Расшифруйте ключевые понятия и термины.
В чем отличие метеора, метеорита и болида.
Что называют «падающей звездой».
Можно ли наблюдать на Луне метеор, метеорит, болид? Почему?
Как устроена комета?
Какие малые тела Солнечной системы опасны для Земли? Почему
Посмотрите видео о малых телах Солнечной системы, для этого перейдите по ссылке
https://youtu.be/WhWLXn4uLLs
ЛЕКЦИЯ 13. Малые тела Солнечной системы. (2 часа)
Ключевые понятия и термины:
Астроблема, астероид, болид, комета, метеор, метеорит, пояс астероидов, пояс Койпера, степень риска, хвост кометы, облако Оорта, ядро кометы.
План лекции:
- Астероиды
- Метеоры и метеориты
- Кометы
- Карликовые планеты
Астероиды
Первый астероид (от греч. — звездообразный) открыл итальянский астроном Д. Пиацци (1746—1826). В ночь на 1 января 1801 г. он увидел слабую звезду, которая на следующий вечер немного переместилась. Новой планете дали название Церера (по римской мифологии — богиня земледелия). За Церерой стали внимательно наблюдать — она оказалась небольшой, даже меньше Луны, и обращалась вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. Каково же было удивление астрономов, когда через несколько лет недалеко от Цереры обнаружили еще одну малую планету — ее назвали Палладой (одним из имен богини мудрости Афины). Затем были открыты еще две — Юнона и Веста. Потом доказали, что первый открытый астероид является и самым большим — диаметр Цереры равен 960 км. В 2006 г. Цереру отнесли к классу планет-карликов. На январь 2011 г. зарегистрировано более 500000 астероидов, и меньшие из них имеют диаметр всего несколько десятков метров. В телескопы диски этих тел различить невозможно — они имеют вид светлых точек. Суммарная масса всех астероидов не превышает 0,1 массы Луны.
Астероид 433 Эрос имеет вид гигантского седла длиной 33 км. АМС, совершив посадку на поверхность астероида в котловине вблизи центра, обнаружила, что его серая поверхность покрыта слоем реголита и похожа на поверхность Луны.
Астероидам присваивают порядковый номер и название, которое предлагает автор открытия. Сначала по традиции астероидам давали название в честь мифологических богинь, но со временем число открытых малых планет превзошло все «божественное» население Олимпа, поэтому сейчас новые космические тела называют в честь стран, городов, выдающихся ученых, поэтов и деятелей искусства. Большое количество малых планет открыл в Крымской астрофизической обсерватории астроном Н. С. Черных (1931—2006).
Почему между Марсом и Юпитером находится не одна большая планета, а множество малых тел? Для объяснения этой загадки немецкий астроном Г. Ольберс (1758—1840) выдвинул гипотезу, что между Марсом и Юпитером некогда существовала планета Фаэтон, которая почему-то взорвалась. Причиной катастрофы могла быть встреча планеты с другим космическим телом. В пользу теории взрыва планеты свидетельствует то, что большинство астероидов имеют вид осколков неправильной формы. Современные исследования распределения орбит малых планет показывают, что, скорее всего, между Марсом и Юпитером большой планеты никогда не было, а пояс астероидов — это остатки того вещества, из которого 4,5 млрд лет назад образовались планеты Солнечной системы.
За орбитой Нептуна находится кольцо мелких планетоподобных тел (так называемый пояс Койпера, которые из-за гравитационных возмущений могут изменять параметры своих орбит. Столкновение с другой планетой или спутником вызовет разрушение этих тел и образование отдельных фрагментов, которые будут обращаться по самостоятельным орбитам. Если учесть, что вероятность встречи осколков возрастает с увеличением их количества, то пояс астероидов может быть своеобразной машиной для дробления космических тел на меньшие фрагменты.
О том, что малые планеты продолжают делиться, свидетельствует открытие так называемых семейств или групп астероидов. В 1918 г. японский астроном К. Хираяма обратил внимание на некоторые группы астероидов, имеющих сходные параметры орбит. Такие группы астероидов назвали семействами Хираямы — они могли образоваться после столкновения более крупных тел. Астероиды движутся вокруг Солнца в ту же сторону, что и планеты, и имеют, как правило, эллиптические орбиты.
Опасные астероиды
Наибольшее внимание астрономов привлекают астероиды группы Аполлона, Амура и Атона, так как в перигелии они приближаются к Земле или даже пересекают ее орбиту. Например, в 1932 г. астероид 1862 Аполлон (диаметр 3 км) пролетел мимо Земли на расстоянии 0,028 а. е. Еще ближе от Земли в 1994 г. пролетел астероид 1994 ХМИ — от катастрофы нас отделяло всего 112000 км в пространстве и 1 час времени.
Степень риска — это произведение вероятности космической катастрофы на количество возможных человеческих жертв.
В 2004 г. открыли 320-метровый опасный астероид Апофис, который 13 апреля 2029 пролетит мимо Земли на расстоянии около 37000 км.
Хотя вероятность встречи с отдельным астероидом достаточно мала, но, учитывая их большое количество и глобальные последствия столкновения, степень риска погибнуть от космической катастрофы оказалась такой же, как от обычного наводнения или авиакатастрофы. По современным данным, существуют около 2000 астероидов с диаметром более 1 км и несколько сотен тысяч с диаметром более 100 м, пересекающих орбиту Земли. При встрече Земли с астероидом диаметром 1 км выделится энергия, эквивалентная взрыву миллионов атомных бомб. Кроме того, выброс пыли в атмосферу приведет к образованию сплошной облачности, поэтому поверхность Земли будет получать меньше солнечной энергии. Снижение температуры может дать начало новому ледниковому периоду.
Орбиты некоторых астероидов, пересекающих орбиту Земли
Для спасения нашей цивилизации создан международный Фонд «Космическая стража», разработана программа поисков опасных астероидов, комет и вычисления их орбит.
В будущем технические возможности человечества позволят избежать вероятной катастрофы от встречи с астероидами, если можно будет как-то изменять параметры их орбит. Исследования астероида Эроса показывают, что даже небольшие космические тела, состоящие из отдельных фрагментов, при взрыве могут разлететься на отдельные осколки, орбиты которых рассчитать заранее невозможно.
Метеоры и метеориты
Названия метеор и метеорит в переводе с греческого означает «тот, что находится в воздухе». Астрономы когда-то считали, что падающие звезды — чисто атмосферное явление, что-то вроде обычной молнии. Метеорные частицы — это космическая пыль, которая никогда не долетает до поверхности Земли, потому что она сгорает и испаряется в атмосфере на высоте нескольких десятков километров. То есть метеором, или падающей звездой, мы называем световое явление, которое вызывает ионизацию воздуха на пути полета метеорной частицы, так как саму микроскопическую пылинку заметить невозможно. Метеориты имеют большую массу, поэтому они могут достичь поверхности Земли
Когда метеоритное тело с большой скоростью летит в атмосфере, то из-за сопротивления воздуха оно нагревается до температуры выше 10000°С и начинает светиться, как раскаленный шар, который называют болидом (греч. — копье). Во время полета болида со сверхзвуковой скоростью в атмосфере возникает ударная волна, которая создает мощные звуковые колебания, поэтому человек слышит сильный грохот.
Метеоритное тело — это фрагмент астероида, который, обращаясь вокруг Солнца, сталкивается с нашей планетой. То есть метеориты имеют астероидное происхождение. Скорость, с которой метеор или метеорит влетает в земную атмосферу, зависит от направления его движения относительно вектора скорости Земли. Наибольшую скорость вхождения в атмосферу (50—70 км/с) имеют те метеоритные тела, которые летят навстречу движению Земли, тогда скорости болида и Земли складываются. Скорость метеора и метеоритного тела при вхождении в атмосферу Земли не может быть меньше 11,2 км/с, так как даже когда астероидное тело «догоняет» нашу планету, то из-за земного притяжения его скорость начинает возрастать. Сейчас за счет метеоритного вещества масса Земли увеличивается на 500000 т в год.
Метеор — световое явление, возникающее в ионизированном воздухе на пути полета маленьких метеорных частиц
Болид — световое явление, которое сопровождает полет метеоритного тела в атмосфере