Från och med september 2017 finns det 503850 numrerade mindre planeter med beräknade banor och ytterligare 245833 omummerade.
År 1596 märkte Johannes Kepler att den genomsnittliga radien för planetbanor från Merkurius till Saturnus beräknad av Copernicus är som 0.38: 0.72: 1.00: 1.52: 5.2: 9.2. Klyftan mellan Mars och Jupiter verkade för stor för Kepler, och han föreslog att det fanns en annan planet där. Denna hypotes bekräftades på nyårsafton 1801, när chefen för Palermo-observatoriet, Giuseppe Piazzi, upptäckte en svag stjärna i stjärnbilden Oxen, som skiftade i förhållande till angränsande armaturer. Han misstänkte henne som en komet, men tvivlade snart på det. Den tyska astronomen Johann Bode, med vilken Piazzi delade sina observationer, betraktade denna kropp som en ny planet, som han tillkännagav i en månatlig tidskrift som publicerades av direktören för Gotha Observatory, baron Franz von Zach. Bode och Zach var redan övertygade om att utrymmet mellan Mars och Jupiter döljer en okänd planet;dessutom övertygade Zach i september 1800 flera tyska astronomer att delta i en kollektiv sökning efter den. Senare gick andra forskare, inklusive Piazzi, med i denna grupp (kallade sig "den himmelska polisen").
Förutom de åtta planeterna innehåller solsviten ett stort utbud av kroppar av mindre massa och storlek. Några av dem består av damm och frusen gas (dessa är kometer), resten består av fast material (mindre planeter eller planetoider). Vissa av dem, med mycket sällsynta undantag, går inte längre än Jupiters bana från solen, medan andra tvärtom går längs solsystemets periferi. Av tradition kallas de mindre planeterna i den första gruppen asteroider.
Piazzi hade inte tid att samla in tillräckligt med data för att beräkna banan för den påstådda planeten, som hade lämnat den europeiska himlen hösten 1801. Ändå fick Bodes anteckning den stora matematikern Karl Friedrich Gauss att börja arbeta med en beräkningsmetod som krävde färre observationsdata än konventionella beräkningar. Han skickade sina resultat till von Zach, som med deras hjälp återupptäckte flykt den 1 januari 1802, exakt ett år efter Piazzi. Samma natt observerades hon av en annan medlem av den "himmelska polisen" Heinrich Olbers. På begäran av Piazzi namngavs den nya himmelskroppen efter den romerska fruktbarhetsgudinnan Ceres, som ansågs skyddande på Sicilien.
Olbers fortsatte att observera Ceres och den 28 mars 1802 märkte en annan rörlig punkt i närheten. Hon fick namnet Pallas, den grekiska visdomsgudinnan. När Gauss beräknade elementen i sin bana, blev det uppenbart att Olbers var fantastiskt lycklig. Pallas kretsar kring solen nästan samma tid som Ceres (4,6 jordår), men dess bana lutar till ekliptikplanet med 34 grader. Hade hon inte varit under Olbers observationer nära Ceres, kunde hon ha upptäckts först efter flera decennier. Inom fem år upptäcktes ytterligare två sådana himlakroppar. Men efter det bröt "skypolisen" upp. Olbers höll ut längre än andra, men 1816 lämnade han asteroidjakten. Det återupptogs först i mitten av 1800-talet, när upptäckarna inte längre levde.
Som stjärnorna
Kampanjvideo:
I ett brev till William Herschel föreslog han att Ceres och Pallas är fragment av en planet som dog av en explosion eller från en kollision med en komet. Av detta följde att det skulle finnas andra solsatelliter mellan Mars och Jupiter. Herschel föreslog att man skulle kalla dem asteroider, som översattes från forntida grekiska betyder "som stjärnor" (han menade att dessa kroppar är mycket sämre än planeter i ljusstyrka och därför är det svårt att skilja dem från de flesta stjärnor). Denna neologism kom in i astronomins språk.
Olbers hypotes förutsade att det fanns nya asteroider, så Sky-polisen fortsatte sin sökning. Deltagarna i detta kollektiva forskningsprojekt (förresten, det första i astronomins historia) upptäckte ytterligare två asteroider, som också fick namnen på romerska gudinnor. Den 1 september 1804 upptäckte Karl Harding Juno och den 29 mars 1807 erövrade Olbers Vesta. Rätten att välja namnet på den fjärde asteroiden fick Gauss, som beräknade banan på bara några timmar (det är inte lätt att hålla sig inom en sådan tidsram även med hjälp av en modern räknare!).
Jaktsäsong
1830 vädjade matematikern och astronomen Friedrich Wilhelm Bessel till tyska observatorier för att börja kartlägga himlen för att söka efter asteroider. Något gjordes i den här riktningen, men den första upptäckten gick inte till en professionell utan till en amatör, postmästare Karl Henke. Den 8 december 1845, efter 15 år med fruktlösa observationer, upptäckte han den femte asteroiden, Astrea. 1847 upptäckte samma Henke asteroid nummer 6 - Hebu, och snart upptäckte den unga engelska astronomen John Russell Hind asteroiderna Iris och Flora. Efter det fick sökandet efter mindre planeter snabbt fart. Den första amerikanska jägaren för dessa kroppar, Christian Peters, upptäckte 48 asteroider från 1861 till 1889, och den tyska astronomen Karl Luther - 24. År 1890 infördes cirka tre hundra invånare i utrymmet mellan Mars och Jupiter i astronomiska kataloger.
Och sedan började en ny era. Privat-docent vid universitetet i Heidelberg, Maximilian Wolf, var den första i världen som använde fotografering för att söka efter mindre planeter. I december 1891 upptäckte han sin första asteroid och nästa år - redan 13. 1902 ledde Wolff det nya universitetsobservatoriet och förvandlade det till världscentret för "mindre planetologi". Hans yngre kollega Karl Reinmuth upptäckte 389 asteroider från 1912 till 1957, och ingen kunde slå detta rekord.
Under perioden mellan två världskrig var sökandet efter asteroider extremt intensivt, och bara på 1930-talet kom nästan fyra hundra upptäckter. Sedan saktade han ner - under lång tid, cirka trettio år. Dess väckelse underlättades genom att utrusta teleskop med halvledarfotometrar och andra elektroniska enheter och framväxten av kraftfulla datorer som snabbt kan beräkna asteroidbanor. Nyligen har markbaserade robotteleskop, orbitalobservatorier och avlägsna rymdprober använts för att studera små planeter.
Asteroidklasser
Information om asteroidernas struktur baseras på resultaten av spektralanalys av det reflekterade solljuset, korrigerat med geokemiska data om meteoriternas sammansättning (eftersom asteroider är deras huvudkälla). Enligt detta kriterium är de indelade i tre huvudklasser: C (kroppar med hög kolhalt), S (silikater med en blandning av metaller) och M (mestadels järn-nickel-asteroider). Klass C står för tre fjärdedelar av asteroider i huvudbältet, klass S - 17%. Det finns dock mer detaljerade klassificeringar med ett mycket större antal grupper.
Alla asteroider roterar utan undantag, och deras axlar är orienterade i rymden helt slumpmässigt. Vanligtvis varar en asteroiddag från 6 till 13 timmar, men det finns undantag. Till exempel gör den lilla (cirka 30 meter breda) asteroiden 1998 KY26 en total revolution på 10 minuter och 42 sekunder. Troligtvis fick han en så hög vinkelhastighet som ett resultat av flera kollisioner med nära släktingar.
Huvudbälte
Banorna hos nästan alla asteroider ligger inom ringen, vars inre radie är lika med två astronomiska enheter och den yttre - tre och en halv (strängt taget är detta inte en ring utan en munk, eftersom vägarna för många asteroider går utöver det ekliptiska planet). Denna zon kallas huvudasteroidbältet. Den innehåller cirka två hundra mindre planeter, vars medeldiameter är mer än 100 km. Enligt grova uppskattningar finns det 1-2 miljoner asteroider som är minst en kilometer stora. Och den totala massan för invånarna i huvudbältet är ungefär 25 gånger mindre än månens massa!
Den rumsliga fördelningen av asteroidbanor i huvudbältet är långt ifrån enhetlig. För det första finns det sprickor som öppnades på 1860-talet av Indiana University professor Daniel Kirkwood. Baserat på en studie av banorna för 97 asteroider, fann Kirkwood att dessa kroppar undviker banor med perioder som motsvarar Jupiters period (till exempel om dessa perioder är relaterade till 1: 3). Kirkwood förstod också anledningen: sådana kroppar närmar sig Jupiter regelbundet på samma del av deras bana och som ett resultat, under påverkan av dess allvar, kommer de att avvika från sin tidigare bana (denna effekt, noterad av Laplace i början av 1800-talet med hjälp av exemplet med Jupiters månar, kallas orbital resonance). I huvudbältet finns Kirkwood-kortplatser (i rysskspråkig litteratur kallas de också luckor) och med andra resonanser - 1: 2, 2: 5, 3: 5, 3: 7. För det andra,inte mindre än en tredjedel av asteroiderna där är grupperade i familjer med nära omloppsdelar (som längden på den halvhuvudaxeln, excentriciteten och lutningen av banan till ekliptikens plan). Den första av dessa familjer, för nästan hundra år sedan, isolerades av en professor vid University of Tokyo, Kiyotsugu Hirayama. Hirayama trodde att varje familj består av fragment av en större asteroid som sönderdelades på grund av en kollision med en mindre kropp, och denna tolkning anses fortfarande vara den mest troliga.upplöstes på grund av en kollision med en mindre kropp, och denna tolkning anses fortfarande vara den mest troliga.upplöstes på grund av en kollision med en mindre kropp, och denna tolkning anses fortfarande vara den mest troliga.
Asteroider i huvudbältet kommer sannolikt att kollidera även nu (även om det inte var möjligt att se detta live), tidigare var kollisioner det vanligaste. Många (om inte alla) asteroider är fragment av sina föregångare. Detta förklarar varför det inte finns många asteroider i bältet som har sina egna satelliter. Som Clark Chapman, seniorforskare vid Southwest Research Institute i Colorado, berättade för PM, överstiger deras andel inte 15% (jämfört med 75% för planeter). Troligen förlorar asteroider sina månar inte bara under direkta kollisioner utan också på grund av gravitationella störningar orsakade av grannarnas utseende. Den kaotiska fördelningen av asteroidernas rotationsaxlar är också resultatet av kollisioner. Endast Ceres, Pallas och Vesta har direkt rotation ärvt från den ursprungliga preplanetära svärmen,från vilka både asteroider och planeter bildades. De behöll denna rotation på grund av den imponerande massan, vilket ger dem en stor vinkelmoment.
Trojanska asteroider
Nästan alla asteroider som upptäcktes på 1800-talet rör sig inom huvudbältet. De enda undantagen är Ephra och Eros, som passerar Mars bana. Det fanns inga andra exempel på att fly från fångenskap inom bältet vid den tiden.
XX-talet medförde också förändringar här. Den 23 februari 1906 fotograferade Wolff en mycket svag asteroid som rörde sig i en nästan cirkulär bana i samma radie som Jupiters, 55,5 grader före planeten. Han fick namnet Achilles och fick numret 588. Snart insåg den svenska astronomen Carl Charlier att Achilles i sin rörelse är bunden till en av två punkter med stabil librering som Joseph Louis Lagrange förutspådde 1772. Achilles återvänder regelbundet till närheten av vibrationspunkten L4, som rör sig 60 grader före Jupiter. Efter ett tag upptäcktes asteroiden Patroclus där, och Hector hittades nära L5-punkten som rörde sig 60 grader bakom planeten. Strax efter detta uppstod en tradition för att namnge dessa asteroider för att hedra Trojanskrigets hjältar - nära L4-libreringspunkten med namnet Achaeans (Achilles, Nestor, Agamemnon, Odysseus, Ajax,Diomedes, Antilochus, Menelaus) och nära vibrationspunkten L5 - namnen på försvararna av Troja (Priam, Aeneas, Antif). Denna tradition uppträdde dock inte omedelbart, så Hector och Patroclus stannade så småningom i "fiendens läger".
Hittills har cirka 5000 trojaner upptäckts nära Jupiter. Vinkelavståndet mellan dem och Jupiter varierar mycket - från 45 till 100 grader. Ytterligare fyra trojaner bor nära Mars och åtta i omloppszonen i Neptun. I juli 2011 utsåg kanadensiska astronomer den första kandidaten till titeln på vår planetens trojanska partner. Denna 300 meter asteroid 2010 TK7 fångades av WISE infrarött teleskop, som fungerade i en låg jordbana från januari till oktober 2010.
Nära jorden asteroider
En annan upptäcktsfas började våren 1932. Den 12 mars upptäckte den belgiska astronomen Eugene Delport asteroiden Amur, som närmar sig solen vid 1.08 AU vid perihelion. och berör därför nästan den yttre sidan av jordens bana. Och bara sex veckor senare snubblade Karl Reinmuth på asteroiden Apollo, vars omlopp korsar både jorden och Venus och vid perihelion ligger bara 0,65 AU från solen.
Amor och Apollo blev förfäder till två familjer av mindre planeter som besöker de inre regionerna i solsystemet. De har ett vanligt namn - Asteroider nära jorden (NEA). Perihelionen av asteroiderna av Amor-typ varierar från 1,3 AU. upp till den maximala radien för jordens bana lika med 1.017 AU. Apollo-typ asteroider inkluderar kroppar med en perihelion mindre än 1.017 AU. och en halvhuvudaxel som överstiger 1 AU. Det finns också en familj av asteroider nära jorden, vars halvhuvudaxel är mindre än en astronomisk enhet. Cirka 50% av sådana asteroider, varav den första upptäcktes 1976 och uppkallad efter den egyptiska guden Aton, rör sig fortfarande bort från solen mer än jorden, eftersom de rör sig längs ellipser med stor excentricitet. Bland atonerna utmärks en underfamilj av asteroider,vars apogee är mindre än den minsta radien för jordens omlopp, 0,983 AU. Dessa kroppar är naturligtvis alltid närmare solen än vår planet.
Banorna för jordnära asteroider är mycket olika. Vissa av dem återvänder regelbundet till huvudbältet och går ibland till och med mycket längre, medan andra alltid undviker solen. Sådan är till exempel asteroiden 1685 Toro med en apogee på 1,96 AU. och perihelion 0,77 AU. Den korsar banorna på jorden och Mars, och den saknar bara 0,05 AU. e, för att komma till Venus bana. Det tar honom 8 jordar och 13 venusår att göra fem varv runt solen, så Toro är i omloppsresonans med båda planeterna. Det finns till och med asteroider som vågar närma sig solen närmare Merkurius. Sådan är asteroiden 1566 Icarus från Apollo-familjen, upptäckt 1949 av den amerikanska astronomen Walter Baade.
Oavslutade planeter
Asteroider är på sätt och vis oavslutade planeter. Båda bildades en gång från kolliderande och sammanslagna planetesimaler, solida kroppar som sträcker sig i storlek från en meter till en kilometer och kretsar kring en nyfödd sol. Dessa kroppar uppstod i sin tur på grund av vidhäftningen av partiklar från det primära gas- och dammmolnet, från vilket solsystemet bildades. I zonen bortom Mars bana kunde planetesimals inte förenas till en stor planet. Troligtvis berodde detta på gravitationella störningar från Jupiter, även om andra mekanismer kunde ha fungerat. I synnerhet är det möjligt att Jupiter mer än en gång kastade ut stora kroppar mot solen, vilket också destabiliserade asteroidbältet.
De första asteroiderna, som uppstod direkt från planesimalen, rörde sig i ekliptikplanet längs nästan cirkulära banor och hade låga relativa hastigheter. Det var därför de inte delades i kollisioner utan fastnade ihop och växte. Emellertid tvingade Jupiters tyngd gradvis asteroiderna att flytta till lutande banor med stor excentricitet, varför deras relativa hastighet ökade till 5 km / s (detta är vad det är nu). När asteroiderna slogs med en sådan hastighet krossades de i fragment som inte hade någon chans att starta en riktig planet.
Dessa processer har förändrat asteroidbältet radikalt. Dess initiala massa är inte exakt känd, men enligt modellberäkningar kan den vara 2200 gånger den aktuella massan och ungefär lika med jordens massa. Samma beräkningar visar att det fanns hundratals kroppar, i massa och storlek som inte var sämre än Ceres. Dessa kroppar dog i kollisionerna, och deras skräp gick in i instabila banor och lämnade bältet. I slutändan tunnades den så mycket att kollisioner blev sällsynta, och de överlevande asteroiderna förblev på ganska stabila banor. Så det nuvarande huvudbältet är en blek skugga av dess tidigare prakt.
Clark Chapman noterade att enligt ett antal planetforskare vid ett tillfälle ett annat bälte kunde existera mellan jorden och Venus. Dessa asteroider var dock mycket svårare att överleva. Man kan anta att nästan alla splittrades efter kollisioner och deras fragment kastades bort från solen.
Nickeljärnfeber
Science fiction-författare har länge förutspått, så att säga, den nationella ekonomiska utvecklingen av asteroider - minns till exempel Azimovs berättelse "Marsens väg". Detta är förståeligt. Asteroidbältet innehåller gigantiska reserver av den renaste vattenisen och en mängd olika mineraler. En kubik kilometer av en typisk M-klass asteroid innehåller 7 miljarder ton järn, en miljard ton nickel och miljoner ton kobolt. Den totala kostnaden för dessa metaller till dagens priser är över 5 biljoner dollar. Det återstår att hoppas att om mänskligheten kommer till dessa resurser, kommer den att använda dem klokt och med verklig nytta.
Alexey Levin
