Fra september 2017 er der 503.850 nummererede mindre planeter med beregnede baner og yderligere 245.833 unummererede.
I 1596 bemærkede Johannes Kepler, at de gennemsnitlige radier af planetariske baner fra Merkur til Saturn beregnet af Copernicus er som 0.38: 0.72: 1.00: 1.52: 5.2: 9.2. Kløften mellem Mars og Jupiter syntes for stort for Kepler, og han foreslog, at der var en anden planet der. Denne hypotese blev bekræftet på nytårsaften i 1801, da direktøren for Palermo-observatoriet, Giuseppe Piazzi, så en svag stjerne i stjernebilledet Tyren, som skiftede i forhold til nærliggende lysarmaturer. Han forvekslede hende med en komet, men tvivlede snart på det. Den tyske astronom Johann Bode, med hvem Piazzi delte sine observationer, betragtede denne krop som en ny planet, som han annoncerede i et månedligt tidsskrift udgivet af direktøren for Gotha Observatory, baron Franz von Zach. Bode og Zach var allerede overbeviste om, at rummet mellem Mars og Jupiter skjuler en ukendt planet;desuden overbeviste Zach i september 1800 adskillige tyske astronomer om at deltage i en kollektiv søgning efter den. Senere sluttede andre forskere, herunder Piazzi, sig til denne gruppe (kaldte sig”det himmelske politi”).
Ud over de otte planeter inkluderer solsuiten et stort udvalg af legemer med mindre masse og størrelse. Nogle af dem er sammensat af støv og frossen gas (disse er kometer), resten er sammensat af fast stof (mindre planeter eller planetoider). Nogle af dem går med meget sjældne undtagelser ikke ud over Jupiters bane fra solen, mens andre tværtimod går langs solsystemets periferi. Af tradition kaldes de mindre planeter i den første gruppe asteroider.
Piazzi havde ikke tid til at indsamle nok data til at beregne kredsløbet for den påståede planet, som havde forladt den europæiske himmel i efteråret 1801. Ikke desto mindre tilskyndte Bodes note den store matematiker Karl Friedrich Gauss til at begynde at arbejde på en beregningsmetode, der krævede færre observationsdata end konventionelle beregninger. Han sendte sine resultater til von Zach, der med deres hjælp genopdagede flygtningen den 1. januar 1802, nøjagtigt et år efter Piazzi. Samme nat blev hun observeret af et andet medlem af det "himmelske politi" Heinrich Olbers. Efter anmodning fra Piazzi blev den nye himmellegeme opkaldt efter den romerske frugtbarhedsgudinde Ceres, der blev betragtet som Siciliens skytshelgen.
Olbers fortsatte med at observere Ceres og den 28. marts 1802 bemærkede et andet bevægende punkt i nærheden. Hun modtog navnet Pallas, den græske visdomsgudinde. Da Gauss beregnede elementerne i sin bane, blev det tydeligt, at Olbers var fantastisk heldig. Pallas kredser om solen næsten samme tid som Ceres (4,6 jordår), men dens bane er tilbøjelig til det ekliptiske plan med 34 grader. Havde hun ikke været under Olbers 'observationer nær Ceres, kunne hun først være opdaget efter flere årtier. Inden for fem år blev yderligere to sådanne himmellegemer opdaget. Men efter det brød "himmelpolitiet" op. Olbers holdt ud længere end andre, men han forlod også asteroidejagt i 1816. Det genoptog først i midten af det 19. århundrede, da opdagelsesindretningerne ikke længere levede.
"Som stjernerne"
Salgsfremmende video:
I et brev til William Herschel foreslog han, at Ceres og Pallas er fragmenter af en planet, der døde af en eksplosion eller af en kollision med en komet. Heraf fulgte det, at der ville være andre solsatellitter mellem Mars og Jupiter. Herschel foreslog at kalde dem asteroider, som oversat fra antikgræsk betyder "som stjerner" (han mente, at disse kroppe er meget ringere end planeter i lysstyrke, og derfor er det vanskeligt at skelne dem fra de fleste stjerner). Denne neologisme trådte ind i astronomiens sprog.
Olbers hypotese forudsagde eksistensen af nye asteroider, så Sky Police fortsatte deres søgning. Deltagerne i dette kollektive forskningsprojekt (forresten den første i astronomiens historie) opdagede yderligere to asteroider, som også modtog navnene på romerske gudinder. Den 1. september 1804 opdagede Karl Harding Juno, og den 29. marts 1807 erobrede Olbers Vesta. Retten til at vælge navnet på den fjerde asteroide blev givet til Gauss, som beregnede sin bane på få timer (det er ikke let at holde sig inden for en sådan tidsramme selv ved hjælp af en moderne lommeregner!).
Jagt sæson
I 1830 appellerede matematikeren og astronomen Friedrich Wilhelm Bessel til tyske observatorier om at begynde at kortlægge himlen for at søge efter asteroider. Der blev gjort noget i denne retning, men det første fund gik ikke til en professionel, men til en amatør, postmester Karl Henke. Den 8. december 1845 opdagede han efter 15 års frugtløse observationer den femte asteroide, Astrea. I 1847 så den samme Henke asteroide nummer 6 - Hebu, og snart opdagede den unge engelske astronom John Russell Hind asteroiderne Iris og Flora. Derefter fik søgningen efter mindre planeter hurtigt fart. Den første amerikanske jæger efter disse kroppe, Christian Peters, opdagede 48 asteroider fra 1861 til 1889, og den tyske astronom Karl Luther - 24. I 1890 blev omkring tre hundrede indbyggere i rummet mellem Mars og Jupiter optaget i astronomiske kataloger.
Og så begyndte en ny æra. Privat-docent ved University of Heidelberg, Maximilian Wolf, var den første i verden, der brugte fotografering til at søge efter mindre planeter. I december 1891 opdagede han sin første asteroide, og det næste år - allerede 13. I 1902 ledede Wolff det nye universitetsobservatorium og gjorde det til verdenscenter for "mindre planetologi". Hans yngre kollega Karl Reinmuth opdagede 389 asteroider fra 1912 til 1957, og ingen kunne slå denne rekord.
I perioden mellem de to verdenskrige var søgningen efter asteroider ekstremt intens, og i 1930'erne alene bragte næsten fire hundrede opdagelser. Så bremsede han op - i lang tid, omkring tredive år. Dens genoplivning blev lettet ved at udstyre teleskoper med halvlederfotometre og andre elektroniske enheder og fremkomsten af kraftige computere, der hurtigt kunne beregne asteroide baner. For nylig er jordbaserede robotteleskoper, orbitale observatorier og fjerne rumsonder blevet brugt til at undersøge små planeter.
Asteroideklasser
Oplysninger om strukturen af asteroider er baseret på resultaterne af spektralanalyse af det reflekterede sollys korrigeret med geokemiske data om meteoriternes sammensætning (da asteroider er deres vigtigste kilde). Ifølge dette kriterium er de opdelt i tre hovedklasser: C (organer med et højt kulstofindhold), S (silicater med en blanding af metaller) og M (for det meste jern-nikkel asteroider). Klasse C tegner sig for tre fjerdedele af asteroider i hovedbæltet, klasse S - 17%. Der er dog mere detaljerede klassifikationer med et meget større antal grupper.
Alle asteroider roterer uden undtagelse, og deres akser er ret tilfældigt orienterede i rummet. Normalt varer en asteroidedag fra 6 til 13 timer, men der er undtagelser. For eksempel gør den lille (ca. 30 meter tværs) asteroide 1998 KY26 en fuldstændig revolution på 10 minutter og 42 sekunder. Mest sandsynligt fik han en så høj vinkelhastighed som et resultat af flere sammenstød med nære slægtninge.
Hovedbælte
Banerne for næsten alle asteroider ligger inden for ringen, hvis indre radius er lig med to astronomiske enheder, og den ydre - tre og en halv (strengt taget er dette ikke en ring, men en doughnut, da stierne for mange asteroider går ud over det ekliptiske plan). Denne zone kaldes hovedasteroidebæltet. Den indeholder omkring to hundrede mindre planeter, hvis gennemsnitlige diameter er mere end 100 km. Ifølge grove skøn er der 1-2 millioner asteroider, der er mindst en kilometer store. Og den samlede masse af indbyggerne i hovedbæltet er ca. 25 gange mindre end Månens masse!
Den rumlige fordeling af asteroide baner i hovedbæltet er langt fra ensartet. For det første er der revner åbnet i 1860'erne af Indiana University professor Daniel Kirkwood. Baseret på en undersøgelse af banerne på 97 asteroider fandt Kirkwood, at disse kroppe undgår baner med perioder, der svarer til Jupiters periode (for eksempel hvis disse perioder er relateret som 1: 3). Kirkwood forstod også årsagen: sådanne kroppe nærmer sig jupiter periodisk på den samme del af deres bane, og som et resultat under indflydelse af dens tyngdekraft kommer de på afveje fra den forrige bane (denne effekt, bemærket af Laplace i begyndelsen af det 19. århundrede ved hjælp af eksemplet med Jupiters måner, kaldes orbital resonance). I hovedbæltet er der Kirkwood-slots (i den russisprogede litteratur kaldes de også luger) og med andre resonanser - 1: 2, 2: 5, 3: 5, 3: 7. For det andetikke mindre end en tredjedel af asteroiderne der er grupperet i familier med tætte orbitalelementer (såsom længden af den semi-store akse, excentricitet og tilbøjelighed til kredsløbet til ekliptikens plan). Den første af disse familier for næsten hundrede år siden blev isoleret af en professor ved University of Tokyo, Kiyotsugu Hirayama. Hirayama mente, at hver familie består af fragmenter af en større asteroide, der opløste på grund af en kollision med en mindre krop, og denne fortolkning betragtes stadig som den mest sandsynlige.opløst på grund af en kollision med en mindre krop, og denne fortolkning betragtes stadig som den mest sandsynlige.opløst på grund af en kollision med en mindre krop, og denne fortolkning betragtes stadig som den mest sandsynlige.
Asteroider i hovedbæltet kolliderer sandsynligvis selv nu (det var dog ikke muligt at se det live endnu), tidligere var kollisioner den mest almindelige ting. Mange (hvis ikke alle) asteroider er fragmenter af deres forgængere. Dette forklarer, hvorfor der ikke er mange asteroider i bæltet, der har deres egne satellitter. Som Clark Chapman, seniorforsker ved Southwest Research Institute i Colorado, fortalte PM, overstiger deres andel ikke 15% (mod 75% for planeter). Mest sandsynligt mister asteroider deres måner ikke kun under direkte kollisioner, men også på grund af tyngdeforstyrrelser forårsaget af udseendet af naboer. Den kaotiske fordeling af asteroidernes rotationsakser er også resultatet af kollisioner. Kun Ceres, Pallas og Vesta har direkte rotation arvet fra den oprindelige preplanetære sværm,hvorfra både asteroider og planeter blev dannet. De holdt sådan rotation på grund af den imponerende masse, som giver dem et stort vinkelmoment.
Trojanske asteroider
Næsten alle asteroider, der blev opdaget i det 19. århundrede, bevæger sig inden for hovedbæltet. De eneste undtagelser er Ephra og Eros, der krydser Mars 'bane. Der var ingen andre eksempler på at flygte fra fangenskab inden for bæltet på det tidspunkt.
XX århundrede medførte også ændringer her. Den 23. februar 1906 fotograferede Wolff en meget svag asteroide, der bevægede sig i en næsten cirkulær bane med samme radius som Jupiters, 55,5 grader foran planeten. Han blev navngivet Achilles og modtog nummeret 588. Snart indså den svenske astronom Carl Charlier, at Achilles i sin bevægelse er bundet til et af to punkter med stabil librering forudsagt i 1772 af Joseph Louis Lagrange. Achilles vender med jævne mellemrum tilbage til librationspunktet L4, som bevæger sig 60 grader foran Jupiter. Efter et stykke tid blev asteroiden Patroclus opdaget der, og Hector blev fundet nær L5-punktet, der bevægede sig 60 grader bag planeten. Kort efter opstod der en tradition for at navngive disse asteroider til ære for trojanskrigens helte - nær L4-libreringspunktet ved navn Achaeerne (Achilles, Nestor, Agamemnon, Odysseus, Ajax,Diomedes, Antilochus, Menelaus), og nær libreringspunktet L5 - navnene på forsvarerne af Troja (Priam, Aeneas, Antif). Denne tradition dukkede dog ikke op med det samme, så Hector og Patroclus til sidst forblev i "fjendens lejre".
Til dato er der opdaget omkring 5.000 trojanske heste nær Jupiter. Vinkelafstanden mellem dem og Jupiter varierer meget - fra 45 til 100 grader. Fire yderligere trojanske heste bor i nærheden af Mars og otte i kredsløbsområdet i Neptun. I juli 2011 udnævnte canadiske astronomer den første kandidat til titlen på vores planets trojanske partner. Denne 300 meter asteroide 2010 TK7 blev fanget af WISE infrarøde teleskop, der fungerede i en lav-jord-bane fra januar til oktober 2010.
Asteroider nær jorden
En anden opdagelsesfase begyndte i foråret 1932. Den 12. marts opdagede den belgiske astronom Eugene Delport asteroiden Amur, der nærmer sig solen ved 1.08 AU ved perihelion. og berører derfor næsten den ydre side af jordens bane. Og kun seks uger senere snuble Karl Reinmuth over asteroiden Apollo, hvis bane krydser både Jorden og Venus og kun er 0,65 AU fra Solen ved periheliet.
Amor og Apollo blev forfædre til to familier af mindre planeter, der besøger de indre regioner i solsystemet. De har et fælles navn - Near-Earth Asteroids (NEA'er). Perihelionen af amor-typen asteroider spænder fra 1,3 AU. op til den maksimale radius af jordens bane lig med 1.017 AU. Apollo-asteroider inkluderer kroppe med en perihel mindre end 1.017 AU. og en semi-hovedakse, der overstiger 1 AU. Der er også en familie af nær-asteroider, hvis halv-hovedakse er mindre end en astronomisk enhed. Cirka 50% af sådanne asteroider, hvoraf den første blev opdaget i 1976 og opkaldt efter den egyptiske gud Aton, bevæger sig stadig mere fra solen end Jorden, fordi de bevæger sig langs ellipser med en stor excentricitet. Blandt atonerne skelnes en underfamilie af asteroider,hvis apogee er mindre end den minimale radius af jordens bane, 0,983 AU. Disse kroppe er naturligvis altid tættere på Solen end vores planet.
Banerne for nær-asteroider er meget forskellige. Nogle af dem vender regelmæssigt tilbage til hovedbæltet og går nogle gange endda meget længere, mens andre altid undgår solen. Sådan er f.eks. Asteroiden 1685 Toro med en apoge på 1,96 AU. og perihelion 0,77 AU. Den krydser kredsløbene omkring Jorden og Mars, og den mangler kun 0,05 AU. e, for at komme til Venus 'bane. Det tager ham 8 Jorden og 13 Venus-år at foretage fem omdrejninger omkring Solen, så Toro er i kredsløbsresonans med begge planeter. Der er endda asteroider, der tør nærme sig Solen tættere på Merkur. Sådan er asteroiden 1566 Icarus fra Apollo-familien, opdaget i 1949 af den amerikanske astronom Walter Baade.
Ufærdige planeter
Asteroider er på en måde ufærdige planeter. Begge blev engang dannet af kolliderende og sammensmeltende planetesimaler, faste kroppe i størrelse fra en meter til en kilometer, der kredser om den nyfødte sol. Disse kroppe opstod igen på grund af vedhæftningen af partikler fra den primære gas- og støvsky, hvorfra solsystemet blev dannet. I zonen ud over Mars bane kunne planetesimaler ikke forene sig til en stor planet. Mest sandsynligt skyldtes dette tyngdeforstyrrelser fra Jupiter, selvom andre mekanismer kunne have fungeret. Især er det muligt, at Jupiter mere end en gang skød store kroppe ud mod solen, hvilket også destabiliserede asteroidebæltet.
De første asteroider, der opstod direkte fra planesimalerne, bevægede sig i ekliptikens plan langs næsten cirkulære baner og havde lave relative hastigheder. Derfor splittede de ikke i kollisioner, men holdt sig sammen og voksede. Imidlertid tvang Jupiters tyngde gradvis asteroiderne til at bevæge sig til skrå baner med stor excentricitet, på grund af hvilken deres relative hastighed steg til 5 km / s (dette er hvad det er nu). Da asteroiderne blev ramt med en sådan hastighed, blev de knust i fragmenter, der ikke havde nogen chance for at starte en rigtig planet.
Disse processer har radikalt ændret asteroidebæltet. Dens oprindelige masse er ikke ligefrem kendt, men ifølge modelberegninger kunne den være 2.200 gange den nuværende masse og omtrent lig med jordens masse. De samme beregninger viser, at der var hundreder af kroppe i masse og størrelse, der ikke var ringere end Ceres. Disse lig døde i kollisionerne, og deres snavs gik i ustabile baner og forlod bæltet. I sidste ende tyndede den så meget, at kollisioner blev sjældne, og de overlevende asteroider forblev på relativt stabile baner. Så det nuværende hovedbælte er en bleg skygge af sin tidligere pragt.
Clark Chapman bemærkede, at der ifølge et antal planetariske forskere på et tidspunkt kunne eksistere et andet bælte mellem Jorden og Venus. Disse asteroider var imidlertid meget sværere at overleve. Det kan antages, at næsten alle splittes efter kollisioner, og deres fragmenter blev kastet væk fra solen.
Nikkeljernfeber
Science fiction-forfattere har længe forudsagt så at sige den nationale økonomiske udvikling af asteroider - husk for eksempel Azimovs historie "Marsens vej". Dette er forståeligt. Asteroidebæltet indeholder gigantiske reserver af den reneste vandis og et stort udvalg af mineraler. En kubik kilometer af en typisk M-klasse asteroide indeholder 7 milliarder tons jern, en milliard tons nikkel og millioner af tons kobolt. De samlede omkostninger ved disse metaller til dagens priser er over $ 5 billioner. Det er håbet, at hvis menneskeheden kommer til disse ressourcer, vil den bortskaffe dem klogt og med reel fordel.
Alexey Levin
