Презентация - Солнечная система - Часть 3 (малые тела СС, межпланетная среда)

solar system
обложка

Солнечная система, часть 3: малые тела
Солнечная система
часть 3: малые тела СС, межпланетная среда

Малые тела СС

В дополнение к планетам и их спутникам в Солнечной системе есть огромное количество небольших, но интересных объектов. Нам известны тысячи астероидов и комет, но неизвестных несомненно во много раз больше. Большинство астероидных орбит пролегают между орбитами Марса и Юпитера. Однако у некоторых астероидов (такие как 2060 Хирон (2060 Chiron)) орбиты лежат вне этого пояса. Встречаются даже астероиды, орбиты которых находятся между Солнцем и Землей (Aten, Икар, Гефест). Большинство комет имеют сильно вытянутые эллиптические орбиты и большую часть времени проводят на периферии Солнечной системы, лишь изредка подходя к Солнцу. Различия между кометами и астероидами являются несколько условно. Основное отличие заключается в том, что кометы содержат большее количество летучих материалов и обладают более эллиптичными орбитами. Но встречаются интересные неоднозначные случаи, такие как так 2060 Хирон (он же 95 P/Chiron) и 3200 Фаэтон и объекты Пояса Койпера - объекты в которых объединились некоторые признаки обеих категорий. Астероиды также иногда называют малыми планетами или планетоидами (не путать с "меньшими планетами" ("lesser planets") - это название относится к Меркурию и Плутону). Очень маленькие обломки, обращающиеся вокруг Солнца, иногда называют метеороидами для того, чтобы отличить их от более крупных астероидов. Когда такое тело входит в атмосферу Земли, он нагревается до белого каления, а видимый в небе след называют метеором. Если часть этого дела долетает до поверхности Земли, то этот остаток называют метеоритом. Миллионы метеоров, достаточно ярких, чтобы их увидеть, атакуют Земную атмосферу каждый день (это количество соответствует сотням тонн материала). Все они, кроме небольшой части, сгорают в атмосфере не достигая поверхности Земли. Немногие оставшиеся являются нашим основным источником физической информации об остальной части Солнечной системы. И наконец отметим, что пространство между планетами не является пустым. В нем содержится огромное количество микроскопической пыли и газа, оно пронизано магнитными полями и электромагнитным излучением.
Малые тела Солнечной Системы

Кометы
Кометы

Информация о кометах
В отличие от других маленьких тел солнечной системы, кометы известны еще в античности. Имеются записи в летописях древнего Китая о прохождении Кометы Галлея. На знаменитом гобелене Bayeux Tapestry, на котором изображено празднование Norman Conquest в Англии в 1066 году, также отмечено появления кометы Галлея. К 1995 году в каталоги было внесено 878 комет орбиты которых хотя бы грубо определены. Из них 184 являются периодическими кометами (с орбитальными периодами менее 200 лет); оставшаяся часть без сомнения также периодические кометы, но их орбиты не были определены с достаточной точностью, чтобы говорить об этом наверняка. Кометы иногда называют грязные снежки или "ледяные глыбы". Они состоят изо льда (как водяного, так и из замороженных газов) и пыли, которая по некоторым причинам не вошла в состав планет, во время формирования Солнечной системы. Это делает кометы очень интересными образцами из раннего периода истории Солнечной системы. Когда они пролетают рядом с Солнцем, то переходят в активное состояние. При этом у комет наблюдается несколько различных составных частей: ядро: относительно твердое и стабильное, состоящее в основном изо льда и газа с небольшими добавками пыли и других твердых веществ; кома: плотное облако водяного пара, углекислого и других нейтральных газов сублимирующих из ядра; водородное облако: огромная (миллионы км в диаметре), но очень разреженная оболочка нейтрального водорода; пылевой хвост: до 10 миллионов км в длину, состоит из очень мелких частиц пыли уносимых от ядра потоком газа. Эта часть кометы лучше всего видна не вооруженным глазом; газовый (ионный) хвост: до нескольких сотен миллионов км длинной, состоит из плазмы (ионизованных газов), интенсивно взаимодействует с солнечным ветром. Обычно кометы не видны, за исключением того времени, когда они приближаются к Солнцу. У большинства комет очень эксцентричные орбиты, которые уносят их далеко за орбиту Плутона. Их замечают однажды, после чего они исчезают на тысячелетия. Только у комет с короткими и умеренными периодами обращения (таких как Комета Галлея), существенная часть орбиты находится внутри орбиты Плутона. После примерно 500 прохождений вблизи Солнца большая часть газа и льда испаряется и остается каменный объект очень похожий на астероид. (Возможно, половина околоземных астероидов являются такими "мертвыми" кометами.) Для комет, чьи орбиты проходят близко с Солнцем возможны столкновения с одной из планет или с Солнцем, либо такая комета может быть вообще выброшена из Солнечной системы после близкого пролета рядом с одной из планет (чаще всего рядом с Юпитером). Одной из самых известных комет является комета Галлея, но "главным хитом" лета 1994 года была комета Шумейкеров-Леви 9. Метеорные потоки иногда происходят из-за того, что Земля пересекает орбиту какой-либо из комет. Некоторые из них случаются достаточно регулярно: метеорный поток Персеиды происходит каждый год между 9 и 13 августа, когда Земля пересекает орбиту кометы Свифта-Туттля. Комета Галлея - источник метеорного потока Ориониды в октябре. Много комет были открыты астрономами-любителями. Так как кометы наиболее ярки рядом с Солнцем, то они обычно видны только на восходе или на закате.

Components of Comets
ядро: относительно твердое и стабильное, состоящее в основном изо льда и газа с небольшими добавками пыли и других твердых веществ; кома: плотное облако водяного пара, углекислого и других нейтральных газов сублимирующих из ядра; водородное облако: огромная (миллионы км в диаметре), но очень разреженная оболочка нейтрального водорода; пылевой хвост: до 10 миллионов км в длину, состоит из очень мелких частиц пыли уносимых от ядра потоком газа. Эта часть кометы лучше всего видна не вооруженным глазом; газовый (ионный) хвост: до нескольких сотен миллионов км длинной, состоит из плазмы (ионизованных газов), интенсивно взаимодействует с солнечным ветром.

Comet Parts

Орбиты комет

Комета, снимок

Комета Галлея
В 1705 году Эдмунд Галлей предсказал, используя Ньютоновскую теорию движения , что комета видимая в 1531, 1607, и 1682 годах, вернется в 1758 году (это произошло, увы, после его смерти). Комета в самом деле вернулась, как и было предсказано и была названа в честь Галлея. Средний период обращения кометы Галлея составляет 76 лет, но мы не можем расчитать точную дату ее возвращений простым вычитанием 76 лет от 1986 года. Гравитационное влияние больших планет изменяет орбитальный период от прохождения к прохождению. Негравитационные эффекты (такие как реактивное ускорение газом, выброшенным во время прохождения около Солнца) так же играют, хоть небольшую, но важную роль в изменении орбиты. Между 239 BC и 1986 AD годами орбитальный период изменялся от 76.0 лет (в 1986) до 79.3 лет (в 451 и 1066). (Во времена Христа ближайшие прохождения были в 11 году до н.э и в 66 н.э. Таким образом, ни одно из них не было видно во время его жизни.) Орбита кометы Галлея ретроградная и наклонена под углом в 18 градусов к эклиптике. Как и у всех комет орбита кометы Галлея высокоэксцентрическая. Всего три кометы были изучены при помощи космических аппаратов. Космические аппараты NASA проходили через хвост Кометы Джакобини-Циннера в 1985; Комета Grigg Skjellerup была исследована Джотто (Giotto) в 1989. В 1986 году, пять космических станций из the СССР, Японии и Европы достигли кометы Галлея; Космический аппарат Европейского Космического Агентства (ESA) Джотто (Giotto) получил снимки ядра кометы Галлея с близкого расстояния (снизу и справа). Ядро кометы Галлея имеет размеры приблизительно 16x8x8 километров. Вопреки устоявшемуся мнению, ядро кометы Галлея очень темное: его альбедо всего лишь около 0.03, что делает его темнее чем уголь и одним из самых темных объектов в солнечной системе. Плотность ядра кометы Галлея очень низкая: около 0.1 г/см3, что показывает на возможно пористую структуру ядра, которая объясняется пылью оставшейся после того, как лед сублимировал. Комета Галлея почти уникальна среди комет и своими размерами, и своей активностью, и хорошо определенной, регулярной орбитой. Это делает ее достаточно простой целью для Джотто (Giotto) и других космических аппаратов, но данные будут нетипичными для подавляющего числа комет. Следующее возвращение кометы Галлея состоится в 2061 году.

Снимок кометы Галлея

Снимок кометы Галлея 2

Комета Хиакутаки

Хиакутаки

Комета Хейла-Боппа

Комета Хейла-Боппа над Альпами

Комета Шумейкеров-Леви 9
Комета Шумейкеров-Леви 9 была открыта Евгением и Каролиной Шумейкер и Давидом Леви в 1993 году. Вскоре после открытия была определена ее очень вытянутая эллиптическая орбита, проходящая мимо Юпитера и было обнаружено, что она с ним столкнется. Было очень трудно рассчитать как выглядела ее орбита до прохождением рядом с это гигантской планетой в 1992 году (еще до ее открытия). В 1992 году комета Шумейкеров-Леви 9 (SL9) прошла очень близко от Юпитера, внутри предел Роша. При этом она была разорвана приливными силами на 21 различных по величине фрагментов, которые затем растянулись вдоль ее орбиты на несколько миллионы километров. Размеры и масса первоначального тела и зарегистрированных индивидуальных фрагментов все еще остается очень плохо определенной. Оценки дают от 2 до 10 км в диаметре для первоначального тела и от 1 до 3 км для самых крупных фрагментов. Между 16 и 22 июля 1994 года фрагменты вошли в верхнюю атмосферу Юпитера. Впервые ученые стали свидетелями столкновения двух внеземных тел. Столкновение наблюдали практически все большие телескопы на Земле, тысячи малых и любительских телескопов и несколько космических аппаратов, включая космический телескоп им. Хаббла и Галилео. Изображения были выложены в Сеть через несколько часов после столкновения и стали причиной перегрузки некоторых ftp и www-сайтов. Последствия столкновения были видны на Юпитере примерно в течении года после события. Возможно, группы кратеров расположенных по одной линии на Ганимеде и Каллисто были образованы столкновением с телом подобным распавшейся комете Шумейкеров-Леви 9. Кометы Шумейкеров-Леви 9 больше нет, однако ее "научное наследство" будет изучаться еще многие годы.

Прохождение кометы Шумейкеров-Леви 9 около Юпитера

Шумейкеров-Леви 9 около Юпитера

Comet Shoemaker-Levy 9 on Jupiter

Comet C/2001 Q4 (NEAT)

Ikeya

Космический аппарат Deep Impact летит навстречу комете

Это созданное человеком явление было видно во всей солнечной системе. Находящиеся на Земле ученые увидели, как зонд размером с холодильник, отделившийся от основного аппарата "Дип Импакт", 4-го июля 2005 года столкнулся с кометой Темпель 1 на скорости более 35 тысяч километров в час. Неожиданно яркий взрыв не был ядерным - свечение было обусловлено отражением солнечного света от огромного выброшенного облака. На этих изображениях показано, как это событие было видно с находящегося на околоземной орбите космического телескопа им.Хаббла. Большое облако светлого вещества выбрасывается из ядра кометы и затем рассеивается. На несколько часов после удара область вокруг кометы поярчала более чем в три раза Астрономы будут продолжать исследовать изображения и другие данные, переданные аппаратом "Дип Импакт", чтобы лучше узнать природу кометы Темпель 1 и получить новые сведения о динамике формирования солнечной системы.
Ландшафт на комете Темпеля 1

В январе 1950 года Оорт отметил, что 1) не наблюдалось комет с гиперболическими орбитами, указывающими на то, что они прилетели из межзвездного пространства, 2) у долгопериодических комет афелий имеет тенденцию лежать на расстоянии около 50,000 АЕ от Солнца, 3) не наблюдается какого-либо выделенного направления, откуда приходят кометы. На основе этих фактов он предположил, что кометы образуют огромное облако во внешних областях Солнечной системы. Это облако известно как Облако Оорта. Статистика оценки говорят, что в нем может быть более триллиона (1012) комет. К сожалению, так как отдельные кометы очень малы, то на таких больших расстояниях мы не имеем прямых доказательств существования Облака Оорта. Облако Оорта может содержать значительную долю массы Солнечной системы, возможно такую же или даже большую чем Юпитер. (Все это очень приближенно, мы не знаем ни сколько в нем комет, ни как они велики.) Пояс Койпера - это дискообразная область, находящаяся за орбитой Нептуна примерно от 30 до 100 АЕ от Солнца, содержащая множество маленьких ледяных тел. Сейчас ее рассматривают как источник короткопериодических комет. Время от времени орбиты объектов из Пояса Койпера может быть изменена влиянием планет-гигантов таким образом, что объект пересечет орбиту Нептуна. В этом случае весьма вероятно его тесное сближение с Нептуном, после чего объект может уйти за пределы Солнечной системы или, наоборот, выйти на орбиту пересекающую орбиты других планет-гигантов или даже войти во внутренние области Солнечной системы. В настоящее время известно девять объектов движущихся между Юпитером и Нептуном (включая 2060 Хирон (он же 95 P/Chiron) и 5145 Фолус; смотри список MPC). Международный Астрономический Союз определяет этот класс объектов как Кентавры (Centaurs). Их орбиты неустойчивы. Почти все подобные объекты являются "эмигрантами" из Пояса Койпера. Их дальнейшая судьба неизвестна. Некоторые из них показывают что-то похожее на кометную активность (т.е. их изображения слегка размыты, что показывает на присутствие диффузной комы). Самый большой из них - Хирон, диаметр которого составляет около 170 км, в 20 раз больше чем ядро кометы Галлея. Если он когда-либо выйдет на орбиту, приближающуюся к Солнцу, то он будет фантастически эффектной кометой. Любопытно, но по-видимому, объекты Облака Оорта были сформированы ближе к Солнцу, чем объекты Пояса Койпера. Маленькие объекты, образовавшиеся вблизи гигантских планет могли быть были выброшены за пределы Солнечной системы при гравитационных сближениях. Те из них, которые не были покинули Солнечную систему, образовали на ее окраинах Облако Оорта. Малые объекты сформировавшиеся дальше от Солнца не испытали таких взаимодействий от планет-гигантов и остались на месте, теперь мы их видим как объекты Пояса Койпера. Недавно были открыты несколько объектов Пояса Койпера, включая 1992 QB1 и 1993 SC (сверху). Они представляют собой маленькие ледяные тела похожие на Плутон и Тритон (но меньше по размерам). Существует более 300 известных транснептуновых объектов (на середину 2000 года, смотри список MPC). У многих из них орбиты находятся в резонансе 3:2 с Нептуном (как и у Плутона). Измерения цвета самых ярких из них показывают, что они необычно красные. Оценки показывают, что должны существовать по крайней мере 35,000 объектов Пояса Койпера больших 100 км в диаметре, что в несколько сот раз больше числа (и массы), подобных объектов из пояса астероидов. Группа астрономов под руководством Аниты Кохран (Anita Cochran) сообщила, что Хаббловский телескоп зарегистрировал чрезвычайно слабые объекты Пояса Койпера . Эти объекты очень маленькие и слабые поскольку они только около 20 км в поперечнике. Может существовать более чем 100 миллионов подобных комет на низко наклоненных орбитах, которые ярче 28 звездной величины - предельной величины Хаббловского телескопа. (Однако, последующие наблюдения с Хаббловского телескопа не подтвердили этого открытия.) Спектральные и фотометрические данные были получены для объекта 5145 Фолус. Его альбедо очень низко (меньше чем 0.1), а его спектр указывает на наличие органических соединений, которые обычно очень темные (как, например, ядро кометы Галлея). Некоторые астрономы полагают, что Тритон, Плутон и его спутник Харон являются примерами самых больших объектов Пояса Койпера. (Если даже это правда, то это не приведен к официальному исключения Плутона из рядов "больших планет" по историческим причинам.) Однако, все эти объекты не просто далекие диковинки. Они, почти несомненно, являются неиспорченными остатками туманности из которой сформировалась вся Солнечная система. Их химический состав и распределения в пространстве дают важные ограничения на модели ранних этапов эволюции Солнечной системы.
Пояс Койпера и Облако Оорта

Астероиды
Астероиды

Информация об астероидах, стр.1
В один из первых дней января 1801 года, Джузеппе Пиацци (Giuseppe Piazzi) открыл объект, который он сначала принял за новую комету. Но позже, когда его орбита была определена более точно, стало ясно, что это не комета, а что-то похожее на маленькую планету. Пиацци назвал ее Церера (Ceres), в честь богини плодородия. Через несколько лет были открыты еще три маленьких тела Паллада, Веста и Юнона (Pallas, Vesta, Juno). К концу 19-ого века их было известно уже несколько сотен. На сегодня открыты и зафиксированы уже несколько сотен тысяч астероидов. Еще тысячи открываются каждый год. Несомненно существуют еще сотни тысяч подобных объектов, которые слишком малы, чтобы быть различимыми с Земли. Существует 26 известных астероидов с диаметром более 200 км. Наши подсчеты самых крупных астероидов почти полны: настоящий момент мы вероятно знаем 99% астероидов размеры которых больше 100 км в диаметре. Среди астероидов с размерами от 10 до 100 км занесена в каталоги лишь половина. А о маленьких астероидах мы знаем слишком мало; возможно, что существует около миллиона астероидов с диаметром меньше 1 км. Полная масса всех астероидов меньше, чем масса Луны. Астероиды 243 Ида и 951 Гаспра были сфотографированы космическим аппаратом  Галилео на его пути к Юпитеру. Аппарат NEAR пролетел 27 июня 1997 года вблизи 253 Матильды и получил много изображений. NEAR (переименованный в ходе экспедиции в "NEAR-Шумейкер" "NEAR-Shoemaker") вышел на орбиту астероида 433 Эрос (433 Eros) в январе 1999 года и до сих пор передает изображения и данные. [Прим.Ред.: 12 января 2001 года миссия NEAR-Шумейкер завершилась жесткой, но удачной посадкой на поверхность Эроса.] Это единственные астероиды, которые изучались столь близко. Самым большим астероидом является 1 Церера. Его диаметр 933 км, а масса составляет почти 25% от общей массы всех астероидов. За ним по величине следуют 2 Паллада, 4 Веста и 10 Гигея (10 Hygiea), диаметры которых лежат между 400 и 525 км. Все другие известные астероиды имеют менее 340 км в поперечнике. Ведутся споры по поводу классификации астероидов, комет и спутников. Существует несколько спутников планет, про которые, по всей видимости, лучше сказать, что они являются захваченными астероидами. Крошечные спутники Марса Деймос и Фобос, восемь внешних спутников у Юпитера, у Сатурна самый внешний спутник Феба и, возможно, некоторые из недавно открытых спутников Урана и Нептуна -- все они больше похожи на астероиды, чем на спутники планет. (На коллаже вверху страницы одновременно и приблизительно в одном масштабе показаны Ида, Гаспра, Деймос и Фобос.) Астероиды делятся на несколько типов, в зависимости от их спектра (и, соответственно, химического состава) и альбедо: C-тип, включает в себя более, чем 75% всех известных астероидов: они чрезвычайно темные (альбедо 0.03); наподобие углистых хондритов; имеют приблизительно тот же самый химический состав как у Солнца (исключая водород, гелий и другие летучие вещества; S-тип, 17%: относительно светлые (альбедо 0.10-0.22); химический состав - смесь металлов (железа и никеля) с железно-магниевыми силикатами; M-тип, в него попадают большинство из оставшихся астероидов: светлые (альбедо 0.10-0.18); состоят из чистого железа и никеля. Кроме того существуют около десятка других редких типов астероидов. Из-за эффектов наблюдательной селекции (например, темный астероид C-типа заметить сложнее), в предложенной выше классификации нельзя говорить о точном распределении астероидов в процентном соотношении. (Не самом деле сегодня используется несколько схем классификации астероидов.) О плотностях астероидов известно очень мало. Так масса Матильды была измерена по эффекту Доплера в радиоволнах, пришедших на Землю с борта космического аппарата NEAR при его полете в слабом гравитационном поле астероида. К удивлению, ее плотность оказалась лишь немного больше, чем у воды, указывая на то, что этот астероид не сплошное твердое тело, а скорее плотная груда осколков.

Информация об астероидах, стр.2
Астероиды также подразделяются по их положению в солнечной системе: 1) Основной пояс астероидов: расположен между Марсом и Юпитером, на расстоянии в 2-4 АЕ от Солнца. Он, в свою очередь, делится на подгруппы Hungarias, Floras, Phocaea, Koronis, Eos, Themis, Cybeles и Hildas (каждая из которых названа по имени главного астероида в группе). 2) Околоземные астероиды: те, которые подходят близко к Земле Atens: большая полуось орбиты меньше 1.0 а.е., а расстояние в афелии больше 0.983 а.е.; Apollos: большая полуось больше, чем 1.0 а.е. и расстояние в перигелии меньше, чем 1.017 а.е. Amors: перигелий между 1.017 и 1.3 а.е. 3) Троянцы: расположены недалеко от треугольных точек Лагранжа Юпитера (на 60 градусов впереди и позади Юпитера на его орбите). Сегодня известно несколько сотен таких астероидов. согласно оценкам их может быть больше тысячи. Любопытно, что в передней точке Лагранжа (L4) астероидов больше, чем в задней (L5). (Также могут существовать несколько маленьких астероидов в Лагранжевых точках Венеры и Земли (смотри вторая Луна у Земли), которые также иногда называют Троянцами (например, 5261 Eureka это "Троянец Марса".) В основном поясе астероидов существуют уплотнения их плотности разделенные относительно пустыми областями, называемыми люками Кирквуда (Kirkwood gaps). В поясе астероидов существуют области, где орбитальный период объекта является простой дробью периода обращения Юпитера (т.е. он находится с Юпитером в орбитальном резонансе). Объект на такой орбите скорее всего был бы ускорен (или замедлен) Юпитером и перешел бы на другую орбиту. Есть также "астероиды" (называемые Кентаврами (Centaurs)) во внешних областях Солнечной системы: 2060 Хирон (или 95 P/Хирон), вращающийся между Сатурном и Ураном; орбита астероида 5335 Damocles начинается вблизи от Марса и уходит за орбиту Урана; 5145 Фолус перемещается от Сатурна до Нептуна. Вероятно, имеются и другие объекты, но такие орбиты, пересекающие орбиты планет, неустойчивы и, скорее всего, будут сильно меняться в будущем. По внутреннему строению эти объекты, вероятно, более похоже на кометы или объекты Пояса Койпера, чем на обычные астероиды. В частности, Хирон уже сейчас классифицирован как комета. 4 Веста недавно изучалась с помощью Хаббловского телескопа . Этот астероид особенно интересен тем, что его недра разделены на различные внутренние слои подобно планетам земной группы. Это подразумевает существование некоторого внутреннего источника тепла в добавление к тому, которое получается от распада долгоживущих радиоактивных изотопов (мощности которого не хватило бы на то, что бы расплавить такое маленькое тело). На этом астероиде также существует гигантский столкновительный кратер, настолько глубокий, что открывает мантию, лежащую под внешней корой Весты. Хотя астероиды невозможно увидеть невооруженным глазом, многие из них видны в бинокль или маленький телескоп.

Основной пояс астероидов

Орбиты астероидов

Астероиды

Астероид Эрос

Гаспра
Астероид 951 Гаспра вращается вокруг Солнца ближе к внутреннему краю основного пояса астероидов между Марсом и Юпитером. орбита: 205,000,000 км от Солнца (в среднем) размеры: 19x12x11 км Гаспра была названа своим открывателем Неуйминым (Neujmin) в честь курорта в Крыму. В последствии, многие кратеры на астероиде также получили названия от известных мировых курортов. Подобно 243 Иде, Гаспра является астероидом S-типа, и, предположительно, состоит из смеси скальных пород и металлосодержащих минералов. Он первый из четырех астероидов, который наблюдался вблизи - 29 октября 1991 года к Гаспре приближался космический аппарат Галилео на своем пути к Юпитеру (позже Галилео посетил и 243 Иду). Гаспра является астероидом семейства Флора. Поверхность Гаспры покрыта ударными кратерами. По числу маленьких кратеров мы можем оценить приблизительный возраст астероида, который составляет около 200 миллионов лет.

Гаспра – монтаж изображений

Ида
243 Ида это астероид из семейства Koronis, вращающийся вокруг Солнца между Марсом и Юпитером: орбита: 270,000,000 км от Солнца (в среднем) размер: 58x23 км Ида была нимфой, которая воспитывала Зевса (Юпитера) в младенчестве. Также Ида это название горы на острове Крит, место поклонения, святыня и пещера, где рос Зевс. Ида второй из четырех астероидов, которые до сих пор наблюдались крупным планом. 28 августа 1993 года Иду посетил космический аппарат Галилео по пути к Юпитеру. У Иды есть спутник! (Маленькое пятнышко справа на картинке сверху - это он.) Это первый открытый естественный спутник астероида. Предварительно спутник был обозначен, как "1993 (243) 1", а затем он получил имя Дактил (и постоянное обозначение "(243) Ида I") в сентябре 1994 года. Это имя произошло от Дактил, группы мифологических существ, которые жили на горе Ида и защищали юного Зевса. По другим легендам Дактилы были детьми нимфы Иды и Зевса. Дактил (фото справа) имеет размеры около 1.6 x 1.2 км, он удивительно круглый для такого маленького тела. Дактил обращается приблизительно в 90 км от Иды. То, что один из двух наблюдавшихся с космических аппаратов астероидов в оказался двойной системой, возобновило старые дебаты по поводу числа подобных плотности двойных астероидов. Но для решения этого спорного вопроса необходимо собрать более полную информацию. Применение третьего закона Кеплера к орбите Дактила позволяет примерно оценить массу Иды и, следовательно, ее плотность. Ее величина находится примерно между 2.2 и 2.9 гр/см3 (или, возможно, немного выше). Точность не высока, так как орбита Дактила известна лишь приблизительно. Первоначально предполагалось, что Ида относится к астероидам S-типа, как и Гаспре, то есть состоит из смеси железа и никеля с силикатами. Но плотность 2.9 слишком мала для этого. Теперь предполагают, что Ида должна иметь химический состав подобный обычным хондритным метеоритам, которые в большей степени остались неизменны от первоначального состояния. Интересно отметить, что хотя спектры Иды и Дактила очень похожи, в них тем не менее есть отчетливые различия - Дактил не просто кусок Иды. Предполагается, что эта двойная система могла быть сформирована во время общего столкновения и раскола, при котором образовалось семейство астероидов Koronis. Поверхности и Иды, и Дактила сильно покрыты кратерами и поэтому кажутся очень старыми. Но недавние вычисления показали, что на самом деле семейство Koronis относительно молодое. Эти вычисления также показали, что объекты размером с Дактил не могут существовать большее примерно 100 миллионов лет. Возможно, поверхность сильно покрылась кратерами во время столкновения, в котором образовалось семейство Koronis, а не около 4 миллиардов лет назад (при образовании Солнечной системы), как это обычно предполагается для поверхностей небесных тел. При прохождении рядом с Идой космический аппарат Галилео зарегистрировал изменения в солнечном магнитном поле (подобные эффекты были обнаружены и на Гаспре). Это показало, что Ида должна содержать некоторое количество магнитного материала, хотя ее плотность слишком низка, чтобы быть похожей по составу на железный или каменно-железный метеорит.

Ида – монтаж изображений

Ida from Dactyl

Матильда
253 Матильда - астероид из основного пояса астероидов с относительно малым перигелием (1.94 а.е.) орбита: 394,000,000 км от Солнца (в среднем) размер : 59 x 47 км Матильда была обнаружена в 1885 году Джоаном Палисом (Johann Palisa). Имя ей было дано в честь жены астронома Морица Лоеви (Moritz Loewy), который тогда был вице-директором Парижской Обсерватории. Космический аппарат NEAR долетел до Матильды 27 Июня 1997 года. Главной целью миссией NEAR было облететь астероид 433 Эрос. [При.Ред.: Сегодня эта экспедиция уже завершена.] Космическими аппаратами посещались только три других астероида 243 Ида (Ida), Гаспра (Gaspra) и 433 Эрос, первые два из них - астероиды S-типа. Матильда - наш первый взгляд на астероид С-типа, которые, как полагают являются источником углистых хондритов (carbonaceous condrite) - одного из типов метеоритов. Матильда имеет по крайней мере 5 кратеров диаметром более 20 километров (но было сфотогрвфировано чуть меньше половины ее поверхности). На Иде и Гаспре нет таких больших кратеров. Остается не ясным как такие большие кратеры могли образоваться на столь маленьком небесном теле. Плотность Матильды составляет только 1.4 г/см3. Она вероятно очень пористая, на подобие пенопласта. Может быть это и позволит объяснить появление на ней больших кратеров. Ее альбедо всего лишь 4%. Кроме того, цвет ее поверхности однороден, несмотря на глубокие кратеры. Это указывает на однородность внутреннего строения астероида, возможно, что это один из чистых вещества ранней Солнечной системы. Еще одна странность это то, что Матильда очень медленно вращается, один оборот за 17.4 дня. Возможно это произошло из-за многочисленных столкновений, которые ей пришлось испытать.

Сравнительные размеры

Полёт Матильды - анимация

Метеоры, Болиды и Метеориты
Метеоры, болиды и метеориты

Метеоры, Болиды и Метеориты - информация
Метеоры это яркие росчерки света в небе (называемые иногда "падающими звездами"), которые образуются результате столкновения небольших метеороидов с земной атмосферой. На темном ясном небе можно увидеть несколько метеоров за час в любую ночь, во время ежегодных метеорных дождей вы сможете наблюдать более чем 100 метеоров в час. Очень яркие метеоры называются болидами, если вы увидели болид, пожалуйста сообщите об этом. Метеорные дожди могут произвести очень сильное впечатление. Знаменитые строчки Самуеля Тейлора Колриджа из Песнь древнего морехода (The Rime of the Ancient Mariner): The upper air burst into life! And a hundred fire-flags sheen, To and fro they were hurried about! And to and fro, and in and out, The wan stars danced between And the coming wind did roar more loud, And the sails did sigh like sedge; And the rain poured down from one black cloud; The Moon was at its edge возможно были написаны под впечатлением метеорного потока Леонид, очевидцем которого он был в 1797 году. Метеориты это частички Солнечной системы, упавшие на Землю. Они, как правило являются частями астероидов, про несколько метеоритов мы знаем, что они откололись от астероида 4 Веста. Некоторые другие метеориты имеют кометное происхождение. Небольшое число метеоритов имеют Лунное (23 метеорита) или Марсианское (таких 18) происхождение. В одном из таких марсианских метеоритов, обозначенном как ALH84001 (фото внизу), по всей видимости, были обнаружены следы когда-то существовавшей на Марсе жизни (микроорганизмов) [Прим.Ред.: Очень спорный вопрос.]. Несмотря на то, что метеориты кажутся простыми камнями, они чрезвычайно важны для науки, так как мы можем внимательно исследовать их в лаборатории. За исключением нескольких килограммов лунного грунта доставленного миссиями Апполон и Луна, метеориты - единственные образцы внеземного материала, доступного на Земле.

Типы Метеоритов
Железные в основном железо и никель; подобны астероидам М-типа                         
Железо-Каменные смесь железных и каменных пород, подобны астероидам S-типа                         
Хондриты большая часть метеоритов относится именно к этому классу; по химическому составу напоминают мантию и кору планет земной группы                         
Углистые Хондриты химически очень похожи на Солнце, лишенное летучих составляющих; напоминают астероиды C-типа                         
Ахондриты похожи на земные базальты; по всей видимости, эти метеориты Лунного и Марсианского происхождения (их их ахондритов)                         

Метеоритная статистика
"Падение" означает обнаружения метеорита во время его полета по небу. "Нахождение" обозначает нахождение метеорита уже после падения без фиксации факта пролета по небу. Около 33% метеоритов было замечены при падении. Следующая таблица взята из книги Вагна Ф. Баччвалда (Vagn F. Buchwald), она включает в себя статистику распределения по типам всех известные метеоритов (4660 объектов общим весом 494625 кг) за период с 1740 по 1990 (исключая метеориты обнаруженные в Антарктике).
Метеоритная Статистика
Тип Падения % Нахождения % Выпавший вес Найденный вес
Каменные 95.0 79.8 15200 8300
Железо-Каменные 1.0 1.6 525 8600
Железные 4.0 18.6 27000 435000
Огромное количество метеороидов попадает в земную атмосферу каждый день, доставляя несколько сотен тонн вещества. Но почти все они очень маленькие, весом всего в несколько миллиграммов. Только самые большие из них достигают поверхности и становятся метеоритами. Самый большой из найденных метеоритов (Гоба (Hoba), в Намибии) весит 60 тонн. Средняя скорость входа метеороидов в атмосферу колеблется между 10 и 70 км/сек. Но все, кроме самых крупных очень быстро тормозятся до скоростей порядка сотен километров в час за счет трения об атмосферу и сталкиваются с поверхностью Земли с очень небольшим эффектом. Однако, метеороиды с весом превышающим несколько сотен тон замедляются очень слабо и только такие крупные (и, к счастью, очень редкие) метеориты могут образовать кратеры при ударе.                 Хорошим примером того, что происходит при столкновении Земли с маленьким астероидом, демонстрирует Кратер Беринджера (он же Метеорный Кратер) вблизи города Уинслоу, штат Аризона. Он был образован около 50,000 лет назад железным метеоритом диаметром примерно 30-50 метров. Кратер имеет 1200 метров в диаметре и 200 метров в глубину. Наа поверхности Земли было обнаружено около 120 ударных кратеров (смотри ниже). Еще более сильное столкновение произошло в 1908 году в практически необитаемом районе западной Сибири, вблизи реки Подкаменная Тунгуска. Объект имел около 60 метров в диаметре. В противоположность кратеру Бериджера, Тунгусский метеорит полностью разрушился перед столкновением и поэтому не образовал кратер. Однако на расстоянии в 50 километров были повалены все деревья. Звук от этого взрыва был слышен на половине земного шара, даже в Лондоне. Существует, вероятно, по крайней мере 1000 астероидов диаметром более 1 км, которые пересекают орбиту Земли. Один из них сталкивается с Землей в среднем раз в 300,000 лет. Число более крупных астероидов среди этой группы меньше и столкновения с ними происходят реже, но они все же иногда случаются и приводят к катастрофическим последствиям.                        Столкновение с кометой подобной комете Шумейкеров-Леви 9 или с астероидом размером с Гефест, вероятно, повлекло за собой вымирание динозавров 65 миллионов лет назад. Оно оставило после себя кратер диаметром 180 км, теперь покрытый джунглями вблизи Чиксулуба (Chicxulub) на полуострове Юкатан (карта справа). Оценки, основанные на наблюдаемом числа астероидов, говорят что мы можем ожидать образования на Земле примерно 3 кратеров диаметром 10 километров или больше каждый миллион лет. Это хорошо согласуется с геологическими данными. Гораздо сложнее рассчитать частоту более мощных столкновений, подобных образовавшему кратер Чиксулуб, одно событие в 100 миллионов лет кажется хорошей оценкой.

В данной таблице приведены обоснованные предположения относительно последствий после столкновений Земли с телами различных размеров:
Диаметр тела (метры) Мощность взрыва (мегатонны) Интервал между падениями (годы) Последствия
< 50 < 10 < 1 видны метеоры в верхних слоях атмосферы, которые, в основном, не достигают поверхности Земли
75 10-100 1000 железные метеориты образуют кратеры подобные кратеру Бериджера; каменные - производят воздушные взрывы, как Тунгусский метеорит; такое столкновение разрушит небольшой город
160 100-1000 5000 и железные, и каменные тела столкнутся с Землей; кометы (ледяные) произведут сильные воздушные взрывы; такое столкновение с Землей разрушит область размером с мегаполис (Москва, Нью-Йорк, Токио)
350 1000-10,000 15,000 такое столкновение может уничтожить маленькую область; падение в океан произведет слабое цунами
700 10,000-100,000 63,000 удар о землю уничтожит среднюю область (Волгоградская) или штат (например, Виржиния), столкновение с океаном произведет сильное цунами
1700 100,000-1,000,000 250,000 столкновение с Землей поднимет пыль, которая вызовет глобальное похолодание на несколько лет ("ядерная зима"); на поверхности будет разрушен большая область (Архангелькая, штат Калифорния) или не очень большая страна (например, Франция)
из статьи Моррисона, Чампана и Словика 'Риск Столкновения', опубликованной в сборнике "Кометная и астероидная опасность"

Болид над Южным Уэльсом

Яркий метеор из потока Персеид

Метеоры

Пикскильский метеорит
Когда Пикскильский метеорит пролетал над США в 1992 году, его успели снять на видео 16 человек, пока он не врезался в машину. Документы свидетельствуют, что яркость метеорита была больше, чем у полной Луны. Этот эффектный болид пересек воздушное пространство нескольких штатов США за 40 секунд своего блистательного полета, пока не приземлился в Пикскиле, пригороде Нью-Йорка. Долетевший метеорит, показанный на снимке, состоит из плотной скальной породы и имеет размер и массу чрезвычайно тяжелого шара для игры в кегли. Если вам когда-либо посчастливится найти метеорит сразу после его падения, не притрагивайтесь к нему - он может оказаться либо очень горячим, либо очень холодным. Возможно, сегодня ночью произойдет эффектное зрелище - метеорный поток Леониды. Некоторые метеоры могут долететь до земли.

Причины исчезновения динозавров
Известно, что динозавры исчезли с Земли примерно 65 миллионов лет назад, на границе мезозойской и кайнозойской эр (рубеже мелового и третичного геологических периодов, K-T boundary). Наряду с предположением учёных о том, что угрозой жизни динозавров послужило падение на Землю астероида, рассматривались возможные причины их вымирания земного происхождения, такие как выбросы вулканических газов и пепла, резкие изменения климата. Но когда в начале 90-ых годов был обнаружен кратер Чиксулуб, гипотеза смерти динозавров в результате падения на Землю одного огромного астероида получила широкое признание. Однако не все исследователи согласились с данной гипотезой. Группа ученых во главе с Гертой Келлер из Принстонского университета в течение десятка лет изучала проблему массового вымирания живых организмов на границе указанных периодов. По их мнению, история упадка мира динозавров достаточно сложна и запутана. Она не объясняется падением одного-единственного астероида. Их должно быть два или более. По мнению учёных необходимо предполагать существование более сложной последовательности факторов, приведших к массовому вымиранию, а не только падение одного большого астероида. Например, резкая смена климата, а падение астероида (двух) только добило эти грандиозные создания природы. Между учёными идут споры

Межпланетная среда
Межпланетная среда

Межпланетная среда
Пространство между планетами вовсе не пусто. В нем можно найти: электромагнитное излучение (фотоны), горячую плазму (электроны, фотоны и другие ионы) иначе называемую солнечным ветром; космические лучи; микроскопические частицы пыли и магнитные поля (в основном солнечное). В то время как Солнечное излучение проявляется достаточно ясно, остальные компоненты межпланетной среды не были известны до недавнего времени. Температура межпланетной среды составляет около 100,000 K. Ее плотность около 5 частиц/см3 около Земли и она падает обратно пропорционально квадрату расстоянию от Солнца. Однако эта что плотность сильно меняется со временем и может доходить до 100 частиц/см3. Хотя межпланетная среда очень разрежена, можно заметить ее влияние на траектории движения космических аппаратов. Исключая области вблизи некоторых планет, межпланетная среда заполнена солнечным магнитным полем. Ее взаимодействие с солнечным ветром очень сложно. На расстоянии меньшем нескольких радиусов от Солнца течение солнечного ветра полностью определяется солнечным магнитным полем; большая часть потока захватывается магнитными петлями. Но некоторые участки солнечного магнитного поля содержат незамкнутые линии и именно оттуда происходит истечение солнечного ветра. На более далеких расстояниях главную роль играет плазма, а магнитное поле увлекается потоком частиц. Некоторые планеты (такие как Земля, Юпитер) имеют свое собственные магнитные поля. Оно образуют небольшие магнитосферы вокруг планет планетные магнитные поля доминируют над Солнечным. У Юпитера огромная магнитосфера и распространяющаяся более чем на миллион километров во всех направлениях, и достигая орбиты Сатурна в направлении противоположном Солнцу. Земная магнитосфера значительно скромнее, протяженностью всего в несколько тысяч километров, но она защищает нас от опасного воздействия солнечного ветра. У немагнитных тел, таких как Луна, солнечный ветер сталкивается непосредственно поверхностью. Во время своего движения в пространстве солнечный ветер образует намагниченный пузырь горячей плазмы вокруг Солнца, который называют гелиосферой. В конце концов, распространяющийся солнечный ветер сталкивается с заряженными частицами и магнитными полями межзвездного газа. Граница между солнечным ветром и межзвездным газом называется гелиопаузой. Точная форма и положение гелиопаузы не известны, но она, вероятно, подобна по форме магнитосфере Земли. Ее граница находится, вероятно, на расстоянии около 110-160 а.е. от Солнца. Космические аппараты Вояджер и Пионер, вероятно, достигнут гелиопаузы примерно в следующем десятилетии. Космический аппарат Улисс проводит интенсивные исследования Солнца и солнечного ветра. Самые энергичные частицы в межпланетной среде называются космическими лучами. Некоторые имеют солнечное происхождение, однако самые энергичные образуются в неизвестных, но очень высокоэнергичных процессах за пределами Солнечной системы. Взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли и ее верхней атмосферой вызывает полярные сияния. На других планетах с магнитным полем (особенно на Юпитере) происходят подобные же эффекты. Такие явления, как зодиакальный свет и противосияние происходят из-за рассеяния света на межпланетной пыли.

Северное сияние

Северное сияние над городом

Звёздная пыль

Другие планетные системы?
16.04.1999 астрономы сообщили об открытии первой внесолнечной планетной системы. Недавно была найдена звезда, у которой имеется только одна планета. Были зарегистрированы едва различимые покачивания звезды Андромеды - звезды типа Солнца, находящейся в созвездии Андромеды. Это было по-настоящему крупным научным достижением группы астрономов под руководством Р. Поля Батлера (Англо-Австралийская обсерватория) Джефри У. Марси (Государственный Университет в Сан-Франциско / Калифорнийский университет в Беркли). Однако эта звездно-планетная система совершенно отличается от Солнечной. Три найденные около этой звезды планеты имеют массу Юпитера. Это открытие показало, что планетные системы часто встречаются во Вселенной. Поэтому возросли дискуссии о том, что однажды мы найдем планету, на которой существует жизнь - как на Земле. На этом рисунке в художественном исполнении предсталено изобаржение Андромеды и ближайшей ее планетой. Исследования показали, что орбита этой планеты пролегает очень близко к самой звезде.
Ипсилон Андромеды: внесолнечная планетная система

Конец третьей части, начало в частях 1 (строение СС; Солнце; Меркурий; Венера; Земля, Луна; Марс), 2 (Юпитер; Сатурн; Уран; Нептун; Плутон)
Слайд-шоу подготовлено: nesueta.net Использованы материалы веб-сайта astronet.ru , иллюстрации собраны из многих источников сети