4.11.2. орбіти астероїдів
Головна онлайн підручники База репетиторів Росії Тренажери з астрономії Підготовка до ЄДІ 2017 онлайн
Глава 4. Сонячна система
4.11. Малі тіла Сонячної системи
4.11.2. орбіти астероїдів
Населення пояса астероїдів дуже різноманітно. Але всі ці відмінності меркнуть перед різноманітністю орбіт астероїдів. Всі планети Сонячної системи рухаються в одній площині по майже кругових орбітах. А астероїди, підкоряючись впливу Сонця і планет, рухаються по найрізноманітнішим траєкторіях. Головним диригентом їх руху служить, зрозуміло, гігантський Юпітер. Більшість малих планет віддалені від Сонця, в середньому, на 2,2-3,6 а. е., тобто знаходяться між орбітами Марса і Юпітера, і повністю підпорядковані впливу цього гіганта.
пояс астероїдів
Ексцентриситет орбіти більшості астероїдів менше 0,3 (від 0,1 до 0,8), а нахил менше 16 °.
Серед астероїдів є групи, які рухаються по орбіті Юпітера навколо Сонця, як його свита. Група Греки (Ахілл, Аякс, Одіссей і інші) випереджає Юпітер на 60 °. Група Троянці (Пріам, Еней, Троїл і інші) відстає від Юпітера на 60 °. До 2004 року стали відомі орбіти близько 1640 троянців.
Греки і Троя потрапили в гравітаційну пастку в лагранжевих точках Юпітера
Люки Кирквуда. На гістограмі показана залежність кількості астероїдів на різних відстанях до Сонця
Астероїди «воліють» рідше зустрічатися з Юпітером, уникаючи тих орбіт, на яких такі зближення можуть відбуватися регулярно. Тому деякі області пояса астероїдів майже не населені - це так звані люки Кірквуд. Уникаючи зустрічей з Юпітером, деякі астероїди рухаються в резонансі з ним, зберігаючи свої орбітальні періоди в простому співвідношенні з періодом обертання планети-гіганта. Найпростішим випадком такого резонансу з співвідношенням періодів 1: 1 і є Троя. У 1866 році американський астроном Кірквуд відкрив існування щілин у розподілі періодів обертання астероїдів і в розподілі великих піввісь їх орбіт. Кірквуд встановив, що астероїди уникають тих періодів, які знаходяться в простому целочисленном співвідношенні з періодом обертання Юпітера навколо Сонця, наприклад, 1: 2, 1: 3, 2: 5 і т.п. За рахунок гравітаційного впливу Юпітера астероїди змінюють орбіту і залишають цю область простору.
Втім, астероїди знаходяться не тільки між орбітами Юпітера і Марса - частина з них розсіяна по всій Сонячній системі, і кожна планета, ймовірно, має свою групу астероїдів.
Земля, Марс і п'ять астероїдів групи Амура
Дослідження безіменного астероїда 3753, проведене канадськими астрономом Вігерт, показало, що цей астероїд дивним чином супроводжує Землю: середній радіус її орбіти практично дорівнює земній, тому і періоди їх обертання навколо Сонця майже збігаються. Повільно-повільно астероїд наближається до Землі, а зблизившись, трохи змінює свою орбіту під дією сил земного тяжіння. Якщо астероїд відстає від Землі, то він наближається до неї спереду, і тяжіння Землі його пригальмовує. Від цього розмір орбіти астероїда і період обертання по ній скорочуються, і він починає випереджати Землю, опиняючись, врешті-решт, позаду неї. Тепер тяжіння Землі викликає перехід астероїда на більш високу орбіту з великим періодом, і вихідна ситуація повторюється. Якби орбіта астероїда 3753 була близька до кругової, його траєкторія щодо Землі нагадувала б підкову. Але великий ексцентриситет (e = 0,515) і спосіб (i = 20 °) орбіти астероїда роблять його рух ще більш хитромудрим. Відчуваючи вплив не тільки Сонця і Землі, але і всіх інших планет, він не може стійко рухатися по подковообразной орбіті. Розрахунки показують, що 2500 років тому астероїд 3753 перетнув орбіту Марса, а близько 8000 року він має перетнути орбіту Венери; при цьому цілком можливий перехід під впливом її тяжіння на нову орбіту і навіть зіткнення з планетою.
5 Малюнок 4.11.2.5.Земля, Марс і п'ять астероїдів групи Аполлона
Жителям Землі важливо знати астероїди, орбіти яких близько підходять до неї. Виділяють три сімейства астероїдів (по їх типових представників):
- +1221 Амур; орбіта в перигелії майже стосується Землі;
- Тисяча вісімсот шістьдесят дві Аполлон; орбіта в перигелії заходить за орбіту Землі;
- 2 962 Атон; сімейство перетинають земну орбіту.
Деякі астероїди рухаються в резонансі відразу з декількома планетами. Вперше це було помічено в русі астероїда Торо. Він робить 5 орбітальних обертів приблизно за той же час, як Земля - 8, Венера - 13. Перигелій астероїда Торо знаходиться між орбітами Венери і Землі. Інший астероїд, Амур, рухається в резонансі з Венерою, Землею, Марсом і Юпітером, здійснюючи 3 своїх обороту за той же час, за яке Венера здійснює 13 обертів, Земля - 8 оборотів; резонанс з Марсом 12:17 і з Юпітером 9: 2. Очевидно, такий рух оберігає астероїди від захоплення гравітаційним полем планети і подовжує їм життя.
Багато астероїди знаходяться за орбітою Юпітера. У 1977 виявили астероїд 2060 Хірон, орбіта якого наступна: перигелій всередині орбіти Сатурна 8,51 а. е., афелій близько орбіти Урана 19,9 а. е. Ексцентриситет орбіти Хирона дорівнює 0,384.
Поблизу перигелію у Хирона з'являється кома і хвіст. Однак розміри і маса Хирона набагато більше розмірів звичайних комет. У давньогрецькій міфології Хірон - напівлюдина-напівконя; космічний Хірон - чи то астероїд, то чи комета. Зараз такі об'єкти називаються кентаврами .
У 1992 році були виявлені ще більш далекі об'єкти, розмірами більше 200 км, що знаходяться далеко за орбітами Нептуна і Плутона. Загальна чисельність тел в поясі Койпера , За розрахунками фахівців, більше в кілька разів, ніж число астероїдів між орбітами Марса і Юпітера.
6 Малюнок 4.11.2.6.Іда і її маленький супутник - Дактиль
У 1993 році міжпланетний апарат «Галілео», пролітаючи повз астероїда 243 Іда, виявив малий супутник діаметром 1,5 км, який отримав назву Дактиль, який обертається навколо 243 Іди на відстані близько 100 км. Це був перший випадок відкриття супутника у астероїда. Потім прийшло повідомлення з Південної Європейської обсерваторії в Ла-Силья (Чилі) про знаходження другого супутника, на цей раз у астероїда 3671 Діоніс. В даний час відомі 7 астероїдів, що мають маленькі супутники.
Діоніс потрапив в список кандидатів на дослідження, оскільки належить до особливої групи астероїдів, періодично перетинають орбіту Землі і мають шанс зіткнутися з нашою планетою. Прототипом цієї групи став відкритий в 1934 році астероїд тисячу вісімсот шістьдесят дві Аполлон, тому всі астероїди з такими орбітами відносять тепер до групи Аполлона. Діоніс зближується із Землею один раз в 13 років. Якраз це і сталося 6 липня 1997 року, коли він пройшов на відстані 17 млн. Км від Землі. По тепловому випромінюванню Діоніса астрономи визначили, що його поверхня дуже світла, добре відбиває сонячні промені, а діаметр близько 1 км. Нагадаємо, що астероїд Іда, у якого вперше був виявлений супутник, має діаметр 50 км.
Тутатіс
У 1992 році на відстані всього 2,5 млн. Км від Землі пройшов астероїд Тутатіс. Він виявився освіченим як би двома брилами, розміри яких 2 км і 3 км. З тих пір з'явився термін: контактно-подвійні астероїди.
Поки рано міркувати про походження подвійних, а можливо, і більш складних астероїдів. Необхідно накопичити дані спостережень. Але ясно одне: чим складніше космічна система, тим більш цінну інформацію несе вона про своє походження і еволюції.
Астрономи знайшли вже понад тисячу астероїдів, які перетинають орбіту Землі. Можливо, в майбутньому вченим доведеться чимало попрацювати, щоб запобігти зіткненню якогось із них з нашою планетою.
Дивіться також: Математика , Аннглійскій мову , хімія , Біологія , фізика , Географія , Астрономія .
А також: online підготовка до ЄДІ на College.ru, бібліотека ЕОРов і навчальні програми на Multiring.ru.