Кометы астероиды интересные факты. От чего зависит форма кометного хвоста. Кометы и Земля — представления ученых

К малым телам Солнечной системы относят астероиды, метеорные тела, кометы, тела пояса Койпера. Астероиды имеют размеры менее тысячи км. Более мелкие тела, чем астероиды, называются «метеороидами» или метеороидными телами, они могут иметь размеры порядка нескольких метров и даже меньше.

Астероид – это небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, размером от нескольких метров до тысячи километров, астероиды часто называют малыми планетами (но не карликовыми планетами!) Большинство орбит астероидов сконцентрировано в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера.

Астрономия: Солнечная система и движение ее планет и данные Солнца

Наименьшие наблюдаемые, измеряющие менее нескольких десятков метров, редко пересекают земную атмосферу; трение с воздухом испаряет их, прежде чем они достигнут поверхности. Астероиды более 100 м представляют собой реальную опасность.

Астрономия: Солнечная система и ее планеты

Размеры этой системы указаны в терминах среднего расстояния от Земли до Солнца, называемого астрономической единицей.

Рассчитанные в тысячах, астероиды имеют разные размеры, от Цереры, диаметром до 000 км, до микроскопических зерен. Некоторые падают на Землю и появляются в ночном небе, как лучи света; они называются метеорами. Спасенные фрагменты называются метеоритами. Исследования в лабораториях метеоритов показали много информации о примитивных условиях нашей Солнечной системы.

История открытия астероидов .

1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци случайно открыл звезду, склонение которой заметно изменялось за сутки наблюдений, этот объект расположен между Марсом и Юпитером. Этот объект был назван Церерой в честь древнеримской богини плодородия. Так астрономы открыли новый тип объектов в Солнечной системе, позже названный астероидами. Наблюдая за движением Цереры, немецкий врач Генрих Вильгельм Ольберс в 1802 году открыл новый астероид, который назвали Паллада в честь древнегреческой богини Афины Паллады. В 1804 году была открыта Юнона, в 1807 году – Веста. Фридрих Вильгельм Гершель предложил назвать маленькие планеты астероидами. Астероид по-гречески означает «звездообразный».

Поверхности Меркурия, Марса и различные спутники планет показывают эффекты сильного воздействия астероидов в начале истории Солнечной системы. На Земле эти знаки стерлись, за исключением некоторых кратеров недавнего воздействия. Часть межпланетной пыли может также поступать из комет, состоящих в основном из пыли и ледяных газов диаметром от 5 до 10 км. Многие кометы вращаются вокруг Солнца на таких больших расстояниях, что их можно отвлечь звездами на орбиты, которые переносят их во внутреннюю Солнечную систему.

Когда кометы приближаются к Солнцу, они выделяют свою пыль и газы, образуя эффектные волосы и клей. Под влиянием мощного гравитационного поля Юпитера кометы иногда занимают гораздо меньшие орбиты. Самая известная комета Галлея, которая возвращается к внутренней Солнечной системе каждые 75 лет.

В 1804 году Ольберс высказал знаменитую гипотезу о разрыве гипотетической планеты Фаэтонмежду Марсом и Юпитером и образования астероидов – ее обломков. С 2006 года первый найденный астероид Церера отнесен к карликовым планетам. Астероиды вблизи Земли и их опасность для планеты

Опасные космические объекты, такие как астероиды, орбиты которых пересекают орбиту Земли, представляют серьезную угрозу существованию человеческой цивилизации при столкновении Земли с астероидом. Число астероидов, пересекающих орбиту Земли, и имеющих диаметр более 1 км, примерно 500.

Его последнее появление было в «С воздействием», огромная кинетическая энергия обломков превратилась в огонь через гигантские взрывы, образуя более крупные огненные шары, чем Земля. Поверхности ледяных спутников внешних планет отмечены ударами ядер комет. Фактически, астероид Хирон, который вращается между Сатурном и Ураном, может быть огромной неактивной кометы. Аналогично, некоторые из астероидов, которые пересекают орбиту Земли, могут быть скалистыми остатками вымерших комет.

Солнце окружено тремя кольцами межпланетной пыли. Один из них, между Юпитером и Марсом, давно известен как происхождение зодиакального света. Если бы вы могли смотреть на Солнечную систему над северным полюсом Земли, казалось бы, планеты двигались вокруг Солнца в противоположном направлении по часовой стрелке. Все планеты, кроме Венеры и Урана, поворачивают свою ось в том же направлении. Вся система довольно ровная - только орбиты Меркурия и Плутона наклонены. Плутон настолько эллиптичен, что есть моменты, которые ближе к Солнцу, чем Нептун.

За последние годы крупные астероиды пролетали неоднократно, вызывая страх и тревогу. В 1936 году астероид Адонис пролетел в 2 млн.км от Земли, в 1937 г. Астероид Гермес пролетел на расстоянии 800 тыс.км от Земли. В 1996 г. Астероид Таутатис пролетел на расстоянии 450 тыс.км от Земли

Значительная часть астероидов основного пояса движутся по устойчивым, стабильным орбитам , которые мало изменились за последние 4,5 млрд лет, поэтому столкновений с такими астероидами практически маловероятны.

Спутниковые системы следуют тому же поведению, что и их основные планеты, но есть много исключений. У Юпитера, Сатурна и Нептуна есть один или несколько спутников, которые движутся по ретроградным орбитам, и многие орбиты спутников очень эллиптические. Кометы показывают распределение орбит вокруг Солнца более или менее сферическое.

Эти и другие примеры демонстрируют тонкий баланс сил, свойственных гравитационной системе, состоящей из многих тел. Среди ранних попыток объяснить происхождение этой системы есть туманная гипотеза немецкого философа Иммануила Канта и французского астронома и математика. Согласно этой теории газовое облако фрагментировано в кольца, конденсированные в планеты.

Но орбиты астероидов могут измениться при приближении к планетам-гигантам, при столкновении с другими астероидами и кометами, поэтому орбиты астероидов могут изменяться.

Американским астрономом Р. Бинзелом была разработана качественная шкала оценки опасности столкновения с Землей астероидов и комет, подобная шкале Рихтера , используемой для градации опасности землетрясений. В 1999 г. шкала была утверждена Международным Астрономическим Союзом. (показ таблицы на слайде презентации). По различным оценкам велика вероятность падения на Землю астероида диаметром около 1 км раз в 100 тыс. лет. Но наиболее велика вероятность встречи Земли с более мелкими небесными объектами.

Сомнения в стабильности этих колец побудили некоторых ученых рассмотреть некоторые сценарии катастроф, такие как сильное столкновение между Солнцем и другой звездой. Эти столкновения очень редки, а горячие газы, дезорганизованные приливами, будут рассеиваться вместо конденсации с образованием планет.

Современные теории связывают образование Солнечной системы с образованием Солнца, которое произошло 700 миллионов лет назад. Фрагментация и гравитационный коллапс межзвездного облака газа и пыли, возможно, вызванные взрывами соседней сверхновой, могут привести к образованию первичной солнечной туманности. Тогда Солнце образовалось бы в центральной, более плотной области. Температура у Солнца настолько высока, что даже относительно плотные силикаты испытывают трудности с образованием там.

Двойные астероиды

Открыто несколько двойных астероидов.

В 1993 году американский космический аппарат «Галилео», направлявшийся к Юпитеру, пересекал главный пояс астероидов. Оказалось, что астероид Ида имеет маленький спутник, который назвали Дактиль.

Астероид Эрос обращается вокруг Солнца с периодом 1,8 земных года. Его размеры – 40 x 14 x 14 км. В 2000 г. автоматический космический аппарат NEAR-Шумейкер сделал много фотографий астероида. Исследования астероида показали, что Эрос - монолитное твердое тело, что его химический состав приблизительно однороден и что он образовался в «молодые годы» Солнечной системы. В 2001 году аппарат сел на поверхность астероида.

Это явление может объяснить присутствие вблизи Солнца планеты, такой как Меркурий, у которой небольшая силикатная оболочка и плотное железное ядро ​​больше обычного. На больших расстояниях от центра солнечной туманности газы конденсируются в твердые частицы, подобные тем, которые встречаются сегодня на внешней стороне Юпитера.

Доказательства возможного предыдущего взрыва сверхновой звезды появляются как следы аномальных изотопов в малых включениях некоторых метеоритов. Эта ассоциация формирования планет с образованием звезд предполагает, что миллиарды других звезд в нашей галактике могут также иметь планеты. Обилие множественных и двоичных звезд, а также больших спутниковых систем вокруг Юпитера и Сатурна свидетельствуют о тенденции к распаду газовых облаков путем фрагментации в системы с несколькими телами.

Астероид 216 Клеопатра состоит в основном из металлов типа никеля и железа, как показали радарные исследования.

Астероид 951 Гаспра имеет размеры 19x12x11 км и обращается почти по круговой орбите внутри главного пояса астероидов. Состоит Гаспра из смеси скальных пород и металлосодержащих минералов.

Астероиды за орбитой Юпитера.

Он находится в центре Системы. Состоящая в основном из водорода и гелия, его огромная масса позволила ему в свое время инициировать ядерные реакции, которые дают ему собственные характеристики звезды. Процесс, который происходит внутри солнечного ядра, очень прост для объяснения, но чрезвычайно сложный в одно и то же время.

Когда межзвездная материя начала разрушаться, атомы водорода отскочили друг от друга, так что температура постепенно увеличивалась, и в то же время из-за ее огромного гравитационного притяжения все сжалось все больше и больше, пока был достаточно плотным и горячим, так что атомы, однажды столкнувшиеся, больше не отскакивали друг от друга, потому что естественная сила отталкивания была ниже силы гравитационного притяжения, поэтому они объединились, чтобы сформировать атом, принадлежащий следующему элемент периодической таблицы.

За орбитой Юпитера в конце ХХ века были открыты и другие астероиды. Второй пояс астероидов называют поясом Койпера.

Пояс Койпера – дискообразная область за орбитой Нептуна, на расстоянии от 30 а.е. до 100 а.е. от Солнца, населенная астероидами и ядрами комет.

Предполагают, что объекты пояса Койпера представляют собой лёд с небольшими примесями органических веществ, то есть близки по составу к кометному веществу. Масса всех объектов пояса Койпера превышает массу всех астероидов главного пояса астероидов. Но предполагают, что масса объектов облака Орта превышает массу объектов пояса Койпера.

В случае водорода, являющегося наиболее распространенным в солнечной сфере, его слияние привело к превращению в гелий, его следующей в периодической таблице и, следовательно, важной эмиссии тепла и света. Следует отметить, что Солнце, потому что его масса недостаточно значительна, не может трансформировать элементы, находящиеся выше железа. Для того, чтобы Солнце начало свои внутренние ядерные процессы, потребовалось около одного миллиарда лет.

В средние века старая геоцентрическая модель использовалась для прогнозирования положения звезд и планет в небе, включая Солнце и Луну. Однако было ясно, что предсказания не были хорошими за несколько дней. Попытки построить модели, основанные на сложных комбинациях круговых движений, несколько улучшили ситуацию, но были далеки от удовлетворительных. Тем не менее, геоцентрическая модель оставалась правилом главным образом потому, что она была принята по философским соображениям по католической церкви.

Кометы – самые многочисленные, самые протяжённые и самые удивительные небесные тела Солнечной системы. Слово «комета» в переводе с греческого означает «волосатая», «длинноволосая». При сближении с Солнцем комета принимает эффектный вид, нагреваясь под действием солнечного тепла так, что газ и пыль улетают с поверхности, образуя яркий хвост.

Николас Коперник предложил модель Вселенной, которая на время была плоской и плоской ересью: Земля и планеты вращаются вокруг Солнца по круговым орбитам. Эта модель смогла с большей точностью предсказать кажущиеся изменения в небесной сфере и математически намного проще, что было очень привлекательно для навигации. Коперник не мог предоставить наблюдательные доказательства обоснованности своей теории, так что для Церкви это был простой инструмент расчета. Либо по этой причине, либо по очевидным экономическим преимуществам наличия более простых и точных таблиц, правда в том, что Коперник не оказался на костре, поскольку первым предложил гелиоцентрическую модель: Джордано Бруно.

По оценкам ученых, на далеких окраинах Солнечной системы, в так называемом облаке Оорта – гигантском сферическом скоплении кометного вещества – сосредоточено около 10 12 –10 13 комет, обращающихся вокруг Солнца. По мере приближения кометы к Солнцу, лёд ядра кометы начинает испаряться, потоки газа и пыли начинают выбрасываться в космос.

Галилей Галилей, итальянец, чья страсть к физике соперничала только благодаря его любви к хорошему вкусу, знала о недавнем изобретении телескопа, быстро сделала одно и направила его к небу. Среди многих вещей, которые он видел, он обнаружил, что планету Юпитер ухаживали за четырьмя маленькими звездами, которые он назвал звездами Медичи в честь герцога, который финансировал его экономически. Обычное наблюдение убеждало его, что четыре звезды были лунами, вращающимися вокруг Юпитера, как Луна вокруг Земли.

Его открытие подверглось жестокой критике со стороны Церкви, но смертельный удар по гелиоцентрической теории был дан: не все во Вселенной вращалось вокруг Земли. Это был вопрос времени, когда гелиоцентризм изменился с удобной теории на теорию, принятую как правильную.

  1. Строение кометы

У каждой кометы несколько различных составных частей:

  • Ядро : относительно твердое и стабильное, состоящее в основном изо льда и газа с небольшими добавками пыли и других твердых веществ.
  • Голова (кома) : светящаяся газовая оболочка, возникающая под действием электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца. Плотное облако водяного пара, углекислого и других нейтральных газов сублимирующих из ядра.
  • Пылевой хвост : состоит из очень мелких частиц пыли уносимых от ядра потоком газа. Эта часть кометы лучше всего видна невооруженным глазом.
  • Плазменный (ионный) хвост : состоит из плазмы (ионизованных газов), интенсивно взаимодействует с солнечным ветром.

Строение комет, особенности хвостов комет лучше иллюстрировать на моделях «Кометы» и «Кометы: строение».

Несмотря на все, хотя и более простые, предсказания оставались ошибочными. Очевидно, что с моделью что-то не так. И нельзя сказать, что наблюдения были ошибочно сделаны. Тихо Браге был, подобно Галилею, любителем астрономии, хорошей едой и лучшим вином. К счастью, у него была привычка наблюдать в идеальном состоянии трезвости и была очень хороша сама по себе, даже без телескопа, которая не появлялась бы лишь через несколько лет.

После смерти Тихо, одного из его учеников, он с небольшими усилиями справился с семейными наблюдениями, чтобы изучить их. У Кеплера тогда был лучший набор наблюдений Марса того времени, который он использовал для вывода своих знаменитых трех описательных законов из орбитального движения красной планеты.

Метеорные тела

Чёткого разграничения между метеороидами (метеорными телами) и астероидами нет. Обычно метеороидами называют тела размерами менее сотни метров , а астероидами - более крупные. Совокупность метеороидов, ображающихся вокруг Солнца, образует метеорное вещество в межпланетном пространстве . Некоторая доля метеорных тел является остатком того вещества, из которого когда-то образовалась Солнечная система, некоторая – остатки постоянного разрушения комет, обломки астероидов.

На рисунке выше показаны характеристики эллипса. Минимальная точка расстояния называется перигелием, а максимальное расстояние называется афелион. Расстояние от центра до центра эллипса указывает степень разделения сферической формы, а его значение в терминах большой полуоси называется «эксцентриситетом» эллипса. На рисунке видно, что расстояние до перигелия.

Земля, например, на два с половиной миллиона миль ближе к Солнцу в перигелии, чем в афелии. Вы смеете рассчитать его? Второй закон: не только расстояния переменны, но и скорость планет на их орбитах. Поскольку угловой момент должен быть сохранен, планета должна двигаться быстрее, когда она находится вблизи Солнца, чем когда она находится в афелии.

Метеорное тело или метеороид – твёрдое межпланетное тело, которое при влете в атмосферу планеты вызывает явление метеора и иногда завершается падением на поверхность планеты метеорита .

Что обычно бывает, когда метеорное тело достигает поверхности Земли? Обычно ничего, так как из-за незначительных размеров метеорные тела сгорают в атмосфере Земли. Крупные скопления метеорных тел называется метеорным роем . Во время сближения метеорного роя с Землей наблюдаются метеорные потоки .

Третий закон: также известный как Гармонический закон, был результатом усилий Кеплера, чтобы найти какую-то закономерность в механике Вселенной. В этом случае он обнаружил, что орбитальный период планеты связан с ее средним расстоянием до Солнца, так что.

Который, очевидно, не очень удобно запомнить. Так что для любой планеты, 3-й. Закон просто становится. Пример: среднее расстояние от Нептуна до Солнца составляет 515 миллионов километров. По оценкам, в нашей галактике около тысячи звезд, похожих на Солнце.

Звезды производят энергию, почти всегда, путем ядерного синтеза. Например, в ближайшей звезде Солнце водородные ядра объединяются, образуя гелий и выделяя энергию, потребляя около 700 миллионов тонн водорода в секунду. Это слияние происходит внутри звезды, и энергия медленно движется к ее поверхности, пока она не будет выпущена как свет.

  1. Метеоры и болиды

Явление сгорания метеорного тела в атмосфере планеты называется метеором . Метеор – это кратковременная вспышка, след от сгорания проходит через несколько секунд.

За сутки в атмосфере Земли сгорает около 100000000 метеорных тел.

Если следы метеоров продолжить назад, то они пересекутся в одной точке, называемой радиантом метеорного потока .

Многие метеорные потоки являются периодическими, повторяются из года в год и названы по созвездиям, в которых лежат их радианты. Так, метеорный поток, наблюдаемый ежегодно примерно с 20 июля по 20 августа, назван Перcеидами, поскольку его радиант лежит в созвездии Персея. От созвездий Лиры и Льва получили соответственно свое название метеорные потоки Лириды (середина апреля) и Леониды(середина ноября).

Исключительно редко метеорные тела бывают сравнительно больших размеров, в этом случае говорят, что наблюдают болид . Очень яркие болиды видны и днём.

  1. Метеориты

Если метеорное тело достаточно большое и не смогло полностью сгореть в атмосфере при падении, то оно выпадает на поверхность планеты. Такие упавшие на Землю или другое небесное тело метеорные тела называют метеоритами .

Самые массивные метеорные тела, имеющие большую скорость, выпадают на поверхность Земли с образованием кратера .

В зависимости от химического состава метеориты подразделяются на каменные (85 %), железные (10 %) и железо-каменные метеориты (5 %).

Каменные метеориты состоят из силикатов с включениями никелистого железа. Поэтому небесные камни, как правило, тяжелее земных. Основными минералогическими составляющими метеоритного вещества являются железо-магнезиальные силикаты и никелистое железо. Более 90 % каменных метеоритов содержит округлые зерна – хондры. Такие метеориты называются хондритами.

Железные метеориты почти целиком состоят из никелистого железа. У них удивительная структура, состоящая из четырех систем параллельных камаситовых пластин с низким содержанием никеля и с прослойками, состоящими из тэнита.

Железо-каменные метеориты состоят наполовину из силикатов, наполовину из металла. Они обладают уникальной структурой, не встречающейся нигде, кроме метеоритов. Эти метеориты представляют собой либо металлическую, либо силикатную губку.

Один из крупнейших железных метеоритов, Сихотэ-Алинский, упавший на территорию СССР в 1947 г., был найден в виде россыпи множества осколков.

Холодные объекты, сотоящие из твердых пород (том числе металлов) и льда, являются частью Солнечной системы. Эти объекты - астероиды, кометы, метеороиды.

Комета

Кометы состоят из смесь льда, замерзшего газа и пыли. Они путешествуют вокруг Солнца по очень вытянутым орбитам. Когда комета приближается к Солнцу, лед и другие летучие вещества на ее поверхности быстро испаряются, образуется поток газа и пыли. Солнечный ветер и давление света "сдувают" образующиеся газы с другими веществами в сторону "от Солнца" Так формируется светящийся хвост кометы. Хвост кометы может достигать 10 млн км.

Долгопериодические кометы с периодом оборота вокруг Солнца более 200 лет прилетают из областей, расположенных дальше внешних планет системы, в облаке Оорта, котрое, вероятно, существует на расстоянии почти светового года от Солнца, примерно в четверти пути до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра (расстояние до нее составляет 4,3 световых года, или 40 трлн. км).Считается, что в облаке Оорта около триллиона комет. Короткопериодические кометы (период менее 200 лет) приходят из района внешних планет - это находящиеся за орбитой Нептуна объекты из пояса Койпера. Комета Галлея делает полный оборот вокруг Солнца каждые 76 лет, и это самая известная комета в истории.

Астероид

Большинство астероидов Солнечной системы сосредоточено в поясе между орбитами Марса и Юпитера. Астероиды - это, по всей вероятности, часть протопланетного вещества - планетезимали, сформировавшегося на границе горячей и холодной зон протопланетного диска и сохранившегося до наших дней. Известны углеродные, металлические, силикатные и т. д. астероиды.


Астероид может сорваться с орбиты под воздействием гравитационного поля крупных планет или другого астероида. Такой бродячий астероид может столкнуться с планетой или спутником и упасть на поверхность в виде метеорита. Иногда это приводит к разрушениям. Некоторые ученые считают, что около 65 млн. лет назад в Землю врезался метеорит, что привело к вымиранию динозавров.


На Землю из космоса попадает космическая пыль, метеороиды - тела крупнее пыли, но меньше астероида, и собственно астероиды, которые не сгорают, а врезаются в Землю в виде метеоритов. Некоторые из метеоритов настолько большие, что оставляют кратеры. Самым известным местом падения метеорита на Земле считается ударный кратер Берринджера в Аризоне, США. Это результат падения железного метеорита массой около 300 тыс. тонн, который столкнулся с Землей со скоростью 45-60 тыс. км/ч около 50 000 лет назад.