EPOXI удалось раздобыть образцы;
• Кометы не способны поддерживать жизнь, но полагают, что выступают ее источником. В своем составе могут транспортировать воду и органические соединения, которые, возможно, оказались на Земле при столкновении;
• Комета Галлея отображена в гобелене Байе 1066 года, где рассказывается о падении короля Гарольда от руки Уильяма Завоевателя;

Астероиды — малые планеты, невидимые невооруженным глазом. Полагают, что общее число астероидов , движущихся в кольце между Марсом и Юпитером, от крупнейших (Церера, диаметром около 1000 км) вплоть до тел поперечником 1 км, достигает 1 млн. После открытия в 1801 г. большой четверки астероидов (Церера, Паллада, Веста, Юиона) в течение последующих 40 лет поиски новых астероидов оставались безуспешными. В 1845 г. Карл Людвиг Генке открыл пятый астероид, получивший название Астрея. Еще через полтора года, в 1847 г., Генке открывает шестой астероид, названный Гебой. В том же году американец Дж. Э. Хемд открывает Ирис и Флору. Четырнадцать астероидов за 9 лег (с 1852 по 1861 гг.) открыл немецкий художник Герман Майер Соломон Гольдшмидт.

В 1860 г. было известно уже 62 астероида, к 1870 г. — 109, к 1880 г. — 211. Позднее астероиды были обнаружены и в других частях Солнечной системы. Например, астероид 588 Ахилл и еще 20 астероидов (их называют троянцами) движется почти точно по орбите Юпитера; астероид 2060 Хирон — наиболее удаленный от Солнца, с периодом обращения 50,7 года. Более 80 астероидов обнаружено вблизи Земли. Первый астероид вблизи Земли был открыт только 13 августа 1898 г. Густавом Виттом из обсерватории Урания в Берлине. Это был астероид 433 Эрос.

Метеоры

Метеор - это световое явление, заключающееся во вспыхивании на различных высотах над земной поверхностью вторгнувшихся в атмосферу мельчайших твердых частиц. В темную безоблачную ночь можно наблюдать, как вдруг пролетит по небу «звезда» и мгновенно исчезнет. Это явление объясняется следующим образом. В земную атмосферу влетают с огромной скоростью мельчайшие твердые крупинки, весящие доли грамма. Эти крупинки в бесчисленном количестве движутся в межпланетном пространстве и почти непрерывно налетают на Землю. Их скорость в среднем составляет около 30-40 км/сек Их называют метеорными частицами и метеороидами .

Влетев в земную атмосферу с огромной скоростью, метеорная частица встречает очень большое сопротивление воздуха. Поэтому она мгновенно нагревается до такой высокой температуры, что вскипает и превращается в раскаленный газ, быстро рассеивающийся в воздухе. Вот этот раскаленный, светящийся газ мы и замечаем в виде быстро мчащегося по небу метеора . После ярких метеоров на небе в течение нескольких секунд бывает виден слабый свет в виде тонкой ниточки.

Метеоры пролетают в слое атмосферы на высоте от 55 до 120 км над поверхностью Земли. Таким образом, метеорные частицы никогда не достигают земной поверхности.

Метеорные потоки

При наблюдении за одним и тем же участком неба в течение часа или больше, в некоторые дни года можно заметить интересное явление: метеоры, появляясь на небе последовательно один за другим, вылетают как бы из одного места на небе и веером разлетаются во все стороны. То место на небе, откуда как бы вылетают метеоры, называется радиантом. За 1-3 часа наблюдений можно заметить множество метеоров.

Все частицы потока летят в пространстве параллельно друг другу и кажутся нам разлетающимися только из-за перспективы.

Ежегодно в известные дни Земля пересекает орбиты обильных метеорных потоков. В это время наблюдается особо частое появление метеоров в определенном участке неба. Метеорный поток называют по имени того созвездия, в котором расположен радиант потока. Потоки метеоров движутся по орбитам, по которым раньше двигались исчезнувшие кометы (доказали это итальянский ученый Скиапарелли и русский ученый Ф. А. Бредихин). Выяснилось, что потоки метеоров - это продукты постепенного распада кометных ядер. Иногда этот распад происходит не постепенно, а очень быстро.

После частичного или полного распада ядра кометы перед ней, а еще больше вслед за ней, вдоль орбиты вытягивается вереница пылинок и мелких камешков - метеоров. Все они постепенно рассеиваются, и когда вереница их становится очень широкой, возможность встречи метеоров с Землей возрастает.

Метеориты - это выпавшие на Землю метеороиды. Им приписываются названия по местности падения: Забродье, Хмелевка, Лаврентьевка и т. д. По химическому составу и структуре метеориты объединяют в три основные группы: каменные (аэролиты), железокаменные (сидеролиты) и железные (сидериты). Сидериты на 91% состоят из железа, на 8% - из никеля, остальное - примеси кобальта, меди, фосфора, серы и других элементов. Сидеролиты содержат около 55% железа, 19% кислорода, 12% магния, 8% кремния, 5% никеля и 1% примесей. Аэролиты содержат 47% кислорода, 21% кремния, 16% железа, 14% магния и 2% примесей, В настоящее время в мире собрано более 3000 метеоритов. Наиболее известные: железный метеорит Гоба, найденный в 1920 г. на территории Намибии (60 т); Тунгусский метеорит (массой 10 6 т влетел в атмосферу Земли 30 июня 1908 г. со скоростью 25 км/с). После взрыва Тунгусского метеорита было найдено множество остатков в виде оплавленных силикатных и железных шариков массой до 0,2 мг.

Болид - это проникающий из межпланетного пространства в нижние слои атмосферы крупный метеорит .

Кометы

Комета - тело Солнечной системы, движущееся вокруг Солнца по эллиптической орбите на значительном расстоянии от него.

Комета выглядит как туманное светящееся пятнышко. Это пятнышко называют головой кометы. Если кометы очень яркие, то их можно наблюдать невооруженным глазом. Они всегда имеют светящиеся длинные хвосты. Именно поэтому их назвали «кометы», что в переводе с греческого языка означает «хвостатые звезды».

Голова, или, как еще называют, кома - самая яркая часть кометы . Внутри нее предполагается твердое ядро - огромный ком космической пыли, камней, замерзших газов и сложных химических соединений, накрепко спаянных космическим холодом. Его размеры по космическим масштабам просто ничтожны - километры или десятки километров. Массы комет невелики: они не превышают одной миллионной доли массы Земли.

Предполагается, что на больших расстояниях от Солнца кометы представляют собой голые ядра, т. е. глыбы твердого вещества, состоящего из обыкновенного водяного льда н льда из метана и аммиака. В лед вморожены каменные и металлические пылинки и песчинки. При приближении к Солнцу этот очень грязный лед начинает испаряться, создавая вокруг ядра огромную газопылевую оболочку. Под действием давления солнечного света часть газов оболочки отталкивается в сторону, противоположную Солнцу, образуя хвост. У некоторых комет эти процессы протекают настолько интенсивно, что оболочка и хвост достигают огромных размеров. Диаметр оболочки сверхгигантской кометы Хэлмса в 1882 г. был равен 1,5 млн км с длиной хвоста 300 млн км.

Форма и протяженность хвостов различны. У кометы 1843 г. хвост имел длину не менее 300 млн км. У большой кометы 1744 г. было шесть ярких хвостов. Неоднократно наблюдались кометы, у которых хвост даже не развился с приближением их к Солнцу. Например, «бесхвостой» была комета, открытая в 1881 г. английским астрономом Деаннингом. Она приблизилась к Юпитеру на 24 млн км, к Марсу на 9 млн км, и к Земле на 6 млнкм. Комета подошла на 3 млн км к орбите Венеры, а затем повернула назад, уходя к границам Солнечной системы. Классификацию кометных хвостов предложил в XIX в. замечательный русский астроном Ф. А. Бредихин. Хвосты 1 типа - прямые, направленные от Солнца, образованы ионизированными молекулами кометной атмосферы, которые солнечным ветром уносятся прочь от ядра. Хвосты II типа изогнуты и по отношению к орбите кометы отклоняются назад.

Химический состав комет может отличаться в зависимости от расстояния комет от Солнца. Обычно спектр ядра кометы является копией солнечного спектра. По мере приближения кометы к Солнцу в спектре ядра появляются яркие линии паров металлов (натрия, кальция, магния, железа), а в спектре комет - яркие полосы нейтральных газовых молекул (углекислый газ, метан, циан, азот и др.).