Пояс астероидов: что это такое, где находится и как образовался
Пояс астероидов — это область Солнечной системы между Марсом и Юпитером, где находится большинство известных астероидов. Несмотря на название, это в основном пустое пространство, а не плотная «стена из камней». В этой статье рассказываем, как образовался пояс астероидов, что в него входит и можно ли увидеть его с Земли. Если вы хотите найти на небе яркие астероиды, такие как Церера и Веста, используйте бесплатное приложение Sky Tonight.
Содержание
- Что такое пояс астероидов и где он находится?
- Что находится в поясе астероидов?
- Как образовался пояс астероидов и почему он не стал планетой?
- Кто и когда открыл пояс астероидов?
- Можно ли увидеть пояс астероидов с Земли?
- Космические миссии к поясу астероидов
Часто задаваемые вопросы о поясе астероидов
- Как называется пояс между Марсом и Юпитером?
- Сколько астероидов находится в поясе астероидов?
- Как далеко пояс астероидов находится от Земли?
- Какой объект является самым крупным в поясе астероидов?
- Почему на месте нынешнего пояса астероидов не сформировалась планета?
- Какие космические аппараты посещали пояс астероидов?
- Какие два красных объекта были обнаружены в поясе астероидов?
- Опасен ли пояс астероидов для космических аппаратов?
- Можно ли добывать полезные ископаемые в поясе астероидов?
- Главный пояс астероидов Солнечной системы: подводим итог
Что такое пояс астероидов и где он находится?
Пояс астероидов, также называемый главным поясом астероидов, — это область между Марсом и Юпитером, где находится большинство известных астероидов; она служит границей между внутренними планетами земной группы и внешними газовыми гигантами.
Главный пояс содержит миллионы космических камней, хотя его общая масса не так уж велика (даже меньше массы Луны), и около половины этого приходится на четыре крупнейших тела — Цереру, Весту, Палладу и Гигею.
Одно из распространенных заблуждений связано с его внешним видом: несмотря на то что вы могли видеть в научно-фантастических фильмах, пояс астероидов не напоминает каменную стену. Среднее расстояние между двумя астероидами составляет около одного миллиона километров! Поэтому у космических аппаратов, проходящих через пояс астероидов, практически нет шансов столкнуться с каким-либо объектом.
Более того, астероиды в поясе распределены неравномерно — есть области, где их почти нет. Эти области, называемые щели Кирквуда, очищены от астероидов под действием гравитационного влияния Юпитера. Пробелы Кирквуда названы в честь американского астронома Дэниела Кирквуда, который впервые обнаружил их в 1866 году.
Примечание: не путайте главный пояс астероидов с поясом Койпера — огромной областью за орбитой Нептуна, заполненной ледяными телами и карликовыми планетами, такими как Плутон.
Что находится в поясе астероидов?
Пояс астероидов содержит миллионы объектов: в основном астероиды C-типа, или углеродистые астероиды, а также астероиды S-типа (силикатные) и M-типа (металлические), плюс карликовую планету Цереру и крупные астероиды Веста, Паллада и Гигея.
По оценкам астрономов, в поясе астероидов находится около 1–2 миллионов астероидов размером более 1 километра, а также миллионы более мелких тел. Только около 30 астероидов в поясе астероидов имеют диаметр более 200 км.
Крупнейшие объекты в поясе астероидов — это Церера (940 км), Веста (525 км), Паллада (510 км) и Гигея (410 км). На эти четыре небесных тела приходится около половины массы всего пояса астероидов. Важно отметить, что Церера сейчас считается карликовой планетой, а значит, Веста является крупнейшим астероидом в поясе.
Большинство астероидов в поясе даже не имеют сферической формы — они больше похожи на бугристые, бесформенные картофелины. Однако некоторые из них обладают более необычной формой — например, 216 Клеопатра, которая напоминает собачью кость.
Некоторые объекты пояса астероидов также содержат минералы, богатые водой. Их изучение помогает ученым понять, как вода (и, возможно, элементы необходимые для возникновения жизни) распространялась по ранней Солнечной системе, и в том числе, как она попала на Землю.
Как образовался пояс астероидов и почему он не стал планетой?
Пояс астероидов, вероятно, образовался из остаточного вещества из ранней Солнечной системы, которое так и не стало планетой.
Около 4,6 миллиарда лет назад, на раннем этапе существования Солнечной системы, небольшие частицы пыли и камня — так называемые планетезимали — начали соединяться друг с другом в процессе аккреции. Некоторые из них со временем стали планетами. Но в области между Марсом и Юпитером гравитационное влияние Юпитера не позволило планетезималям объединиться в планету — вместо этого они сталкивались и дробились, оставаясь в виде бесчисленного множества меньших объектов. Именно поэтому сегодня в этой области мы видим пояс астероидов.
Изначально астрономы считали, что пояс астероидов образовался после разрушения крупной планеты; эта теория принадлежит Генриху Ольберсу. Гипотетическая планета получила название Фаэтон. «Гипотеза разрушенной планеты» поддерживалась многими астрономами по всему миру и оставалась популярной вплоть до конца XX века.
Кто и когда открыл пояс астероидов?
О существовании пояса астероидов не было известно до середины 19 века. Однако область между Марсом и Юпитером привлекала внимание астрономов задолго до этого — они искали там планету.
В 1766 году немецкий астроном Иоганн Даниэль Тициус выдвинул следующую гипотезу: если считать от центра Солнечной системы, каждая следующая планета будет располагаться примерно в два раза дальше, чем планета перед ней. Согласно этой гипотезе (теперь известной как правило Тициуса-Боде), между орбитами Марса и Юпитера должна была находиться еще не открытая планета!
Многие увлеклись этой идеей. Например, группа немецких астрономов под названием “Небесная полиция” организовала крупный международный проект для поисков неизвестной планеты. Однако их опередил итальянский астроном Джузеппе Пьяцци, открывший Цереру в 1801 году. Местонахождение этого небесного тела почти точно соответствовало правилу Тициуса-Боде.
Разумеется, ученые сперва решили, что Церера и есть та самая “потерянная” планета. Однако вскоре в той же области Солнечной системы обнаружились и другие похожие объекты. В 1802 году удача улыбнулась “Небесной полиции”: Генрих Ольберс (автор парадокса Ольберса) открыл Палладу. После этого “Полиция” добилась успеха еще дважды: в 1804 году Карл Хардинг обнаружил Юнону, а в 1807 году Генрих Ольберс открыл Весту.
По мере того как ученые находили все больше и больше небесных тел между Марсом и Юпитером, становилось очевидным, что эти тела слишком малы, чтобы считать их планетами. Английский астроном Уильям Гершель предложил термин “астероид”, и он прижился. Словосочетание “пояс астероидов” вошло в обиход примерно в 1850-х годах.
Таким образом, у пояса астероидов нет первооткрывателя. Джузеппе Пьяцци обнаружил первый объект в этой области Солнечной системы, а за ним последовали другие астрономы.
Одно интересное замечание о правиле Тициуса-Боде, из-за которого все началось: когда в 1846 году был открыт Нептун, оказалось, что его местоположение не соответствует предсказаниям Тициуса. Судя по всему, правило Тициуса-Боде — не более чем математическая случайность, а вовсе не физический закон!
Можно ли увидеть пояс астероидов с Земли?
Сам пояс астероидов увидеть нельзя, но некоторые из его астероидов — вполне можно. Четыре крупнейших тела в поясе астероидов — Церера, Веста, Паллада и Гигея — можно наблюдать в небольшой телескоп или даже в крупный бинокль. Лучшее время для наблюдения астероида — во время противостояния, когда он выглядит на небе наиболее ярким.
| Объект | Максимальная яркость | Максимальный видимый размер |
|---|---|---|
| Церера | зв. вел. 6,7 | 0,85″ |
| Веста | зв. вел. 5,1 | 0,7″ |
| Паллада | зв. вел. 6,1 | 0,5″ |
| Гигея | зв. вел. 9,1 | 0,3″ |
Узнайте больше: Ближайшие противостояния планет, астероидов и карликовых планет
Для типичного 4-дюймового (100 мм) телескопа Церера и Веста выглядят как точки света напоминающие звезды. Чтобы отличить астероид от звезды, ищите объект, который медленно меняет положение относительно ближайших звезд в течение нескольких ночей подряд. Окуляр с малым увеличением (25–32 мм) поможет легче найти нужную область неба, а умеренное увеличение — подтвердить движение астероида.
В отличие от планет, астероиды не выглядят как диски (даже в телескоп); они похожи на тусклые звезды. Ключ к их распознаванию — их медленное смещение на фоне неба с течением времени.
Чтобы быстро найти нужный астероид на небе, используйте приложение Sky Tonight. Нажмите на значок лупы в нижней части экрана, введите название астероида и нажмите на синий значок прицела рядом с соответствующим результатом поиска.
Космические миссии к поясу астероидов
С 1970-х годов несколько космических аппаратов достигли пояса астероидов и изучили его объекты. Мы упомянем три знаковые миссии прошлого и одну крупную миссию, которая сейчас направляется к объекту главного пояса.
- Первым космическим аппаратом, достигшим пояса астероидов, стал «Пионер-10»; на пути к Юпитеру он пролетел через пояс в 1972 году.
- Космический аппарат «Галилео» изучал астероиды Гаспра и Ида в 1990-х годах и открыл первый спутник астероида — Дактиль, спутник Иды.
- Космический зонд Dawn стал первым аппаратом, посетившим астероиды Веста (в 2011 году) и Церера (в 2015 году).
- Космический аппарат «Психея» был запущен в октябре 2023 года и сейчас направляется к астероиду (16) Психея, к которому, как ожидается, он прибудет в 2029 году. Ученые считают, что этот богатый металлами объект поможет лучше понять процессы формирования планетных ядер.
Часто задаваемые вопросы о поясе астероидов
Как называется пояс между Марсом и Юпитером?
Пояс между Марсом и Юпитером называется поясом астероидов, или главным поясом астероидов.
Сколько астероидов находится в поясе астероидов?
По данным ESA, пояс астероидов содержит около 1–2 миллионов астероидов размером более 1 километра, а также миллионы более мелких тел.
Как далеко пояс астероидов находится от Земли?
Расстояние между орбитой Земли и ближайшим к Земле краем пояса астероидов обычно составляет от 1 до 2 астрономических единиц. Одна астрономическая единица (а.е.) — это среднее расстояние от Земли до Солнца, равное 150 миллионам километров.
Какой объект является самым крупным в поясе астероидов?
Самый крупный объект в поясе астероидов — карликовая планета Церера, диаметр которой составляет 940 км. Посмотрите наше видео о Церере, чтобы узнать о ней интересные факты.
Почему на месте нынешнего пояса астероидов не сформировалась планета?
Пояс астероидов не стал планетой главным образом из-за того, что гравитация Юпитера постоянно нарушала стабильность этой области. Вместо того чтобы сливаться и образовывать более крупный объект, многие космические тела снова и снова сталкивались и разрушались, в результате чего и сформировался пояс из более мелких объектов.
Какие космические аппараты посещали пояс астероидов?
Несколько космических аппаратов исследовали пояс астероидов:
- «Пионер-10» первым пролетел через него в 1972 году по пути к Юпитеру.
- «Галилео» изучал астероиды Гаспра и Ида в 1990-х годах и открыл Дактиль — первый известный спутник астероида.
- «Dawn» стал первым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту двух объектов главного пояса: Весты в 2011 году и Цереры в 2015 году.
- «Психея», запущенный в 2023 году, сейчас направляется к богатому металлами астероиду (16) Психея и, как ожидается, прибудет к нему в 2029 году.
Какие два красных объекта были обнаружены в поясе астероидов?
В июле 2021 года Японское агентство аэрокосмических исследований обнаружило два огромных астероида, спектр которых оказался намного более красным, чем у любого другого объекта в поясе астероидов. Эти астероиды называются 203 Помпея и 269 Юстиция. Ученые считают, что они могли сформироваться у внешнего края Солнечной системы, а затем (около 4 миллиардов лет назад) мигрировали в пояс астероидов.
Опасен ли пояс астероидов для космических аппаратов?
Несмотря на то что часто показывают в фильмах, пояс астероидов — вовсе не хаотичное поле летающих близко друг к другу камней. В действительности объекты в нем разделены огромными расстояниями, обычно от сотен тысяч до миллионов километров. Именно поэтому космические аппараты, такие как «Пионер-10», «Галилео» и «Dawn», смогли пройти через пояс астероидов, не столкнувшись с космическими камнями. Вероятность случайно врезаться в астероид чрезвычайно мала.
Кстати об опасности: знаете ли вы, что NASA отслеживает тысячи потенциально опасных астероидов? Прочитайте нашу статью «Когда следующий астероид столкнется с Землей?», чтобы узнать о них больше.
Можно ли добывать полезные ископаемые в поясе астероидов?
Теоретически это возможно. Идеальным кандидатом для добычи считается астероид 16 Психея, который, возможно, состоит из железа и никеля. По некоторым оценкам, этот астероид может стоить десятки квинтиллионов долларов! Однако добыча ресурсов на астероиде — чрезвычайно сложная задача, требующая технологий, которыми мы, вероятно, пока не располагаем.
Какие еще ресурсы можно добывать на астероидах? Законна ли вообще добыча полезных ископаемых на астероидах? Ответы на эти и многие другие вопросы вы найдете в этой инфографике!
Главный пояс астероидов Солнечной системы: подводим итог
Пояс астероидов между Марсом и Юпитером — это дом для миллионов каменистых тел, от крошечных фрагментов до карликовой планеты Цереры. Скорее всего, эти объекты — остатки вещества, из которого формировалась Солнечная система, но которое так и не стало планетой, потому что гравитация Юпитера постоянно нарушала стабильность этой области. Тем временем миссия NASA «Психея», запущенная в 2023 году, уже направляется к одному из самых интригующих астероидов пояса, приближая нас к пониманию того, как когда-то формировались сами планеты. Вы можете найти астероид на небе прямо сейчас, используя бесплатное приложение Sky Tonight.
