Невелике повідомлення про малі небесні тіла. Сонце. Зірки. Галактики. Малі тіла Сонячної системи

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ

Зміст

Вступ

Астероїди

Метеорити

Дрібні уламки

5. Пошук планет у Сонячній системі

Література

Вступ

У Сонячній системі крім великих планетта їх супутників рухається безліч так званих малих тіл: астероїдів, комет та метеоритів. Малі тіла Сонячна системамають розміри від сотень мікрон до сотень кілометрів

Астероїди. З погляду фізики астероїди або, як їх ще називають, малі планети – це щільні та міцні тіла. За складом та властивостями їх можна умовно розділити на три групи: кам'яні, залізокам'яні та залізні. Астероїд є холодним тілом. Але він, як, наприклад, і Місяць, відбиває сонячне світло, тому ми можемо спостерігати його у вигляді зіркоподібного об'єкта. Звідси і походить назва "астероїд", що в перекладі з грецької означає зіркоподібну. Так як астероїди рухаються навколо Сонця, то їхнє становище по відношенню до зірок постійно і досить швидко змінюється. За цією первісною ознакою спостерігачі і відкривають астероїди.

Комети, або "хвостаті зірки", відомі з давніх-давен. Комета – це складне фізичне явище, яке коротко можна описати за допомогою кількох понять. Ядро комети є сумішшю або, як кажуть, конгломератом пилових частинок, водяного льоду і замерзлих газів. Відношення вмісту пилу до газу кометних ядрах становить приблизно 1:3. Розміри кометних ядер, за оцінкою вчених, укладено в інтервалі від 1 до 100 км. Зараз дискутується можливість існування як дрібніших, і більших ядер. Відомі короткоперіодичні комети мають ядра розміром від 2 до 10 км. Розмір ядра найяскравішої комети Хейлі-Боппа, яка спостерігалася неозброєним оком у 1996 році, оцінюється в 40 км.

Метеороїд – це невелике тіло, що обертається навколо Сонця. Метеор - це метеороїд, що влетів в атмосферу планети і розжарився до блиску. А якщо його залишок упав на поверхню планети, його називають метеоритом. Метеорит вважають «упавшим», якщо є очевидці, які спостерігали його політ в атмосфері; в іншому випадку його називають «знайденим»

Розглянемо вище вказані малі тіла Сонячної системи докладніше

Астероїди

Ці космічні тіла відрізняються від планет насамперед своїми розмірами. Так, найбільша з невеликих планет Церера має в діаметрі 995 км; наступна за нею (за розміром): Палада-560 км, Хігея - 380 км, Психея - 240 км і т.д. Порівняйте можна зазначити, що найменша з великих планет Меркурій має діаметр 4878 км, тобто. в 5 разів перевищує - діаметр Церери, а маси їх різняться в багато сотень разів.

Загальна кількість малих планет, доступних спостереженню сучасними телескопами, визначається 40 тис., але їх загальна маса в 1 тис. разів менше маси Землі

Рух малих планет навколо Сонця відбувається за еліптичними орбітами, але більш витягнутими (середній ексцентриситет орбіт у них 0,51), ніж у великих планет, а нахил орбітальних площин до еклептики у них більше, ніж у великих планет (середній кут 9,54) . Основна маса планет обертається навколо Сонця між орбітами Марса та Юпітера, утворюючи так званий пояс астероїдів. Але є й малі планети, орбіти яких розташовуються ближче до Сонця, ніж орбіта Меркурія. Найдальші ж знаходяться за Юпітером і навіть за Сатурном

Дослідники космосу висловлюють різні міркування про причину великої концентрації астероїдів у порівняно вузькому просторі міжпланетного середовища між орбітами Марса та Юпітера. Однією з найпоширеніших гіпотез походження тіл пояса астероїдів є уявлення про руйнування міфічної планети Фаетон. Сама собою ідея існування планети підтримується багатьма вченими і навіть ніби підкріплена математичними розрахунками. Однак незрозумілою залишається причина руйнування планети. Висловлюються різні припущення. Одні дослідники вважають, що руйнація Фаетона відбулася через його зіткнення з якимось великим тілом. На думку інших, причинами розпаду планети були вибухові в її надрах. В даний час проблема походження тіл астероїдного поясу входить складовим елементом у велику програму досліджень космосу на міжнародному та національних рівнях

Серед малих планет виділяється своєрідна група тіл, орбіти яких перетинаються з орбітою Землі, отже, є потенційна можливість зіткнення із нею. Планети цієї групи стали називати Apollo object або просто Apollo (Wetherill, 1979). Вперше про існування Apollo стало відомо з 30-х років цього століття. У 1932 р. було виявлено астероїд. Його назвали

Apollo 1932 HA. Але він не порушив особливого інтересу, хоча його назва стала номінальною для всіх астероїдів, що перетинають земну орбіту

У 1937 р. космічне тіло з поперечником приблизно 1 км пройшло 800 тис. км від Землі й у дворазовому відстані від Місяця. Згодом його назвали Гермесом. На сьогоднішній день виявлено 31 таке тіло, і кожне з них отримало власну назву. Розміри їх діаметрів коливаються від 1 до 8 км, а нахил орбітальних площин до екліптики перебувати не більше від 1 до 68. П'ять їх обертаються на орбітах між Землею і Марсом, інші ж 26 - між Марсом і Юпітером (W etherill , 1979). Вважають, що з 40 тис. малих планет астероїдного пояса з діаметром більше 1 км може виявитися кілька сотень Apollo. Тому зіткнення таких небесних тіл із Землею цілком ймовірне, але через досить тривалі інтервали часу

Можна вважати, що раз на сторіччя одне з таких космічних тіл може пройти поблизу Землі на відстані менше, ніж від нас до Місяця, а раз за 250 тис. років може статися його зіткнення з нашою планетою. Удар такого тіла виділяє енергію рівну 10 тис. водневих бомб кожна потужністю 10 Мт. У цьому повинен утворитися кратер діаметром близько 20 км. Але такі випадки рідкісні та за людську історію невідомі. Гермес відноситься до астероїдів III класу, а багато таких тіл і більшого розміру - II і I класів. Удар при зіткненні їх із Землею, природно, буде ще більшим

Коли в 1781 р. був відкритий Уран його середня геліоцентриче відстань виявилася відповідним правилу Тіціуса - Боде, то з 1789 р. почалися пошуки планети, яка, згідно з цим правилом, повинна була знаходитися між орбітами Марса і Юпітера, на середній відстані а = 2, 8 а. від сонця. Але розрізнені огляди неба не давали успіху, і тому 21 вересня 1800 р. кілька німецьких астрономів на чолі з К. Цахом вирішили організувати колективні пошуки. Вони розділили весь пошук зодіакальних сузір'їв на 24 ділянки та розподілили між собою для ретельних досліджень. Але не встигли вони надійти до систематичних розшуків, як 1 січня 1871р. італійський астроном Дж. Піації (1746-1826) виявив у телескоп зіркоподібний об'єкт сьомої зіркової величини, що повільно переміщався сузір'ям Тельця. Обчислена К. Гаусом (1777-1855) орбіта об'єкта виявилася планетою, що відповідає правилу Тіціуса-Боде: велика піввісь а = 2,77 а. та ексцентриситет е=0,080. Знов відкриту планету Піації назвав Церерою

28 березня 1802 р. німецький лікар та астроном В.Ольберс (1758-1840) виявив поблизу Церери ще одну планету (8 m), названу Палладою (а=2,77 а.е., е=0,235). 2-го вересня 1804 р. було відкрито третю планету, Юнона (а=2,67 а.е.), а 29 березня 1807 р.- 4, Веста (а=2,36 а.е.). Всі знову відкриті планети мали зіркоподібний вигляд, без дисків, що свідчить про їх невеликі геометричні розміри. Тому ці небесні тіланазвали малими планетами або, на пропозицію В. Гершеля, астероїдами (від грецьк. «астр» - зоряний і «єїдос»-вид)

До 1891 візуальними методами було виявлено близько 320 астероїдів. Наприкінці 1891 р. німецький астроном М. Вольф (1863-1932) запропонував фотографічний метод пошуків: при 2-3-годинної експозиції зображення зірок на фотопластинці виходили точкові, а слід астероїда, що рухається, - у вигляді невеликої рисочки. Фотографічні методи призвели до різкого збільшення відкриттів астероїдів. Особливо інтенсивні дослідження малих планет проводяться зараз в Інституті теоретичної астрономії (Петербурзі) і в Кримській астрофізичній обсерваторії Академії наук Росії

Астероїдам, орбіти яких надійно визначені, надають ім'я та порядковий номер. Таких астероїдів зараз відомо понад 3500, але у Сонячній системі значно більше

Із зазначеного числа відомих астероїдівастрономи Кримської астрофізичної обсерваторії відкрили близько 550, увічнивши в їх назвах імена відомих людей

Переважна більшість (до 98%) відомих астероїдів рухається між орбітами Марса та Юпітера, на середніх відстанях від Сонця від 2,06 до 4,30 а. (Періоди звернення від 2,96 до 8,92 року). Однак зустрічаються астероїди з унікальними орбітами, і їм присвоюються чоловічі імена, як правило, грецької міфології

Перші три з цих малих планет рухаються поза поясом астероїдів, причому в перигелії Ікар підходить до Сонця вдвічі ближче Меркурія, а Гермес і Адоніс - ближче Венери. Вони можуть зближуватися із Землею з відривом від 6 млн. до 23 млн. км, а Гермес в 1937 р. пройшов поблизу Землі навіть з відривом 580 тис. км, тобто. всього лише в півтора рази далі за Місяць. Гідальго в афелії йде за орбіту Сатурна. Але Гідальго не є винятком. За Останніми рокамивідкрито близько 10 астероїдів, перигелії яких розташовані поблизу орбіт планет земної групи, а афелії - поблизу орбіт Юпітера. Такі орбіти характерні комет сімейства Юпітера і вказують на можливе загальне походження астероїдів і комет

У 1977 р. виявлено унікальний астероїд, який обертається навколо Сонця по орбіті з великою піввіссю а = 13,70 а. і ексцентриситетом е=0,38, отже у перигелії (q=8,49 а.е.) він заходить усередину орбіти Сатурна, а афелії (Q =18,91 а.е.) наближається до орбіті Урана. Він названий Хірон. Очевидно, існують інші подібні далекі астероїди, пошуки яких тривають.

Блиск більшості відомих астероїдів під час протистояння від 7 m до 16 m, але є й слабші об'єкти. Найяскравішим (до 6 м) є Веста

Поперечники астероїдів обчислюються за їх блиском і відбивною здатністю у візуальних та інфрачервоних променях. Виявилося, що великих астероїдів не так багато. Найбільші - це Церера (діаметр 1000 км), Паллада (610 км), Веста (540 км) і Гігія (450 км). Тільки в 14 астероїдів діаметри понад 250 км, а в інших менше, аж до 0,7 км. У тіл таких малих розмірів не може бути сфероїдальної форми, і всі астероїди (крім, можливо, найбільших) є безформними брилами.

Маси астероїдів дуже різні: найбільшої, близької до 1,5 . 10 21 кг (тобто в 4 тис. разів менше маси землі), має Церера. Сумарна маса всіх астероїдів вбирається у 0,001 маси Землі. Звичайно, всі ці небесні тіла не мають атмосфери. У багатьох астероїдів щодо регулярної зміни їх блиску виявлено осьове обертання

Зокрема, період обертання Церери дорівнює 9,1 год, а Палади – 7,9 год.

Найшвидше обертається Ікар, за 2 год 16 м

Вивчення відбивної здатності багатьох астероїдів дозволило об'єднати їх у три основні групи: темні, світлі та металеві. Поверхня темних астероїдів відображає лише до 5% падаючого на неї сонячного світла і складається з речовин, подібними до чорних базальтових і вуглистих пород. Ці астероїди часто називають кутистими. Світлі астероїди відбивають від 10% до 25% сонячного світла, що ріднить їхню поверхню з кремнієвими сполуками – це кам'яні астероїди. Металеві астероїди (їх абсолютна меншість) теж світлі, але за своїми відбивними властивостями їхня поверхня схожа на залізонікелеві сплави. Такий підрозділ астероїдів підтверджується і хімічним складом метеоритів, що випадають на Землю. Незначна кількість вивчених астероїдів не відноситься до жодної з трьох основних груп

Показово, що у спектрах кутистих астероїдів виявлено смугу поглинання води (l = 3мкм). Зокрема, поверхня астероїда Церери складається з мінералів, схожих на земні глини, що містять близько 10% води.

При невеликих розмірах і масах астероїдів тиск у їх надрах невеликий: навіть у найбільших астероїдів він не перевищує 7 10 5

8 10 5 Гпа (700 - 800 атм) і може викликати розігріву їх твердих холодних надр. Лише поверхню астероїдів дуже слабко нагрівається далеким від них Сонцем, але ця незначна енергія випромінюється в міжпланетний простір. Обчислена за законами фізики температура поверхні переважної більшості астероїдів виявилася близькою до 150 - 170 К (-120...-100°С)

І лише в небагатьох астероїдів, які проходять поблизу Сонця, поверхня у такі періоди сильно нагрівається. Так, температура поверхні Ікара підвищується майже до 1000 К (+730 ° С), а при віддаленні від Сонця знову різко знижується

Орбіти інших астероїдів схильні до значних обурень від гравітаційного впливу великих планет, головним чином Юпітера. Особливо сильні обурення відчувають невеликі астероїди, що призводить до зіткнень цих тіл і їх подрібнення на шпильки найрізноманітніших розмірів - б від сотень метрів у поперечнику до порошин.

В даний час фізична природа астероїдів вивчається, тому що по ній можна простежити еволюцію (розвиток) речовини, з якої сформувалася Сонячна система

Метеорити

У навколоземному космічному просторі рухаються різні метеороїди (космічні уламки великих астероїдів і комет). Їхні швидкості лежать у діапазоні від 11 до 72 км/с. Часто буває так, що шляхи їхнього руху перетинаються з орбітою Землі і вони залітають у її атмосферу

Метеорити – кам'яні чи залізні тіла, що падають на Землю з міжпланетного простору. Падіння метеоритів на Землю супроводжується звуковим, світловим та механічним явищем. По небу проноситься яскрава вогненна куля звана болідом, що супроводжується хвостом і іскрами, що розлітаються. Після того як болід зникає, через кілька секунд лунають схожі на вибухи удари, які називають ударними хвилями, які іноді викликають значний струс ґрунту та будівель.

Явлення вторгнення космічних тіл в атмосферу мають три основні стадії:

1. Політ у розрідженій атмосфері (до висот близько 80 км), де взаємодія молекул повітря має карпускулярний характер. Частинки повітря стикаються з тілом, прилипають до нього або відбиваються і передають йому частину своєї енергії. Тіло нагрівається від безперервного бомбардування молекулами повітря, але не зазнає помітного опору, і його швидкість залишається майже незмінною. На цій стадії, однак, зовнішня частина космічного тіланагрівається до тисячі градусів та вище. Тут характерним параметром завдання є відношення довжини вільного пробігу до розміру тіла L, яке називається числом Кнудсена Kn. В аеродинаміці прийнято враховувати молекулярний підхід до опору повітря за K n >0.1

2. Політ в атмосфері в режимі безперервного обтікання тіла потоком повітря, тобто коли повітря вважається суцільним середовищем, і атомно-молекулярний характер його складу явно не враховується. На цій стадії перед тілом виникає головна ударна хвиля, за якою різко підвищується тиск та температура. Саме тіло нагрівається за рахунок конвективної теплопередачі, а також за рахунок радіаційного нагрівання. Температура може сягати кількох десятків тисяч градусів, а тиск до сотень атмосфер. При різкому гальмуванні з'являються значні навантаження. Виникають деформації тіл, оплавлення та випаровування їх поверхонь, винесення маси повітряним потоком, що набігає (абляція)

3. При наближенні до Землі щільність повітря зростає, опір тіла збільшується, і воно або практично зупиняється на будь-якій висоті, або продовжує шлях до прямого зіткнення із Землею. У цьому часто великі тіла поділяються кілька частин, кожна з яких падає окремо Землю. При сильному гальмуванні космічної маси над Землею ударні хвилі, що супроводжують його, продовжують свій рух до поверхні Землі, відбиваються від неї і роблять обурення нижніх шарів атмосфери, а так само земної поверхні

Процес падіння кожного метеороїду індивідуальний. Немає можливості у короткому оповіданніописати всі можливі особливості цього процесу.

"Знайдених" метеоритів значно більше, ніж "упалих". Часто їх знаходять туристи чи селяни, які працюють у полі. Оскільки метеорити мають темний колір і легко помітні на снігу, чудовим місцемдля їхнього пошуку служать крижані поля Антарктики, де вже знайдено тисячі метеоритів. Вперше метеорит в Антарктиці виявила 1969 року група японських геологів, які вивчали льодовики. Вони знайшли 9 фрагментів, що лежали поряд, але відносяться до чотирьох різних типів метеоритів. Виявилося, що метеорити, що впали на лід у різних місцях, збираються там, де льодовикові поля, що рухаються зі швидкістю кілька метрів на рік, зупиняються, упираючись у гірські хребти. Вітер руйнує і висушує верхні шари льоду (відбувається його сухе сублімація - абляція), і метеорити концентруються на поверхні льодовика. Такі льоди мають блакитний колір і легко помітні з повітря, чим і користуються вчені при вивченні місць, перспективних для збирання метеоритів.

Важливе падіння метеорита відбулося 1969 року в Чіуауа (Мексика). Перший з безлічі великих уламків був знайдений поблизу будинку в селі Пуебліто де Альєнде, і, за традицією, всі знайдені фрагменти цього метеорита були об'єднані під ім'ям Альєнде. Падіння метеорита Альєнде збіглося з початком місячної програми «Аполлон» і дало вченим можливість відпрацювати методи аналізу позаземних зразків. В останні роки встановлено, що деякі метеорити, що містять білі уламки, впроваджені в темнішу материнську породу, є місячними фрагментами.

Метеорит Альєнде належить до хондритів – важливої ​​підгрупи кам'яних метеоритів. Їх називають так, тому що вони містять хондри (від грец. chondros, зернятко) - найдавніші сферичні частинки, що сконденсувалися в протопланетній туманності і потім увійшли до складу пізніших порід. Подібні метеорити дозволяють оцінювати вік Сонячної системи та її вихідний склад. Багаті кальцієм і алюмінієм включення метеорита Альєнде, що першими сконденсувалися через свою високу температуру кипіння, мають виміряний за радіоактивним розпадом вік 4,559 0,004 млрд. років. Це найточніша оцінка віку Сонячної системи. До того ж, усі метеорити несуть у собі «історичні записи», викликані тривалим впливом на них галактичних космічних променів, сонячного випромінювання та сонячного вітру. Вивчивши пошкодження, завдані космічними променямиможна сказати, як довго метеорит перебував на орбіті до того, як потрапив під захист земної атмосфери

Прямий зв'язок між метеоритами та Сонцем випливає з того факту, що елементний склад найстаріших метеоритів – хондритів – точно повторює склад сонячної фотосфери. Єдині елементи, зміст яких різниться, – це летючі, такі, як водень і гелій, рясно випаровувалися з метеоритів під час їх остигання, і навіть літій, частково «згорілий» на Сонце у ядерних реакціях. Поняття « сонячний склад» та «хондритний склад» використовують як рівнозначні при описі згаданого вище «рецепту сонячної речовини». Кам'яні метеорити, склад яких відрізняється від сонячного, називають ахондрити.

Дрібні уламки.

Колосонячний простір заповнений дрібними частинками, джерелами яких служать ядра комет, що руйнуються, і зіткнення тіл, в основному, в поясі астероїдів. Найдрібніші частинки поступово наближаються до Сонця внаслідок ефекту Пойнтінга – Робертсона (він у тому, що тиск сонячного світла на рухому частинку спрямовано не точно лінії Сонце – частка, а результаті аберації світла відхилено тому й тому гальмує рух частки). Падіння дрібних частинок на Сонце компенсується їх постійним відтворенням, так що в площині екліптики завжди існує скупчення пилу, що розсіює сонячні промені. У темніші ночі воно помітне у вигляді зодіакального світла, що тягнеться широкою смугою вздовж екліптики на заході після заходу Сонця і на сході перед його сходом. Поблизу Сонця зодіакальне світло перетворюється на хибну корону ( F-корона, від false – хибний), яка видно лише за повного затемнення. Зі зростанням кутової відстані від Сонця яскравість зодіакального світла швидко падає, але в антисонячній точці екліптики вона знову посилюється, утворюючи протисвіт; це викликано тим, що дрібні пилові частки інтенсивно відбивають світло назад

Іноді метеороїди потрапляють у атмосферу Землі. Швидкість їх руху така велика (в середньому 40 км/с), що майже всі вони, крім найдрібніших і найбільших, згоряють на висоті близько 110 км, залишаючи довгі хвости, що світяться - метеори, або падаючі зірки. Багато метеороїдів пов'язані з орбітами окремих комет, тому метеори спостерігаються частіше, коли Земля у певний час року проходить поблизу таких орбіт. Наприклад, щорічно в районі 12 серпня спостерігається безліч метеорів, оскільки Земля перетинає потік Персеїди, пов'язаний з частинками, втраченими кометою 1862 р. III. Інший потік – Оріоніди – в районі 20 жовтня пов'язаний із пилом від комети Галлея

Частинки розміром менше 30 мкм можуть загальмуватись в атмосфері та впасти на землю, не згорівши; такі мікрометеорити збирають для лабораторного аналізу. Якщо частинки розміром кілька сантиметрів і більше складаються з досить щільного речовини, всі вони також згоряють цілком і випадають поверхню Землі як метеоритів. Більше 90% їх кам'яні; відрізнити їхню відмінність від земних порід може лише фахівець. 10% метеоритів, що залишилися, залізні (насправді вони складаються зі сплаву заліза і нікелю)

Метеорити вважаються осколками астероїдів. Залізні метеорити колись були у складі ядер цих тіл, зруйнованих суударениями. Можливо, деякі пухкі та багаті на леткі речовини метеорити походять від комет, але це малоймовірно; швидше за все, великі частинки комет згоряють у атмосфері, а зберігаються лише дрібні. Враховуючи, як важко досягти Землі кометам та астероїдам, ясно, наскільки корисним є вивчення метеоритів, які самостійно «прибули» на нашу планету з глибин Сонячної системи.

Комети

Комети є найефективнішими небесними тілами у Сонячній системі. Комети - це своєрідні космічні айсберги, що складаються із заморожених газів, складного хімічного складу, водяного льоду та тугоплавкої мінеральної речовини у вигляді пилу та більших фрагментів.

Хоча комети подібно до астероїдів рухаються навколо Сонця по конічних кривих, зовні вони разюче відрізняються від астероїдів. Якщо астероїди світять відбитим сонячним світлом і в полі зору телескопа нагадують слабкі зірочки, що повільно рухаються, то комети інтенсивно розсіюють сонячне світло в деяких найбільш характерних для комет ділянках спектру, і тому багато комет видно неозброєним оком, хоча діаметри їх ядер рідко перевищують 1 - 5

Комети цікавлять багатьох вчених: астрономів, фізиків, хіміків, біологів, газодинаміків, істориків та ін. І це природно. Адже комети підказали вченим, що у міжпланетному просторі дме сонячний вітер; Можливо, комети є "винуватцями" виникнення життя на Землі, тому що могли занести в атмосферу Землі складні органічні сполуки. Крім того, комети, мабуть, несуть цінну інформацію про початкові стадії протопланетної хмари, з якої утворилися також Сонце і планети

При першому знайомстві з яскравою кометою може здатися, що хвіст – найголовніша частина комети. Але якщо в етимології слова "комета" хвіст став головною причиною для подібного найменування, то з фізичного погляду хвіст є вторинним утворенням, що розвинулося з досить крихітного ядра, найголовнішої частини комети як фізичного об'єкта. Ядра комет - першопричина всього решти комплексу кометних явищ, які досі все ще не доступні телескопічним спостереженням, так як вони вуалюються навколишньої матерії, що світиться, безперервно витікає з ядер. Застосовуючи великі збільшення, можна заглянути в більш глибокі шари газо-пилової оболонки, що світиться навколо ядра, але і те, що залишається, буде за своїми розмірами все ще значно перевищувати справжні розміри ядра. Центральне згущення, яке видно в дифузній атмосфері комети візуально і на фотографіях, називається фотометричним ядром. Вважається, що у центрі його знаходиться власне ядро ​​комети, тобто. розташовується центр мас комети

Туманна атмосфера, що оточує фотометричне ядро ​​і поступово сходить нанівець, зливаючись із фоном неба, називається комою. Кома разом із ядром складають голову комети. Вдалині від Сонця голова виглядає симетричною, але з наближенням до Сонця вона поступово стає овальною, потім голова подовжується ще сильніше, і в протилежному від Сонця стороні з неї розвивається хвіст

Отже, ядро ​​– найголовніша частина комети. Однак, досі немає одностайної думки, що вона є насправді. Ще за часів Бесселя і Лапласа існувало уявлення про ядру комети як про тверде тіло, що складається з речовин, що легко випаровуються типу льоду або снігу, що швидко переходять у газову фазу під дією сонячного тепла. Ця крижана класична модель кометного ядра була суттєво доповнена та розроблена останнім часом. Найбільшим визнанням серед дослідників комет користується розроблена Уіплом модель ядра - конгломерату з тугоплавких кам'янистих частинок та замороженої летючої компоненти (СН4, СО2, Н2О та ін.). У такому ядрі крижані шари із заморожених газів чергуються з пиловими шарами. У міру прогрівання сонячним теплом гази типу "сухого льоду", що випаровується, прориваються назовні, захоплюючи за собою хмари пилу. Це дозволяє, наприклад, пояснити утворення газових та пилових хвостів у комет, а також здатність невеликих ядер комет до активного газовиділення.

Голови комет під час руху комет по орбіті набувають різноманітних форм. Вдалині від СОНЦЯ голови комет круглі, що пояснюється слабким впливом сонячних випромінювань на частинки голови, і її обриси визначаються ізотропним розширенням кометного газу міжпланетний простір. Це безхвості комети, що на вигляд нагадують кульові зоряні скупчення. Наближаючись до Сонця, голова комети набуває форми параболи або ланцюгової лінії. Параболічна форма голови пояснюється "фонтанним" механізмом. Утворення голів у формі ланцюгової лінії пов'язане з плазмовою природою кометної атмосфери і впливом на неї сонячного вітру і з магнітним полем, яке їм переноситься.

Іноді голова комети настільки мала, що хвіст комети здається, що виходить безпосередньо з ядра. Крім зміни обрисів у головах комет то з'являються, то зникають різні структурні утворення: галси, оболонки, промені, виливи з ядра тощо.

Великі комети з хвостами, що далеко простягалися небом, спостерігалися з найдавніших часів. Колись передбачалося, що комети належать до атмосферних явищ. Цю помилку спростував Браге, який виявив, що комета 1577 займала однакове становище серед зірок при спостереженнях з різних пунктів, і, отже, віддаляється від нас далі, ніж Місяць

Рух комет небом пояснив вперше Галлей (1705г.), який знайшов, що й орбіти близькі до параболам. Він визначив орбіти 24 яскравих комет, причому виявилося, що комети 1531 та 1682 р.р. мають дуже схожі орбіти. Звідси Галлей зробив висновок, що ця та сама комета, яка рухається навколо Сонця по дуже витягнутому еліпсу з періодом близько 76 років. Галлей передбачив, що в 1758 вона повинна з'явитися знову і в грудні 1758 вона дійсно була виявлена. Сам Галлей не дожив досі і не міг побачити, як блискуче підтвердилося його пророцтво. Ця комета (одна з найяскравіших) була названа кометою Галлея

Комети позначаються на прізвища осіб, які їх відкрили. Крім того, знову відкритій кометі надається попереднє позначення за роком відкриття з додаванням літери, що вказує послідовність проходження комети через перигелій цього року.

Лише не більша частинакомет, що спостерігаються щорічно, належить до періодичних, тобто. відомих за своїми колишніми появами. Більшість комет рухається дуже витягнутими еліпсами, майже параболами. Періоди звернення їх точно не відомі, але є підстави вважати, що вони досягають багатьох мільйонів років. Такі комети віддаляються від Сонця на відстані, які можна порівняти з міжзоряними. Площини їх майже параболічних орбіт не концентруються до площини екліптики та розподілені у просторі випадковим чином. Прямий напрямок руху зустрічається так само часто, як і зворотний

Періодичні комети рухаються по менш витягнутих еліптичних орбіт і мають зовсім інші характеристики. З 40 комет, що спостерігалися більш ніж 1 раз, 35 мають орбіти, нахилені менше, ніж на 45^ до площини екліптики. Тільки комета Галлея має орбіту з нахилом, великим 90^ і, отже, рухається в зворотному напрямку. Серед короткоперіодичних (тобто мають періоди 3 - 10 років) комет виділяється "родина Юпітера" велика групакомет, афелії яких віддалені від Сонця на таку ж відстань, як орбіта Юпітера. Передбачається, що "сімейство Юпітера" утворилося в результаті захоплення планетою комет, які рухалися раніше більш витягнутими орбітами. Залежно від взаємного розташування Юпітера та комети ексцентриситет кометної орбіти може як зростати, так і зменшуватися. У першому випадку відбувається збільшення періоду або навіть перехід на гіперболічну орбіту та втрата комети Сонячною системою, у другому – зменшення періоду

Орбіти періодичних комет схильні до дуже помітних змін. Іноді комета проходить поблизу Землі кілька разів, а потім тяжінням планет-гігантів відкидається більш віддалену орбіту і стає ненаблюдаемой. В інших випадках, навпаки, комета, яка раніше ніколи не спостерігалася, стає видимою через те, що вона пройшла поблизу Юпітера або Сатурна і різко змінила орбіту. Крім подібних різких змін, відомих лише обмеженої кількості об'єктів, орбіти всіх комет зазнають поступових змін

Зміни орбіт не є єдиною можливою причиноюзникнення комет. Достовірно встановлено, що комети швидко руйнуються. Яскравість короткоперіодичних комет слабшає згодом, а деяких випадках процес руйнації спостерігався майже безпосередньо. Класичним прикладом є комета Біелі. Вона була відкрита 1772 року і спостерігалася 1813, 1826 і 1832. р.р. У 1845 року розміри комети виявилися збільшеними, а січні 1846г. спостерігачі з подивом виявили дві дуже близькі комети замість однієї. Було обчислено відносні рухи обох комет, і виявилося, що комета Біелі розділилася на дві ще близько року тому, але спочатку компоненти проектувалися один на один, і поділ був помічений не відразу. Комета Біелі спостерігалася ще один раз, причому один компонент набагато слабший за інший, і більше її знайти не вдалося. Натомість неодноразово спостерігався метеорний потік, орбіта якого збігалася з орбітою комети Біелі

При вирішенні питання про походження комет не можна уникнути знання хімічного складу речовини, з якого складено кометне ядро. Здавалося б, що може бути простіше? Потрібно сфотографувати більше спектрів комет, розшифрувати їх - і хімічний складкометних ядер нам одразу ж стане відомим. Однак, справа не така проста, як здається на перший погляд. Спектр фотометричного ядра може бути просто відбитим сонячним чи емісійним молекулярним спектром. Відображений сонячний спектр є безперервним і нічого не повідомляє про хімічний склад тієї області, від якої він відбився - ядра або атмосфери пилу, що оточує ядро. Емісійний газовий спектр несе інформацію про хімічний склад газової атмосфери, що оточує ядро, і теж нічого не говорить нам про хімічний склад поверхневого шару ядра, так як випромінюють у видимій області молекули, такі як С2, С N , С H , М H , ВІН і ін, є вторинними, дочірніми молекулами - "уламками" складніших молекул або молекулярних комплексів, у тому числі складається кометне ядро. Ці складні батьківські молекули, випаровуючись в навколоядерний простір, швидко зазнають руйнівної дії сонячного вітру і фотонів або розпадаються або дисоціюються більш прості молекули, емісійні спектри яких і вдається спостерігати від комет. Самі батьківські молекули дають безперервний спектр.

Першим спостерігав та описав спектр голови комети італієць Донаті. На тлі слабкого безперервного спектру комети 1864 він побачив три широкі смуги, що світяться: блакитного, зеленого і жовтого кольору. Як виявилося, цей збіг належав молекулам вуглецю С2, що вдосталь опинився в кометній атмосфері. Ці емісійні лінії молекул С2 отримали назву смуг Свана, на ім'я вченого, який займався дослідженням спектра вуглецю. Перша щілинна спектрограма голови Великий Комети 1881 була отримана англійцем Хеггінсом, який виявив у спектрі випромінювання хімічно активного радикалу ціана С N

Вдалині від Сонця, на відстані 11 а.е., комета, що наближається, виглядає невеликою туманною цяткою, часом з ознаками починається утворення хвоста. Спектр, отриманий від комети, що знаходиться на такій відстані, і аж до відстані 3-4 а.о. є безперервним, т.к. на таких великих відстанях емісійний спектр не збуджується через слабке фотонне та корпускулярне сонячне випромінювання.

Цей спектр утворюється в результаті відбиття сонячного світла від пилових частинок або в результаті розсіювання на багатоатомних молекулах або молекулярних комплексах. На відстані близько 3 а. від Сонця, тобто. коли кометне ядро ​​перетинає пояс астероїдів, у спектрі з'являється перша смуга емісійна молекули ціана, яка спостерігається майже у всій голові комети. На відстані 2 а. збуджуються вже випромінювання тритомних молекул С3 і N Н3, які спостерігаються в більш обмеженій ділянці голови комети поблизу ядра, ніж всі випромінювання, що посилюються, С N . На відстані 1,8 а. з'являються випромінювання вуглецю - смуги Свана, які одразу стають помітними у всій голові комети: і поблизу ядра, і біля меж видимої голови

Механізм світіння кометних молекул було розшифровано ще 1911г. К.Шварцшильдом та Е.Кроном, які, вивчаючи емісійні спектри комети Галлея (1910), дійшли висновку, що молекули кометних атмосфер резонансно перевипромінюють сонячне світло. Це свічення аналогічно резонансному світіння парів натрію у відомих дослідах Ауда, який перший помітив, що при осіщенні світлом, що має частоту жовтого дублету натрію, пари натрію самі починають світитися на тій же частоті характерним жовтим світлом. Це механізм резонансної флуоресценції, що є частим випадком більш загального механізму люмінесценції. Всі знають світіння люмінесцентних ламп над вітринами магазинів, в лампах денного світла і т.п. Аналогічний механізм змушує світитися та гази в кометах.

Для пояснення свічення зеленої та червоної кисневих ліній (аналогічні лінії спостерігаються й у спектрах полярних сяйв) залучалися різні механізми: електронний удар, дисоціативна рекомбінація та фотодисаціація. Електронний удар, однак, не в змозі пояснити більш високу інтенсивність зеленої лінії в деяких кометах, порівняно з червоною. Тому більше переваги надається механізму фотодисоціації, на користь якого каже розподіл яскравості в голові комети. Тим не менш, це питання ще остаточно не вирішене і пошуки істинного механізму світіння атомів у кометах продовжуються. До цих пір залишається невирішеним питання про батьківські, первинні молекули, з яких складається кометне ядро, а це питання дуже важливе, оскільки саме хімізм ядер визначає надзвичайно високу активність комет, здатних з дуже малих за розмірами ядер розвивати гігантські атмосфери і хвости, що перевершують своїм розмірам усі відомі тіла у Сонячній системі

5. Пошук планет у Сонячній системі.

Не раз висловлювалися припущення про можливість існування планети, ближчої до Сонця, ніж Меркурій. Левер'є (1811-1877), що передбачив відкриття Нептуна, досліджував аномалії в русі перигелія орбіти Меркурія і на основі цього передбачив існування всередині його орбіти нової невідомої планети. Незабаром з'явилося повідомлення про її спостереження та планету навіть надали ім'я – Вулкан. Але відкриття не підтвердилося

1977 року американський астроном Коуел відкрив дуже слабкий об'єкт, який охрестили «десятою планетою». Але для планети об'єкт виявився дуже малим (близько 200 км). Його назвали Хіроном і віднесли до астероїдів, серед яких він був тоді найдальшим: афелій його орбіти видалено на 18,9 а. і майже стосується орбіти Урана, а перигелій лежить відразу за орбітою Сатурна з відривом 8,5 а. від сонця. При нахилі орбіти всього 7 він може близько підходити до Сатурну і Урану. Обчислення показують, що така орбіта нестійка: Хірон або зіткнеться з планетою, або буде викинутий із Сонячної системи

Іноді публікуються теоретичні передбачення існування великих планетза орбітою Плутона, але досі вони не підтверджувалися. Аналіз кометних орбіт показує, що з відстані 75 а.е. планет більше за Землюза Плутон немає. Проте цілком можливе існування у цій галузі великої кількості малих планет, виявити які непросто. Існування цього скупчення занептунових тіл підозрювалося вже давно і навіть отримало назву - пояс Койпера, на ім'я відомого американського дослідника планет. Проте виявити перші об'єкти в ньому вдалося лише нещодавно. У 1992-1994 було відкрито 17 малих планет за орбітою Нептуна. З них 8 рухаються на відстанях 40-45 а. від Сонця, тобто. навіть за орбітою Плутона

Через велику віддаленість блиск цих об'єктів надзвичайно слабкий; для їхнього пошуку підходять лише найбільші телескопи світу. Тому досі систематично переглянуто близько 3 квадратних градусів небесної сфери, тобто. 0,01% її площ. Тому очікується, що за орбітою Нептуна можуть існувати десятки тисяч об'єктів, подібних до виявлених, і мільйони дрібніших, діаметром 5–10 км. Судячи з оцінок, це скупчення малих тіл у сотні разів масивніше поясу астероїдів, розташованого між Юпітером і Марсом, але поступається за масою гігантській кометній хмарі Оорта

Об'єкти за Нептуном поки що важко віднести до якогось класу малих тіл Сонячної системи – до астероїдів чи ядр комет. Нововідкриті тіла мають розмір 100-200 км і досить червону поверхню, що вказує на її древній склад та можливу присутність органічних сполук. Тіла «пояса Койпера» останнім часом виявляють дуже часто (до кінця 1999 їх відкрито близько 200). Деякі планетологи вважають, що Плутон було б правильніше називати не «найменшою планетою», а «найбільшим тілом пояса Койпера»

Література

В.А. Браштейн "Планети та їх спостереження" Москва "Наука" 1979 рік

С. Доул "Планети для людей" Москва "Наука" 1974 рік

К.І. Чурюмов "Комети та їх спостереження" Москва "Наука" 1980 рік

О.Л. Крінов "Залізний дощ" Москва "Наука" 1981 рік

К.А. Куликов, Н.С. Сидоренков "Планета Земля" Москва "Наука"

Б.А. Воронцов - Вельямінов "Нариси про Всесвіт" Москва "Наука"

Н.П. Єрпилєєв "Енциклопедичний словник юного астронома" Москва "Педагогіка" 1986 рік

Е.П.Левітан "Астрономія" Москва "Освіта" 1994 рік

ІІДС «Планетарій»

Урок 21. Малі тіла Сонячної системи

Тема . Малі тіла Сонячної системи Цілі уроку . Учні повинні засвоїти:

1. Поняття: малі тіла Сонячної системи, астероїди, астероїдні тіла, метеори, метеорити, комети, карликові планети, пояс Койпера, головний пояс астероїдів, хмара Орта, метеороїдні тіла. Причини розходження понять метеорит та метеор. Співвідношення між розташуванням, розмірами та масою малих тіл у Сонячній системі. Основні поняття . малі тіла Сонячної системи, астероїди, астероїдні тіла, метеори, метеорити, комети, карликові планети, пояс Койпера, головний пояс астероїдів, хмара Орта, метеороїдні тіла.

Демонстраційний матеріал Ілюстрація. Моделі. Самостійна діяльність учнів Виконання тестових завдань. Світоглядний аспект уроку Розвивати навички логічного мислення учнів та наукового підходу до вивчення формування об'єктів Сонячної системи. Використання нових інформаційних технологій Робота з моделями "Модель Орбіти комет та карликових планет", "Метеорні потоки", "Комети", "Комети: будова".

План уроку

Короткий змістуроку	Форми використанняпланетарію	Час, хв	Прийоми та методи
I. Вступна розмова. Актуалізація теми		2	Бесіда з учнями
ІІ. Вивчення нового матеріалу:	ілюстрації, демонстрація інтерактивних моделей	25	Пояснення вчителя
ІІІ. Рефлексія		5	Відповіді на запитання учнів
IV. Виконання завдань за картками (диференційована форма контролю)		17
V. Домашнє завдання		1	Запис на дошці вчителя

Конспект урокуНайголовніше у цьому уроці – дати сучасну класифікацію малих тіл Сонячної системи. Цей урок – практично «соло» вчителя. Але рекомендується один виступ учнів із заздалегідь підготовленої теми: «Астероїди та комети поблизу Землі. Оцінка небезпеки зіткнення Землі з астероїдами та кометами».

Малі тіла

До малих тіла Сонячної системи відносять астероїди, метеорні тіла, комети, тіла пояса Койпера. Астероїдимають розміри менше тисячі кілометрів. Дрібніші тіла, ніж астероїди, називаються «метеороїдами» або метеороїдними тіламиВони можуть мати розміри близько декількох метрів і навіть менше.

Астероїди

Астероїд– це невелике планетоподібне тіло Сонячної системи, розміром від кількох метрів до тисячі кілометрів, астероїди часто називають малими планетами (але не карликовими планетами!).

Греки та троянці знаходяться на однаковій відстані від Сонця та від Юпітера. Два рівносторонні трикутники «Сонце-Юпітер-Греки» та «Сонце-Юпітер-Троянці», відстань 5,2 а.

Астероїди

Більшість орбіт астероїдів сконцентровано у головному поясі астероїдів між орбітами Марса і Юпітера з відривами від 2,0 до 3,6 а. е. від Сонця. Загальна маса астероїдів оцінюється приблизно 1/1000 маси Землі.

Історія відкриття астероїдів

У 1766 році Йоганном Данієлем Тіціусом, а в 1772 незалежно від нього Йоганном Елертом Боді, була помічена закономірність у ряді чисел, що виражають середні відстані планет від Сонця, так зване правило Тіціуса - Боде:

a = 0,1∙(3∙2n- 2 + 4) а. е.,

Де n= 1 для Меркурія, 2 для Венери, 3 для Землі тощо. В отриманому ряді цифр місце для п'ятої планети не було. У 1781 році було відкрито Уран. Формула йому передбачала 19,6 а. е. Справжнє значення середньої відстані становило 19,19 а. е. Таким чином, правило давало практично правильні результати для великих півосей орбіт.

Правило Тіціуса-Боде

1 січня 1801 року італійський астроном Джузеппе Піацці випадково відкрив зірку, пряме сходження і відмінювання якої помітно змінювалося протягом доби спостережень. Гаусс обчислив орбіту цього астрономічного об'єкта, велика піввісь якого дорівнювала 2,77 а. е. Таким чином стало зрозуміло, що цей об'єкт розташований між Марсом і Юпітером. Цей об'єкт було названо Церероюна честь давньоримської богині родючості. Так астрономи відкрили новий тип об'єктів у Сонячній системі, пізніше названий астероїдами. Потім відкриття посипалися як із гора достатку. Спостерігаючи за рухом Церери, німецький лікар Генріх Вільгельм Ольберс 1802 року, який захоплювався астрономією, відкрив новий астероїд, який назвали Палладана честь давньогрецької богині Афіни Паллади. У 1804 році була відкрита Юнона, у 1807 році – Веста. Фрідріх Вільгельм Гершель запропонував назвати маленькі планети астероїдами. Астероїд по-грецьки означає «зіркоподібний». Якщо подивитися на графік, то видно, що 5 відповідає саме пояс астероїдів. В 1804 Ольберс висловив знамениту гіпотезу про розрив гіпотетичної планети Фаетон між Марсом та Юпітером та утворення астероїдів – її уламків.

Фантастичний вибух Фаетону

До кінця XIX століття їх було відоме вже кілька астероїдів. В даний час відомі орбіти кількох десятків тисяч астероїдів головного поясу астероїдів. З 2006 року перший знайдений астероїд Церера віднесено до карликових планет. Таким чином, найбільший астероїд – Паллада головного поясу астероїдів має розміри приблизно 538 км. В даний час параметри орбіт відомі приблизно у 10 000 астероїдів. Найбільші серед астероїдів – Паллада (538 км), Веста (526 км) та Гігія (450 км). Астероїд Церера з 2006 року належить до карликових планет. Вважається, що кількість астероїдів розміром понад 200 км близько тридцяти. Спочатку малим планетам давали назви давньогрецьких богинь та богів, після того, як усі імена були використані, астероїди стали називати жіночими іменами всіх народів світу. Але і це було швидко закінчилося, Тому часто перед ім'ям стоїть номер.

Астероїди поблизу Землі

Небезпечні космічні об'єкти, такі як астероїди, орбіти яких перетинають орбіту Землі, є серйозну загрозуіснування людської цивілізації при зіткненні Землі з астероїдом.

Зіткнення великого астероїдаз планети.

Серед астероїдів виділяють сімейства астероїдів із приблизно однаковими характеристиками. Найважливішими серед таких є астероїди, орбіти яких лежать поблизу Землі. Число астероїдів, що перетинають орбіту Землі, і мають діаметр більше 1 км, приблизно 500. Таких родин три: сімейство астероїда 1862 Аполлон, сімейство астероїда 1221 Амур, сімейство астероїда 2962 Атон. Орбіти астероїдів сімейства 1221 р. Амур у перигелії майже стосуються орбіти Землі. Останніми роками великі астероїди пролітали неодноразово, викликаючи страх і тривогу. У 1936 році астероїд Адоніс пролетів у 2 млн.км від Землі, у 1937 р. Астероїд Гермес пролетів на відстані 800 тис.км від Землі. У 1996 р. Астероїд Таутатіс пролетів з відривом 450 тис.км від Землі

Астероїд Таутатіс.

Значна частина астероїдів основного поясу рухаються стійким, стабільним орбітам, які мало змінилися за останні 4,5 млрд років, тому зіткнень із такими астероїдами практично малоймовірні. Але орбіти астероїдів можуть змінитися при наближенні до планет-гігантів, зіткненні з іншими астероїдами і кометами, тому орбіти астероїдів можуть змінюватися. Американським астрономом Р. Бінзелом була розроблена якісна шкала оцінки небезпеки зіткнення із Землею астероїдів і комет, подібна до шкали Ріхтера, яка використовується для градації небезпеки землетрусів. У 1999 р. шкала було затверджено Міжнародним Астрономічним Союзом.

Оцінка небезпеки зіткнення Землі
з астероїдами та кометами

Події, які не мають наслідків (Біла Зона)		Імовірність зіткнення в найближчі десятиліття дорівнює 0. До цієї категорії подій відносяться зіткнення з об'єктами, які не зможуть досягти поверхні Землі, згорівши в її атмосфері.
Заслуговують на увагу (Зелена Зона)		Імовірність зіткнення вкрай низька, ймовірність випадкового зіткнення Землі з об'єктом такого ж розміру. (Швидше за все, стеження подібні тіла в найближчі десятиліття із Землею не зустрінуться)
Ті, що викликають занепокоєння (Жовта Зона)		Близький, але не є чимось незвичайним проліт. Зіткнення дуже малоймовірне. (подібні події відбуваються нерідко)
		Близько тіло, що пролітає, ймовірність зіткнення 1% або вище. Зіткнення здатне викликати лише локальні руйнування.
		Близький проліт із ймовірністю зіткнення 1% або більше. Зіткнення здатне спричинити регіональні руйнування.
Очевидно загрозливі події (Помаранчева зона)		Близький проліт, який може суттєво викликати зіткнення, що призводить до регіональної катастрофи.
		Близький проліт, який із суттєвою ймовірністю може спричинити зіткнення, що призводить до катастрофи з ймовірними глобальними наслідками.
		Близький проліт, який із суттєвою ймовірністю може спричинити зіткнення, що призводить до катастрофи з неминучими глобальними наслідками.
Неминуча зіткнення (Червона Зона)		Зіткнення, що призводить до локальних руйнувань. Такі зіткнення із Землею відбуваються від одного разу на 50 років до одного разу на 1000 років.
		Зіткнення, що призводить до регіональних руйнувань. Такі події відбуваються від одного разу на 10000 років до одного разу на 100000 років.
		Зіткнення, що призводить до глобальної катастрофи зі зміною клімату. Такі події трапляються один раз на 100000 років або рідше.

За різними оцінками велика ймовірність падіння Землю астероїда діаметром близько 1 км разів на 100 тис. років. Але найбільша ймовірність зустрічі Землі з дрібнішими небесними об'єктами.

Подвійні астероїди

Відкрито кілька подвійних астероїдів.

1993 року американський космічний апарат"Галілео", що прямував до Юпітера, перетинав головний пояс астероїдів. Він пролетів на мінімальній відстані близько 10 000 км від астероїда 243 Іда і сфотографував цей астероїд. Виявилося, що астероїд Іда має маленький супутник, що його назвали Дактиль.

Астероїд Іда та Дактиль.

У 2001 р. було виявлено супутник у астероїда 107 Камілла. У 2005 році у астероїда Сільвія було відкрито 2 супутники. Було також відкрито контактний астероїд 4769 Касталія.

Розміри та склад астероїдів

Найбільший астероїд – Паллада. Раніше найбільшим астероїдом була Церера, але її віднесли у 2006 році до карликових планет.

Назва астероїда	Розмір
2 Паллада
31 Єфросина
704 Інтерамнія
511 Давида

Решта астероїдів головного пояса мають розміри менше 300 км в діаметрі. Хімічний склад астероїда можна оцінити за альбедо. Якщо астероїд темний, альбедо близько 0. Наприклад, поверхня астероїда 52 Європа практично чорна, альбедо 0,03. Припускають, що поверхню таких астероїдів аналогічна глибинним гірським породам Землі. Найсвітліший астероїд 44 Низа має альбедо 0,38. Припускають, що на поверхні астероїда присутні метали.

Астероїд 433 Ерос

Астероїд Ерос звертається навколо Сонця з періодом 1,8 земних років. Його розміри – 40 x 14 x 14 км. 2000 р. автоматичний космічний апарат NEAR-Шумейкер зробив багато фотографій астероїда. 433 Ерос. Дослідження астероїда показали, що Ерос – монолітне тверде тіло, що його хімічний склад приблизно однорідний і що він утворився у «молоді роки» Сонячної системи. 2001 року апарат сів на поверхню астероїда. При посадці космічний апарат NEAR-Шумейкер встиг передати знімки зблизька з роздільною здатністю до 10 см.

Поверхня астероїда Ерос з відстані 34 м. Фотографія КА NEAR-Шумейкер, 2001

Астероїд 216 Клеопатра.

Астероїд 216 Клеопатра складається в основному з металів типу нікелю та заліза, як показали радарні дослідження. Показати анімацію Астероїд 216 Клеопатра.

Астероїд 951 Гаспра. Фотографія КА Галілео у 1991 р.

Астероїд 951 Гаспра має розміри 19×12×11 км і звертається майже по круговій орбіті всередині головного поясу астероїдів. Складається Гаспра із суміші скельних порідта металовмісних мінералів.

Астероїд 253 Матильда порівняно з астероїдами Гаспра та Іда.

Астероїд 253 Матильда має розміри 59 х 47 км. Матильда – темний астероїд, який, за припущеннями, складається з вуглистих хондритів. Оскільки щільність Матильди дуже низька, всього 1400 км3, то припускають, що астероїд пористий, як пінопласт.

Астероїд 253 Матільда.

Астероїд Гідальго віддаляється від Сонця на більшу відстань, а= 5,71 а.е., рухається витягнутою орбітою.

Астероїди за орбітою Юпітера

За орбітою Юпітера наприкінці ХХ століття відкрили й інші астероїди. Другий пояс астероїдів називають поясом Койпера. Пояс Койпера - дископодібна область за орбітою Нептуна, на відстані від 30 а. до 100 а. від Сонця, населена астероїдами та ядрами комет.

Можна поряд розмістити й іншу проекцію:

Мал. Пояс Койпера.

Ян Хендрік Оорт у 1950 р. висловив гіпотезу про існування на далекій периферії Сонячної системи кометної хмари – джерела комет, що спостерігаються. Оорт зазначив, що є особливості орбіт комет:

Не спостерігалося комет із гіперболічними орбітами, що вказують на те, що вони прилетіли з міжзоряного простору.

У довгоперіодичних комет афелій має тенденцію лежати на відстані близько 50 000 а. від сонця.

Не спостерігається якогось виділеного напряму, звідки приходять комети.

Тому Оорт припустив, що Сонячна система оточена гігантською хмарою кометних тіл (за його оцінкою, що налічує до 10 11 тіл), що знаходяться на відстанях від 20 000 до 200 000 а. е. Якщо в 1950 році Оорт виходив з припущення про те, що ці тіла були «закинуті» на такі відстані в результаті вибуху гіпотетичної планети (яка раніше нібито існувала на місці сучасного головного поясу астероїдів), то вже в 1951 перейшов до уявлень, що збігаються із сучасними висновками. Вважається, що в процесі зростання планет-гігантів (насамперед Юпітера і Сатурна) при досягненні ними досить великої маси гравітаційні обурення стають настільки сильними, що починається масовий викид ними планетезималей із найближчих до їх орбіт кільцевих зон. Практично всі ті, що не ввійшли в планети і ті тіла, що знаходяться в цих зонах, відлетіли в зовнішні області Сонячної системи. Хмара, яка склала мільйони таких крижаних тіл, надалі почали називати хмарою Оорта. Це гігантський резервуар, в якому знаходяться кометні тіла, і з якого під дією зірок, що зближаються із Сонцем, або гігантських газо-пилових хмар вони змінюють свої орбіти і потрапляють у внутрішню область нашої планетної системи.

Хмара Орта.

Космічний об'єкт Хірон відноситься до кентаврів і рухається витягнутою орбітою. Перигелій Хірона знаходиться всередині орбіти Сатурна, афелій - поблизу орбіти Урана, орбіта сильно нахилена до екліптики. Його діаметр становить приблизно 170 км, орбітальний період 507 року. У 1988 р. у нього була зареєстрована кома, яка буває у комет, а в 1996 р. під час проходження перигелію кома зникла. Тому Хірон має ознаки як комети (наявність коми і хвоста), і астероїда (його розміри значно перевищують розміри відомих комет). Саме тому його назвали на честь давньогрецького кентавра Хірона (напівлюдини-напівконя). У 1992 році було виявлено другий кентавр - Фол, а в 1993 - третій, Несс. Усі об'єкти цього класу (зараз їх відомо понад 20) називають на честь міфічних кентаврів, а сам клас так і назвали: кентаври. Усі кентаври розташовані між орбітами Юпітера та Нептуна, рухаються сильно витягнутими орбітами з великим ексцентриситетом, а нахил орбіти до площини екліптики змінюється від 0° до 25°.

Найбільш відомі кентаври
	Назва	Екваторіальний діаметр (км)	Велика піввісь а. е.	Перигелій, а. е.	Афелій а. е.		Примітки

Перший об'єкт пояса Койпера за орбітою Нептуна діаметром близько 280 км було відкрито 1992 р. і отримав позначення 1992 QB1. Припускають, що об'єкти пояса Койпера є лід з невеликими домішками органічних речовин, тобто близькі за складом до кометної речовини. Маса всіх об'єктів пояса Койпера перевищує масу всіх астероїдів головного поясу астероїдів. Але припускають, що маса об'єктів хмари Орта перевищує масу об'єктів пояса Койпера. Таблиця. Найбільші об'єкти пояса Койпера

Назва	Екваторіальний діаметр (км)	Велика піввісь а. е.	Перигелій, а. е.	Афелій а. е.		Примітки
						Карликова планета
						Карликова планета
Санта EL 61
						Карликова планета

Орбіта Седні

Вивчення орбіт з прикладу «Модель Орбіти комет і карликових планет»

Метеорні тіла

Чіткого розмежування між метеороїдами ( метеорними тілами) і астероїдами немає. Зазвичай метеороїдами називають тіла розмірами менше сотні метрів, а астероїдами – більші. Сукупність метеороїдів, що утворюються навколо Сонця, утворює метеорна речовинау міжпланетному просторі. Деяка частка метеорних тал є залишком тієї речовини, з якої колись утворилася Сонячна система, деяка залишки постійного руйнування комет, уламки астероїдів. Метеорне тілоабо метеороїд- Тверде міжпланетне тіло, яке при вльоті в атмосферу планети викликає явище метеораі іноді завершується падінням на поверхню планети метеорита. Що зазвичай буває, коли метеорне тіло сягає поверхні Землі? Зазвичай нічого, оскільки через незначні розміри метеорні тіла згоряють у атмосфері Землі. Великі скупченняметеорних тіл називається метеорним роєм. Під час зближення метеорного рою із Землею спостерігаються метеорні потоки. Вивчення появи метеорних потоків на прикладі інтерактивної моделі «Метеорні потоки».

Метеори та боліди

Явище згоряння метеорного тіла в атмосфері планети називається метеором. Метеор – це короткочасний спалах, слід від згоряння проходить за кілька секунд. За добу в атмосфері Землі згоряє близько 100 000 000 метеорних тіл.

Метеор із потоку Леоніди.

Метеор та галактика Велика Магелланова Хмара.

Якщо сліди метеорів продовжити назад, то вони перетнуться в одній точці, яка називається радіантом метеорного потоку.

Радіант метеорного потоку.	Радіант метеорного потоку Леоніди.

Багато метеорних потоків є періодичними, повторюються рік у рік і названі за сузір'ями, в яких лежать їх радіанти. Так, метеорний потік, що спостерігається щорічно приблизно з 20 липня по 20 серпня, названо Персеїдамиоскільки його радіант лежить у сузір'ї Персея. Від сузір'їв Ліри та Лева отримали відповідно свою назву метеорні потоки Ліриди(середина квітня) та Леоніди (Середня листопада). Винятково рідко метеорні тіла бувають порівняно більших розмірів, у цьому випадку кажуть, що спостерігають болід. Дуже яскраві боліди видно і вдень.

Болід. Великобританія, 2003 р.

Метеорити

Якщо метеорне тіло досить велике і не змогло повністю згоріти в атмосфері під час падіння, воно випадає на поверхню планети. Такі метеорні тіла, що впали на Землю або інше небесне тіло, називають метеоритами.

Найпотужніші метеорні тіла, що мають більшу швидкість, випадають на поверхню Землі з утворенням кратера. Залежно від хімічного складу метеорити поділяються на кам'яні (85 %), залізні(10%) та залізо-кам'яні метеорити (5 %).

кам'яні	залізні	Залізо-кам'яні
Мереоріт Бондок. Філіппіни. Знайдено 1956 р. Загальна вага кількох примірників 888 кг.	Метеорит Дроніно, Росія Фрагмент 291 р.Змінити коричневий фон	Метеорит БрагінНайден у Росії 1807 р. має 13 фрагментів загальною вагою 853 кг.

Кам'яні метеоритискладаються із силікатів із включеннями нікелістого заліза. Тому небесні камені, як правило, важчі за земні. Основними мінералогічними складовими метеоритної речовини є залізо-магнезіальні силікати та нікелісте залізо. Більше 90% кам'яних метеоритів містить округлі зерна – хондри. Такі метеорити називають хондритами. Залізні метеоритимайже повністю складаються з нікелістого заліза. Вони мають дивовижну структуру, що складається з чотирьох систем паралельних камаситових пластин з низьким вмістом нікелю і з прошарками, що складаються з тениту. Залізо-кам'яні метеоритискладаються наполовину із силікатів, наполовину із металу. Вони мають унікальну структуру, яка не зустрічається ніде, крім метеоритів. Ці метеорити є або металеву, або силікатну губку. Один із найбільших залізних метеоритів, Сихоте-Алінський, що впав на територію СРСР у 1947 р., був знайдений у вигляді розсипу безлічі осколків.

Метеорит Сіхоте-Алінський, 1947, СРСР. Загальна вага знайдених уламків понад 31000 кг.	Залізні метеорити	Один із фрагментів метеорита Альєнде, Мексика, 1969 р. Загальна вага понад 2000 кг. На сколі видно світлі мінеральні включення, оточені темною речовиною. Метеорит із класу вуглистих хондритів. Такі метеорити утворювалися внаслідок об'єднання дрібних частинок за доби формування Сонячної системи.

Комети

Комети – найчисленніші, найдовші та найдивовижніші небесні тіла Сонячної системи. Слово «комета» у перекладі з грецької означає «волосата», «довговолоса». При зближенні з Сонцем комета набуває ефектного вигляду, нагріваючись під дією сонячного тепла так, що газ і пил відлітають із поверхні, утворюючи яскравий хвіст. За оцінками вчених, на далеких околицях Сонячної системи, у так званій хмарі Оорта - гігантському сферичному скупченні кометної речовини - зосереджено близько 10 12 -10 13 комет, що обертаються навколо Сонця на відстанях від 3000 до 160 000 а. е. У міру наближення комети до Сонця, лід ядра комети починає випаровуватися, потоки газу та пилу починають викидатися в космос. Кома комети і хвости починають утворюватися з відривом від Сонця приблизно 5 а. е. (орбіта Юпітера).

Характеристика орбіт комет

Комети рухаються витягнутими траєкторіями. Орбіта комет характеризується параметрами, що описують розмір орбіти, її положення щодо Сонця: перигелійною відстанню q (мінімальною відстанню від Сонця) та ексцентриситетом е(ступенем витягнутості орбіти), періодом звернення комети Рвеликою піввіссю орбіти а. Орбіта комети може лежати над площині екліптики. Тому орбіта комети може характеризуватись кутом нахилу площини орбіти комети. iдо площини екліптики.

Типи хвостів комет

Типи хвостів комет досліджував російський астроном Ф. А. Бредіхін. Наприкінці XIX століття від розділив хвости комет на три типи:

I тип хвостів комет прямий і направлений у бік від Сонця по вектору радіусу. II тип хвостів широкий, вигнутий. III тип хвостів спрямований вздовж орбіти комети. Такі хвости неширокі.

Досить рідко зустрічаються комети, хвости яких спрямовані до Сонця. Це так звані аномальніхвости. Під впливом сонячного вітру пилові частинки відкидаються в протилежному напрямку Сонцю, формуючи пиловий хвіст Плазмовий хвісткомети зазвичай блакитнуватого кольору. Плазмовий хвіст комети утворюється з газу, що електризується під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця – плазми.

Будова комети

Кожна комета має кілька різних складових частин:

• Ядро: відносно тверде та стабільне, що складається в основному з льоду та газу з невеликими добавками пилу та інших твердих речовин.

  Голова (кома): газова оболонка, що світиться, що виникає під дією електромагнітного і корпускулярного випромінювання Сонця. Щільна хмара водяної пари, вуглекислої та інших нейтральних газів, що сублімують з ядра. Пиловий хвіст: складається з дуже дрібних частинок пилу, що відносять від ядра потоком газу. Ця частина комети найкраще видно неозброєним оком. Плазмовий (іонний) хвіст: складається з плазми (іонізованих газів), інтенсивно взаємодіє із сонячним вітром.

Будова комет, особливості хвостів комет краще ілюструвати на моделях «Комети» та «Комети: будова». IV. Виконання завдань за картками (диференційована форма контролю, на першому місці № варіанта, на другому – складність)

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ 1 - 1
	Палада – 538 км, Веста – 526 км, Гігія – 450 км. Церера не є астероїдом, з 2006 року її віднесено до карликових планет.
	Комета Галлея період Т = 76 років, комети рухаються витягнутими орбітами, їх відстані змінюються у межах. Перигелій комети Галлея q=0,59а.е., афелій Q=17,8а.е. Короткоперіодична комета Енке Т=3,3року, q=0,34а.е., Q=2,21а.е.
	Ні, т.к. метеор – явище у атмосфері, але в Місяці немає атмосфери.
	Існують залізні, залізно-кам'яні та кам'яні метеорити.

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ 2 - 1
	Між орбітами Марса та Юпітера – головний пояс астероїдів, за орбітою Нептуна – пояс Койпера.
	Справжній розмір хвоста залежить від відстані комети до Сонця, видимий розмір хвоста залежить від відстані комети до Землі. Комета рухається і натомість нерухомих зірок.
	Астероїди мають малу масу і можуть утримати атмосферу.
	Застосувати 3 закон Кеплера. Т комети Галлея = 76 років, Т  = 1 рік, а  = 1 а. Відповідь: а комети Галлея = 17,8 а.

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ 3 - 2
	Будова комети: ядро, голова (кома), пиловий хвіст, плазмовий (іонний) хвіст. Справжній розмір хвоста залежить від відстані комети до Сонця, видимий розмір хвоста залежить від відстані комети до Землі.
	Астероїд Гідальго а= 5,71 а.
	Ні. З кожним наближенням до Сонця періодична комета стає дедалі слабшою. А є такі, які «не витримують» більше двох-трьох зближень із Сонцем і, розпадаючись, породжують метеоритний рій, який продовжує рухатися старою орбітою. При метеоритному рою зустрічі із Землею ми спостерігаємо метеорний потік.
	Застосувати 3 закон Кеплера. Т= 3,3 роки

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ 4 - 3
	Під впливом сонячного вітру пилові частинки відкидаються в протилежному напрямку Сонцю, формуючи пиловий хвісткомети. Пиловий хвіст комети зазвичай має жовтуватий колір і світиться відбитим від Сонця світлом. Плазмовий хвісткомети зазвичай блакитнуватого кольору. Плазмовий хвіст комети утворюється з газу, що електризується під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця – плазми. Під дією світлового тиску та сонячного вітру частина газів відштовхуються у бік протилежну Сонцю.
	Троянці рухаються орбітою Юпітера, утворюючи рівносторонній трикутник із Сонцем. Група Греки(Ахілл, Аякс, Одіссей та інші) випереджає Юпітер на 60 °. Група Троянці (Пріам, Еней, Троїл та інші) відстає від Юпітера на 60 °. До 2004 стали відомі орбіти близько 1640 троянців.
	Застосувати 3 закон Кеплера. а= 84 а.
	Застосувати 3 закон Кеплера. Т= 2,510 5 років

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ 5 - 2
	4. Еріс, Плутон, Церера та Седна.
	Форма астероїдів може відрізнятись від сферичної, а також різні частини астероїду можуть по-різному відбивати сонячне світло, тому в результаті обертання спостерігається коливання блиску.
	Леоніди. Спостерігаються у листопаді. Радіант у сузір'ї Лева. Персеїди. Радіант у сузір'ї Персея, спостерігаються влітку у липні та серпні. Метеорні потоки пов'язані з руйнуванням комет, наприклад, метеорний потік Андромедиди пов'язані з руйнуванням комети Біели.
	а= 100 а. е. швидкість V в перигелії велика, в афелії дуже мала, тому комета практично весь час знаходиться далеко від Сонця, а область перигелія «пролітає» дуже швидко.

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ 6 - 2
	Близько кількох км.
	Відмінність астероїда від метеорита полягає в тому, що астероїд - це невелике планетоподібне тіло Сонячної системи, розміром від декількох метрів до тисячі кілометрів, а метеорит - тіло, що випало на поверхню Землі. при наближенні до Сонця у неї утворюється великий хвіст. Розміри ядра комети незначні, всього кілька кілометрів, а розміри хвоста – найдовші об'єкти в Сонячній системі.
	Так. У деяких астероїдів та карликових планет відкриті супутники. Наприклад, у карликової планети Плутона відкрито 3 супутники. Астероїд Іда має невеликий супутник, який назвали Дактиль. У астероїда 107 Камілла виявлено супутника. У 2005 році у астероїда Сільвія було відкрито 2 супутники.
	Застосувати 3 закон Кеплера. Т= 13,6 років.

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ 7 - 3
	За витягнутими еліпсами.
	Ядро комети не тверде єдине тіло, нехай навіть астероїдних розмірів, а сукупність окремих тіл. Ці тіла (брили, камені, піщинки, порошинки) слабо пов'язані між собою, але все-таки утворюють до певного часу єдине ціле. Проте з кожним наближенням до Сонця періодична комета стає дедалі слабшою. Під впливом сонячного вітру пилові частинки комети відкидаються у протилежному напрямку Сонцю, формуючи пиловий хвіст комети. Пиловий хвіст комети має зазвичай жовтуватий колір і світиться відбитим від Сонця світлом. Плазмовий хвіст комети зазвичай блакитнуватого кольору. Плазмовий хвіст комети утворюється з газу, що електризується під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця – плазми.
	Не можна спостерігати.
	аГаллея = 17,8 а. е., q= 0,59 а. е. віддаляється від Сонця на 217,8-0,59 = 35,01 а. е.; аНептуна = 30 а. е. Далі від Сонця в афелії

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ 8 - 2
	При зближенні з Сонцем комета набуває ефектного вигляду, нагріваючись під дією сонячного тепла так, що газ і пил відлітають із поверхні, утворюючи яскравий хвіст. Кожна комета має кілька різних складових частин: ядро: відносно тверде та стабільне, що складається в основному з льоду та газу з невеликими добавками пилу та інших твердих речовин; голова (кома): газова оболонка, що світиться, що виникає під дією електромагнітного і корпускулярного випромінювання Сонця. Щільна хмара водяної пари, вуглекислої та інших нейтральних газів, що сублімують з ядра; пиловий хвіст: складається з дуже дрібних частинок пилу, що відносять від ядра потоком газу. Ця частина комети найкраще видно неозброєним оком; плазмовий (іонний) хвіст: складається з плазми (іонізованих газів), інтенсивно взаємодіє із сонячним вітром
	Загальна маса астероїдів головного поясу оцінюється приблизно 1/1000 маси Землі. Розміри найбільшого астероїда - Палади 538 км, 24 менше Земліі 6 разів менше за Місяць.
	Метеор – явище в атмосфері.
	V перигелії максимальне, V афелії мінімальне.

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ 9 - 2
	Усі кентаври розташовані між орбітами Юпітера та Нептуна, рухаються сильно витягнутими орбітами з великим ексцентриситетом, а нахил орбіти до площини екліптики змінюється від 0° до 25°.
	Пояс Койпера - дископодібна область за орбітою Нептуна, на відстані від 30 а. до 100 а. від Сонця, населена астероїдами та ядрами комет.
	Ні, з Місяця це явище в атмосфері Землі не можна спостерігати.
	Застосувати 3 закон Кеплера. Період Т= 121 рік. Орбіта кентавра розташована між орбітами Юпітера та Нептуна.

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ 10 - 2
	Хірон має ознаки як комети (наявність коми і хвоста), і астероїда (його розміри значно перевищують розміри відомих комет). Саме тому його назвали на честь давньогрецького кентавра Хірона (напівлюдини-напівконя). Його орбіта знаходиться між орбітами Юпітера та Неплуна. Харон – супутник карликової планети Плутон, що обертається навколо Плутона.
	Хмара Орта - гігантська хмара кометних тіл (що налічує до 10 11 тіл), що знаходяться на відстанях від 20 000 до 200 000 а. е.Пояс Койпера - дископодібна область за орбітою Нептуна, на відстані від 30 а. до 100 а. від Сонця, населена астероїдами та ядрами комет
	Метеорне тіло

Будинок, у якому ми живемо, – це наша Сонячна система. Поки невідомо, чи самотні ми у Всесвіті. Небесні тіла розсипані по всьому Космосу, і життя може існувати в інших її проявах не тільки на Землі. Сонячне тепло народжує життя на нашій планеті, оскільки Сонце – єдина наша зірка.

Небесні тіла нашої системи

Сонце – центр нашої системи. Рух небесних тіл здійснюється навколо Сонця за окремими орбітами. На планетах не протікають. Сонце ж завдяки реакціям обігріває планети, які навколо нього обертаються. Всі планети великі і мають сферичну форму, яку вони набули внаслідок еволюції.

Раніше астрологи припускали, що існує лише сім планет у сонячній системі. Це - Сонце, Місяць, Меркурій, Венера, Марс, Юпітер та Сатурн.

Дуже давно, до відкриття Сонячної системи, люди вважали, що Земля – центр всього і всі космічні небесні тіла, включаючи Сонце, рухаються навколо неї. Таку систему було названо геоцентричною.

У XVI столітті Миколою Коперником було запропоновано нова системапобудови Миру, названа геліоцентричною. Коперник заявив, що у центрі Миру розташоване Сонце, а чи не Земля. Зміна дня і ночі відбувається через обертання нашої планети навколо власної осі.

Інші сонячні системи

Винахід телескопа дозволив людям вперше побачити, що по небосхилу рухаються комети, які наближаються до Землі, а потім її покидають. Майже через 20 століть, вчені визначили, що космічні небесні тіла здатні обертатися не тільки по орбіті навколо Землі або Сонця. Такий висновок був, коли відкрили існування

Чи існують інші системи планет у інших зірок? Абсолютно точно це поки що невідомо, проте в їхньому існуванні можна не сумніватися.

У 1781 р. відбулося відкриття великий і далекої Землі планети Уран, тобто. планет виявилося не сім, і систему космічної ієрархії було переглянуто.

Довгий час існувала думка, що розпад чи формування деякої планети між Марсом та Юпітером породив усі астероїди. На сьогоднішній день вченими налічується більше ніж 15000 астероїдів.

За останні роки відкрили небесні тіла, віднести які до якогось певного класу, комет чи планет, важко. У цих об'єктів орбіти дуже витягнуті, але немає ознак активності хвоста і комети.

Два види планет

Планети нашої системи класифікуються на гіганти та земної групи. Відмінність планет земної групи - велика середня щільність і тверда поверхня. У Меркурія, в порівнянні з іншими планетами, щільність більша за рахунок ядра із заліза, яке становить 60% маси всієї планети. Схожа із Землею за масою та щільністю Венера.

Земля відрізняється з інших планет досить складною структурою мантії, глибина якої становить 2900 км. Під нею знаходиться ядро, ймовірно, металеве. Марс має відносно невелику щільність, і маса його ядра становить не більше 20%.

Небесні тіла, що належать до групи планет-гігантів, мають низьку щільність і складний атмосферний хімічний склад. Ці планети складаються з газу та їх хімічний склад близький до сонячного (водень та гелій).

До складу Сонячної системи входить не лише Сонце та 8 великих планет. Величезна кількість різних дрібніших об'єктів теж обертається по різних орбітах навколо Сонця. Всі вони також заслуговують на своє вивчення.

Серед малих тіл можна виділити:
- "карликові планети" (цей термін було введено після скасування для Плутона статусу планети для нього та всіх подібних до нього об'єктів);
- астероїди, або "малі планети";
- Комети;
- метеорні тілаабо метеориди (тобто просто невелике каміння);
- пил та газ.

Карликові планети

Термін "карликові планети" був введений рішенням XXVI Генеральної асамблеї МАС (міжнародного астрономічного союзу) у 2006 р. Після бурхливих дебатів було вирішено, що Плутон, який найменший від інших планет Сонячної системи і навіть їх великих супутників, слід позбавити його статусу планети, який був у Плутона з моменту його відкриття в 1930 р., а замість цього ввести для нього і деяких інших виявлених на той час на околицях Сонячної системи об'єктів, маса яких була порівнянна з масою Плутона, спеціальне визначення "карликова планета". Було запропоновано наступний набір критеріїв для того, щоб визначити належність об'єкта до групи карликових планет:
1) карликова планета обертається навколо Сонця:
2) сила гравітації карликової планети достатня, щоб надати її сферичну форму;
3) карликова планета не очищає простір навколо себе (щоб поряд з ним не було інших порівнянних за розмірами тіл);
4) не є супутником іншої планети;

В даний час під визначення "карликових планет" потрапляють власне Плутон, Церера (найбільший об'єкт у ближньому поясі астероїдів) та Еріда (нещодавно відкритий об'єкт у поясі Койпера, що знаходиться ще далі Плутона), і ще для кількох об'єктів зарахування їх до розряду карликових планет розглядається.

Характеристики Плутона

середній радіус орбіти: 5,913,520,000 км.
діаметр: 2370 км
маса: 1.3*10^22 кг

Орбіта Плутона знаходиться переважно за орбітою Нептуна, але має великий ексцентриситет, через що Плутон іноді знаходиться ближче до Сонця, ніж Нептун. Період звернення орбітою - 245,73 років. Будь-які деталі на Плутоні неможливо розглянути в телескоп, і після його відкриття в 1930 р. довгий час помилково вважалося, що розміри і маса Плутона близькі до земних. Насправді Плутон в 5 з лишком разів менший за Землю за розмірами і в 500 разів - за масою. Він також менший за Місяць. Відомо також, що Плутон має п'ять супутників. Найбільший їх - Харон, відкритий 1978 р., він лише приблизно 2 разу менше самого Плутона.

У липні 2015 року космічний апарат "Нові горизонти", запущений НАСА, вперше досяг Плутона. Він пролетів на відстані менше 10 тис. км від Плутона і зробив досить хороші фотоповерхні. На Плутоні виявлені гори висотою понад 3 тис. км., що складаються, ймовірно, з льоду, але більшість поверхні - рівнини.

Астероїди, пояс Койпера та хмара Оорта

Астероїд - невелике планетоподібне тіло Сонячної системи, що рухається орбітою навколо Сонця. Перший астероїд Церера був випадково відкритий італійцем Піацці 1 січня 1801, після нього протягом декількох років було відкрито ще 3 великих астероїда. Потім у відкритті астероїдів настала перерва, а після 1835 їх почали відкривати у великій кількості. Нині відомі десятки тисяч астероїдів. Передбачається, що у Сонячній системі може бути від 1.1 до 1.9 мільйона об'єктів, що мають розміри більше 1 км.

Більшість астероїдів, відкритих зараз, звертаються за схожими орбітами між орбітами Марса і Юпітера. Очевидно, сильне гравітаційне поле Юпітера в період виникнення Сонячної системи завадило сформуватися тут ще одній планеті.
Незважаючи на дуже велику чисельністьастероїдів, розміри переважної більшості їх вкрай малі, а загальна маса всього ближнього поясу астероїдів оцінюється лише в 4% від маси Місяця. Декілька астероїдів були вивчені поблизу і сфотографовані космічними апаратами.

астероїд Іда та її маленький супутник

Згодом стало зрозуміло, що подібних поясів, в яких звертаються навколо Сонця безліч дрібних тілбільше одного. На початку 1950-х Оорт і Койпер висловили припущення про існування подібних поясів за орбітою Нептуна. Пояс Койпера знаходиться від Сонця з відривом приблизно 30-50 астрономічних одиниць і, за оцінками астрономів, лише об'єктів, розмір яких більше 100 км, у ньому налічується десятки тисяч. Маса пояса Койпера значно перевищує масу ближнього поясу астероїдів. На сьогоднішній день у поясі Койпера відкрито вже понад 800 об'єктів. Хмара Оорта, з якої, згідно з розрахунками, до Сонця зрідка прилітають деякі довгоперіодичні комети, знаходиться ще далі, ніж пояс Койпера

Пояс Койпера та хмара Оорта.

Найбільші об'єкти в поясі Койпера.
Знизу Земля для порівняння.

Слово «комета» у перекладі з грецької означає «волосата», «довговолоса». Комети, що пролітають небом, люди час від часу спостерігали ще з давніх-давен. Вважалося, що поява комет обіцяє різні погані ознаки.

У 1702 Едмунд Галлей довів, що комети, що спостерігалися в 1531, 1607 і 1682 роках - це насправді не різні комети, а одна й та сама, яка, рухаючись своєю орбітою навколо Сонця, періодично повертається через певний проміжок часу. Ця комета була названа його ім'ям – комета Галлея.

Орбіти більшості комет - це дуже витягнуті еліпси. Імовірно, комети прилітають з хмари Оорта, в якому міститься величезна кількість дрібних об'єктів, що обертаються на величезній відстані від Сонця. Під впливом різних причин деякі з цих об'єктів іноді змінюють траєкторію і наближаються до Сонця, стаючи кометами.
При наближенні комети до Сонця замерзлі гази на її поверхні починають випаровуватись і утворюють величезний хвіст, який тягнеться за кометою на мільйони кілометрів. Під тиском сонячного випромінювання та сонячного вітру хвіст комет завжди спрямований від Сонця. Через постійне випаровування ядро ​​комети поступово зменшується в масі і, зрештою, руйнується, залишаючи замість себе лише масу дрібних уламків. Іноді, коли Земля перетинає орбіти колишніх кометмаси дрібних частинок влітають в атмосферу, утворюючи метеорний дощ

Деякі комети були вивчені космічними апаратами, наприклад, радянський апарат "Вега" у 1986 р. вивчив комету Галлея, а в 2005 році космічний апарат НАСА "Діп імпакт" був спеціально приведений у зіткнення з ядром комети Темпеля.

Метеорні тіла, пил та газ

Згідно з ухваленими угодами, астероїдами повинні вважатися тіла, розміри яких більше 1 км. Найменші за розміром об'єкти вважаються меторидами або метеорними тілами. Число подібних об'єктів, що знаходяться в Сонячній системі, величезне.
Об'єкти, що іноді літають в космосі, трапляються на шляху Землі. Давно, на ранніх етапах існування Сонячної системи зіткнення планет з різними тілами, у тому числі дуже великими, траплялися часто - про це говорять, зокрема, численні кратери на поверхні Місяця та інших небесних тіл. Зараз ймовірність зіткнення Землі з великим об'єктом мала, але вона все ж таки існує, тому важливо вивчати космічний простір і виявляти об'єкти, орбіти яких можуть перетнутися з орбітою Землі.
Дрібні космічні об'єкти по дорозі Землі трапляються постійно. Влітаючи в атмосферу, більшість із них згоряє на великій висоті, не встигнувши долетіти до поверхні. Такі об'єкти, що виглядають як падаючі зірки, називаються метеорами. Дуже рідко трапляються досить курні об'єкти, які не встигають повністю згоріти в атмосфері та падають на поверхню Землі. Такі об'єкти називаються метеоритами. Метеорити бувають в основному кам'яні, а також залізні та залізо-кам'яні. Цікаво, що найдавніші залізні вироби виготовляли люди саме з метеоритного заліза. Вкрай рідко на Землю можуть впасти великі об'єкти, здатні заподіяти сильні руйнування. Передбачається, що падіння на Землю 65 млн років тому великого астероїда, кратер від якого виявлено на дні Мексиканської затоки, могло послужити однією з причин вимирання динозаврів.

Міжпланетний простір не порожній. У Сонячній системі досить багато дрібного міжпланетного пилу. Її запаси постійно поповнюються внаслідок руйнації комет, зіткнень астероїдів тощо. п. Крім того, далеко за орбіту Плутона проникає сонячний вітер - потік частинок, що виходять від Сонця. Концентрація газу та пилу в Сонячній системі значно вища, ніж у міжзоряному просторі.

Скільки коштує писати твою роботу?

Оберіть тип роботи Дипломна робота (бакалавр/спеціаліст) Частина дипломної роботи Магістерський диплом Курсова з практикою Курсова теорія Реферат Есе Контрольна роботаАтестаційна робота (ВАР/ВКР) Бізнес-план Питання до екзамену Диплом МВА Дипломна робота (коледж/технікум) Інше Кейси Лабораторна робота, РГР Он-лайн допомога Звіт про практику Пошук інформації Презентація в PowerPoint Реферат для аспірантури Супровідні матеріали до диплому Стаття Креслення далі »

Дякую, вам надіслано листа. Перевірте пошту .

Хочете промокод на знижку 15%?

Отримати смс
з промокодом

Успішно!

?Повідомте промокод під час розмови з менеджером.
Промокод можна застосувати один раз під час першого замовлення.
Тип роботи промокоду - " дипломна робота".

Малі тіла сонячної системи

Вступ

Астероїди

Метеорити

Дрібні уламки

5. Пошук планет у Сонячній системі

Література

Вступ

У Сонячній системі крім великих планет та його супутників рухається безліч про малих тіл: астероїдів, комет і метеоритів. Малі тіла Сонячної системи мають розміри від сотень мікронів до сотень кілометрів.

Астероїди. З погляду фізики астероїди або, як їх ще називають, малі планети – це щільні та міцні тіла. За складом та властивостями їх можна умовно розділити на три групи: кам'яні, залізокам'яні та залізні. Астероїд є холодним тілом. Але він, як, наприклад, і Місяць, відбиває сонячне світло, тому ми можемо спостерігати його у вигляді зіркоподібного об'єкта. Звідси і походить назва "астероїд", що в перекладі з грецької означає зіркоподібну. Так як астероїди рухаються навколо Сонця, то їхнє становище по відношенню до зірок постійно і досить швидко змінюється. За цією первісною ознакою спостерігачі відкривають астероїди.

Комети, або "хвостаті зірки", відомі з давніх-давен. Комета – це складне фізичне явище, яке коротко можна описати за допомогою кількох понять. Ядро комети є сумішшю або, як кажуть, конгломератом пилових частинок, водяного льоду і замерзлих газів. Відношення вмісту пилу до газу кометних ядрах становить приблизно 1:3. Розміри кометних ядер, за оцінкою вчених, укладено в інтервалі від 1 до 100 км. Зараз дискутується можливість існування як дрібніших, і більших ядер. Відомі короткоперіодичні комети мають ядра розміром від 2 до 10 км. Розмір ядра найяскравішої комети Хейлі-Боппа, яка спостерігалася неозброєним оком у 1996 році, оцінюється в 40 км.

Метеороїд – це невелике тіло, що обертається навколо Сонця. Метеор - це метеороїд, що влетів в атмосферу планети і розжарився до блиску. А якщо його залишок упав на поверхню планети, його називають метеоритом. Метеорит вважають «упавшим», якщо є очевидці, які спостерігали його політ в атмосфері; інакше його називають «знайденим».

Розглянемо вище зазначені малі тіла Сонячної системи докладніше.

Астероїди

Ці космічні тіла відрізняються від планет насамперед своїми розмірами. Так, найбільша з невеликих планет Церера має в діаметрі 995 км; наступна за нею (за розміром): Палада-560 км, Хігея – 380 км, Психея – 240 км і т.д. Порівняйте можна зазначити, що найменша з великих планет Меркурій має діаметр 4878 км, тобто. в 5 разів перевищує - діаметр Церери, а маси їх різняться в багато сотень разів.

Загальна кількість малих планет, доступних спостереженню сучасними телескопами, визначається 40 тис., але їх загальна маса в 1 тис. разів менше маси Землі.

Рух малих планет навколо Сонця відбувається за еліптичними орбітами, але більш витягнутими (середній ексцентриситет орбіт у них 0,51), ніж у великих планет, а нахил орбітальних площин до еклептики у них більше, ніж у великих планет (середній кут 9,54) . Основна маса планет обертається навколо Сонця між орбітами Марса та Юпітера, утворюючи так званий пояс астероїдів. Але є й малі планети, орбіти яких розташовуються ближче до Сонця, ніж орбіта Меркурія. Найдальші ж знаходяться за Юпітером і навіть за Сатурном.

Дослідники космосу висловлюють різні міркування про причину великої концентрації астероїдів у порівняно вузькому просторі міжпланетного середовища між орбітами Марса та Юпітера. Однією з найпоширеніших гіпотез походження тіл пояса астероїдів є уявлення про руйнування міфічної планети Фаетон. Сама собою ідея існування планети підтримується багатьма вченими і навіть ніби підкріплена математичними розрахунками. Однак незрозумілою залишається причина руйнування планети. Висловлюються різні припущення. Одні дослідники вважають, що руйнація Фаетона відбулася через його зіткнення з якимось великим тілом. На думку інших, причинами розпаду планети були вибухові в її надрах. В даний час проблема походження тіл астероїдного поясу входить складовим елементом у велику програму досліджень космосу на міжнародному та національних рівнях.

Серед малих планет виділяється своєрідна група тіл, орбіти яких перетинаються з орбітою Землі, отже, є потенційна можливість зіткнення із нею. Планети цієї групи стали називати Apollo object або просто Apollo (Wetherill, 1979). Вперше про існування Apollo стало відомо з 30-х років цього століття. У 1932 р. було виявлено астероїд. Його назвали

Apollo 1932 р. HA. Але він не порушив особливого інтересу, хоча його назва стала номінальною для всіх астероїдів, що перетинають земну орбіту.

У 1937 р. космічне тіло з поперечником приблизно 1 км пройшло 800 тис. км від Землі й у дворазовому відстані від Місяця. Згодом його назвали Гермесом. На сьогоднішній день виявлено 31 таке тіло, і кожне з них отримало власну назву. Розміри їх діаметрів коливаються від 1 до 8 км, а нахил орбітальних площин до екліптики перебувати не більше від 1 до 68. П'ять їх обертаються на орбітах між Землею і Марсом, інші 26 - між Марсом і Юпітером (Wetherill, 1979). Вважають, що з 40 тис. малих планет астероїдного пояса з діаметром більше 1 км може виявитися кілька сотень Apollo. Тому зіткнення таких небесних тіл із Землею цілком імовірне, але через тривалі інтервали часу.

Можна вважати, що раз на сторіччя одне з таких космічних тіл може пройти поблизу Землі на відстані менше, ніж від нас до Місяця, а раз за 250 тис. років може статися його зіткнення з нашою планетою. Удар такого тіла виділяє енергію рівну 10 тис. водневих бомб кожна потужністю 10 Мт. У цьому повинен утворитися кратер діаметром близько 20 км. Але такі випадки рідкісні та за людську історію невідомі. Гермес відноситься до астероїдів III класу, а багато таких тіл і більшого розміру - II і I класів. Удар при зіткненні їх із Землею, природно, буде ще більшим.

Коли в 1781 р. був відкритий Уран його середня геліоцентриче відстань виявилася відповідним правилу Тіціуса - Боде, то з 1789 р. почалися пошуки планети, яка, згідно з цим правилом, повинна була знаходитися між орбітами Марса і Юпітера, на середній відстані а = 2, 8 а. від сонця. Але розрізнені огляди неба не давали успіху, і тому 21 вересня 1800 р. кілька німецьких астрономів на чолі з К. Цахом вирішили організувати колективні пошуки. Вони розділили весь пошук зодіакальних сузір'їв на 24 ділянки та розподілили між собою для ретельних досліджень. Але не встигли вони надійти до систематичних розшуків, як 1 січня 1871р. італійський астроном Дж. Піації (1746-1826) виявив у телескоп зіркоподібний об'єкт сьомої зіркової величини, що повільно переміщався сузір'ям Тельця. Обчислена К. Гаусом (1777-1855) орбіта об'єкта виявилася планетою, що відповідає правилу Тіціуса-Боде: велика піввісь а = 2,77 а. та ексцентриситет е=0,080. Знов відкриту планету Піації назвав Церерою.

28 березня 1802 р. німецький лікар і астроном В.Ольберс (1758-1840) виявив поблизу Церери ще одну планету (8m), названу Палладою (а=2,77 а.е., е=0,235). 2-го вересня 1804 р. було відкрито третю планету, Юнона (а=2,67 а.е.), а 29 березня 1807 р.- 4, Веста (а=2,36 а.е.). Всі знову відкриті планети мали зіркоподібний вигляд, без дисків, що свідчить про їх невеликі геометричні розміри. Тому ці небесні тіла назвали малими планетами або, на пропозицію В. Гершеля, астероїдами (від грец. «Астр» - зоряний і «єїдос»-вид).

До 1891 візуальними методами було виявлено близько 320 астероїдів. Наприкінці 1891 р. німецький астроном М. Вольф (1863-1932) запропонував фотографічний метод пошуків: при 2-3-годинної експозиції зображення зірок на фотопластинці виходили точкові, а слід астероїда, що рухається, - у вигляді невеликої рисочки. Фотографічні методи призвели до різкого збільшення відкриттів астероїдів. Особливо інтенсивні дослідження малих планет проводяться зараз в Інституті теоретичної астрономії (Петербурзі) і в Кримській астрофізичній обсерваторії Академії наук Росії.

Астероїдам, орбіти яких надійно визначені, надають ім'я та порядковий номер. Таких астероїдів зараз відомо понад 3500, але у Сонячній системі значно більше.

Зі зазначеної кількості відомих астероїдів астрономи Кримської астрофізичної обсерваторії відкрили близько 550, увічнивши в їх назвах імена відомих людей.

Переважна більшість (до 98%) відомих астероїдів рухається між орбітами Марса та Юпітера, на середніх відстанях від Сонця від 2,06 до 4,30 а. (Періоди звернення від 2,96 до 8,92 року). Однак зустрічаються астероїди з унікальними орбітами, і їм надаються чоловічі імена, як правило, з грецької міфології.

Перші три з цих малих планет рухаються поза поясом астероїдів, причому в перигелії Ікар підходить до Сонця вдвічі ближче Меркурія, а Гермес і Адоніс - ближче Венери. Вони можуть зближуватися із Землейною відстані від 6 млн. до 23 млн. км, а Гермес в 1937 р. пройшов поблизу Землі навіть з відривом 580 тис. км, тобто. всього лише в півтора рази далі за Місяць. Гідальго в афелії йде за орбіту Сатурна. Але Гідальго не є винятком. Останніми роками відкрито близько 10 астероїдів, перигелії яких розташовані поблизу орбіт планет земної групи, а афелії - поблизу орбіт Юпітера. Такі орбіти характерні комет сімейства Юпітера і вказують на можливе загальне походження астероїдів і комет.

У 1977 р. виявлено унікальний астероїд, який обертається навколо Сонця по орбіті з великою піввіссю а = 13,70 а. і ексцентриситетом е=0,38, отже у перигелії (q=8,49 а.е.) він заходить усередину орбіти Сатурна, а афелії (Q=18,91 а.е.) наближається до орбіті Урана. Він названий Хірон. Очевидно, існують інші подібні далекі астероїди, пошуки яких тривають.

Блиск більшості відомих астероїдів під час протистояння від 7 m до 16 m, але є й слабші об'єкти. Найяскравішим (до 6 м) є Веста.

Поперечники астероїдів обчислюються за їх блиском і відбивною здатністю у візуальних та інфрачервоних променях. Виявилося, що великих астероїдів не так багато. Найбільші - це Церера (діаметр 1000 км), Паллада (610 км), Веста (540 км) і Гігія (450 км). Тільки в 14 астероїдів діаметри понад 250 км, а в інших менше, аж до 0,7 км. У тіл таких малих розмірів не може бути сфероїдальної форми, і всі астероїди (крім, можливо, найбільших) є безформними брилами.

Маси астероїдів дуже різні: найбільшої, близької до 1,5 . 10 21 кг (тобто в 4 тис. разів менше маси землі), має Церера. Сумарна маса всіх астероїдів вбирається у 0,001 маси Землі. Звичайно, всі ці небесні тіла не мають атмосфери. У багатьох астероїдів щодо регулярної зміни їх блиску виявлено осьове обертання.

Зокрема, період обертання Церери дорівнює 9,1 год, а Палади – 7,9 год.

Найшвидше обертається Ікар, за 2 год 16 м.

Вивчення відбивної здатності багатьох астероїдів дозволило об'єднати їх у три основні групи: темні, світлі та металеві. Поверхня темних астероїдів відображає лише до 5% падаючого на неї сонячного світла і складається з речовин, подібними до чорних базальтових і вуглистих пород. Ці астероїди часто називають кутистими. Світлі астероїди відбивають від 10% до 25% сонячного світла, що ріднить їхню поверхню з кремнієвими сполуками – це кам'яні астероїди. Металеві астероїди (їх абсолютна меншість) теж світлі, але за своїми відбивними властивостями їхня поверхня схожа на залізонікелеві сплави. Такий підрозділ астероїдів підтверджується і хімічним складом метеоритів, що випадають на Землю. Незначна кількість вивчених астероїдів не відноситься до жодної з трьох основних груп.

Показово, що у спектрах кутистих астероїдів виявлено смугу поглинання води ( = 3мкм). Зокрема, поверхня астероїда Церери складається з мінералів, схожих на земні глини, що містять близько 10% води.

При невеликих розмірах і масах астероїдів тиск у їх надрах невеликий: навіть у найбільших астероїдів він не перевищує 7 10 5

8 10 5 Гпа (700 - 800 атм) і може викликати розігріву їх твердих холодних надр. Лише поверхню астероїдів дуже слабко нагрівається далеким від них Сонцем, але ця незначна енергія випромінюється в міжпланетний простір. Обчислена за законами фізики температура поверхні переважної більшості астероїдів виявилася близькою до 150 - 170 К (-120...-100 С).

І лише в небагатьох астероїдів, які проходять поблизу Сонця, поверхня у такі періоди сильно нагрівається. Так, температура поверхні Ікара підвищується майже до 1000 К (+730 С), а при віддаленні від Сонця знову різко знижується.

Орбіти інших астероїдів схильні до значних обурень від гравітаційного впливу великих планет, головним чином Юпітера. Особливо сильні обурення відчувають невеликі астероїди, що призводить до зіткнень цих тіл та їх подрібненню на шпильки найрізноманітніших розмірів - б від сотень метрів у поперечнику до порошин.

Нині фізична природа астероїдів вивчається, оскільки у ній можна простежити еволюцію (розвиток) речовини, з якого сформувалася Сонячна система.

Метеорити

У навколоземному космічному просторі рухаються різні метеороїди (космічні уламки великих астероїдів і комет). Їхні швидкості лежать у діапазоні від 11 до 72 км/с. Часто буває так, що шляхи їхнього руху перетинаються з орбітою Землі і вони залітають у її атмосферу.

Метеорити – кам'яні чи залізні тіла, що падають на Землю з міжпланетного простору. Падіння метеоритів на Землю супроводжується звуковим, світловим та механічним явищем. По небу проноситься яскрава вогненна куля звана болідом, що супроводжується хвостом і іскрами, що розлітаються. Після того як болід зникає, через кілька секунд лунають схожі на вибухи удари, які називають ударними хвилями, які іноді викликають значний струс ґрунту та будівель.

Явлення вторгнення космічних тіл в атмосферу мають три основні стадії:

1. Політ у розрідженій атмосфері (до висот близько 80 км), де взаємодія молекул повітря має карпускулярний характер. Частинки повітря стикаються з тілом, прилипають до нього або відбиваються і передають йому частину своєї енергії. Тіло нагрівається від безперервного бомбардування молекулами повітря, але не зазнає помітного опору, і його швидкість залишається майже незмінною. На цій стадії, однак, зовнішня частина космічного тіла нагрівається до тисячі градусів та вище. Тут характерним параметром завдання є відношення довжини вільного пробігу до розміру тіла L, яке називається числом Кнудсена Kn. В аеродинаміці прийнято враховувати молекулярний підхід до опору повітря за K n >0.1.

2. Політ в атмосфері в режимі безперервного обтікання тіла потоком повітря, тобто коли повітря вважається суцільним середовищем, і атомно-молекулярний характер його складу явно не враховується. На цій стадії перед тілом виникає головна ударна хвиля, за якою різко підвищується тиск та температура. Саме тіло нагрівається за рахунок конвективної теплопередачі, а також за рахунок радіаційного нагрівання. Температура може сягати кількох десятків тисяч градусів, а тиск до сотень атмосфер. При різкому гальмуванні з'являються значні навантаження. Виникають деформації тіл, оплавлення та випаровування їх поверхонь, винесення маси повітряним потоком, що набігає (абляція).

3. При наближенні до Землі щільність повітря зростає, опір тіла збільшується, і воно або практично зупиняється на будь-якій висоті, або продовжує шлях до прямого зіткнення із Землею. У цьому часто великі тіла поділяються кілька частин, кожна з яких падає окремо Землю. При сильному гальмуванні космічної маси над Землею ударні хвилі, що супроводжують його, продовжують свій рух до поверхні Землі, відбиваються від неї і роблять обурення нижніх шарів атмосфери, а так само земної поверхні.

Процес падіння кожного метеороїду індивідуальний. Немає можливості в короткому оповіданні описати всі можливі особливості цього процесу.

"Знайдених" метеоритів значно більше, ніж "упалих". Часто їх знаходять туристи чи селяни, які працюють у полі. Оскільки метеорити мають темний колір і легко помітні на снігу, прекрасним місцем для їхнього пошуку є крижані поля Антарктики, де вже знайдені тисячі метеоритів. Вперше метеорит в Антарктиці виявила 1969 року група японських геологів, які вивчали льодовики. Вони знайшли 9 фрагментів, що лежали поряд, але відносяться до чотирьох різних типів метеоритів. Виявилося, що метеорити, що впали на лід у різних місцях, збираються там, де льодовикові поля, що рухаються зі швидкістю кілька метрів на рік, зупиняються, упираючись у гірські хребти. Вітер руйнує і висушує верхні шари льоду (відбувається його сухе сублімація - абляція), і метеорити концентруються на поверхні льодовика. Такі льоди мають блакитний колір і легко помітні з повітря, чим і користуються вчені щодо місць, перспективних для збору метеоритів.

Важливе падіння метеорита відбулося 1969 року в Чіуауа (Мексика). Перший з безлічі великих уламків був знайдений поблизу будинку в селі Пуебліто де Альєнде, і, за традицією, всі знайдені фрагменти цього метеорита були об'єднані під ім'ям Альєнде. Падіння метеорита Альєнде збіглося з початком місячної програми «Аполлон» і дало вченим можливість відпрацювати методи аналізу позаземних зразків. В останні роки встановлено, що деякі метеорити, що містять білі уламки, впроваджені в темнішу материнську породу, є місячними фрагментами.

Метеорит Альєнде належить до хондритів – важливої ​​підгрупи кам'яних метеоритів. Їх називають так, тому що вони містять хондри (від грец. chondros, зернятко) - найдавніші сферичні частинки, що сконденсувалися в протопланетній туманності і потім увійшли до складу пізніших порід. Подібні метеорити дозволяють оцінювати вік Сонячної системи та її вихідний склад. Багаті кальцієм і алюмінієм включення метеорита Альєнде, що першими сконденсувалися через свою високу температуру кипіння, мають виміряний за радіоактивним розпадом вік 4,559  0,004 млрд. років. Це найточніша оцінка віку Сонячної системи. До того ж, усі метеорити несуть у собі «історичні записи», викликані тривалим впливом на них галактичних космічних променів, сонячного випромінювання та сонячного вітру. Вивчивши ушкодження, завдані космічними променями, можна сказати, як довго метеорит перебував на орбіті до того, як потрапив під захист земної атмосфери.

Прямий зв'язок між метеоритами та Сонцем випливає з того факту, що елементний склад найстаріших метеоритів – хондритів – точно повторює склад сонячної фотосфери. Єдині елементи, зміст яких різниться, – це летючі, такі, як водень і гелій, рясно випаровувалися з метеоритів під час їх остигання, і навіть літій, частково «згорілий» на Сонце у ядерних реакціях. Поняття "сонячний склад" і "хондритний склад" використовують як рівнозначні при описі згаданого вище "рецепту сонячної речовини". Кам'яні метеорити, склад яких відрізняється від сонячного, називають ахондрити.

Дрібні уламки.

Колосонячний простір заповнений дрібними частинками, джерелами яких служать ядра комет, що руйнуються, і зіткнення тіл, в основному, в поясі астероїдів. Найдрібніші частинки поступово наближаються до Сонця внаслідок ефекту Пойнтінга – Робертсона (він у тому, що тиск сонячного світла на рухому частинку спрямовано не точно лінії Сонце – частка, а результаті аберації світла відхилено тому й тому гальмує рух частки). Падіння дрібних частинок на Сонце компенсується їх постійним відтворенням, так що в площині екліптики завжди існує скупчення пилу, що розсіює сонячні промені. У темніші ночі воно помітне у вигляді зодіакального світла, що тягнеться широкою смугою вздовж екліптики на заході після заходу Сонця і на сході перед його сходом. Поблизу Сонця зодіакальне світло перетворюється на хибну корону ( F-корона, від false – хибний), яка видно лише за повного затемнення. Зі зростанням кутової відстані від Сонця яскравість зодіакального світла швидко падає, але в антисонячній точці екліптики вона знову посилюється, утворюючи протисвіт; це викликано тим, що дрібні пилові частки інтенсивно відбивають світло назад.

Іноді метеороїди потрапляють у атмосферу Землі. Швидкість їх руху така велика (в середньому 40 км/с), що майже всі вони, крім найдрібніших і найбільших, згоряють на висоті близько 110 км, залишаючи довгі хвости, що світяться - метеори, або падаючі зірки. Багато метеороїдів пов'язані з орбітами окремих комет, тому метеори спостерігаються частіше, коли Земля у певний час року проходить поблизу таких орбіт. Наприклад, щорічно в районі 12 серпня спостерігається безліч метеорів, оскільки Земля перетинає потік Персеїди, пов'язаний з частинками, втраченими кометою 1862 р. III. Інший потік – Оріоніди – в районі 20 жовтня пов'язаний із пилом від комети Галлея.

Частинки розміром менше 30 мкм можуть загальмуватись в атмосфері та впасти на землю, не згорівши; такі мікрометеорити збирають для лабораторного аналізу. Якщо частинки розміром кілька сантиметрів і більше складаються з досить щільного речовини, всі вони також згоряють цілком і випадають поверхню Землі як метеоритів. Більше 90% їх кам'яні; відрізнити їхню відмінність від земних порід може лише фахівець. 10% метеоритів, що залишилися, залізні (насправді вони складаються зі сплаву заліза і нікелю).

Метеорити вважаються осколками астероїдів. Залізні метеорити колись були у складі ядер цих тіл, зруйнованих суударениями. Можливо, деякі пухкі та багаті на леткі речовини метеорити походять від комет, але це малоймовірно; швидше за все, великі частинки комет згоряють у атмосфері, а зберігаються лише дрібні. Враховуючи, як важко досягти Землі кометам та астероїдам, ясно, наскільки корисним є вивчення метеоритів, які самостійно «прибули» на нашу планету з глибин Сонячної системи.

Комети

Комети є найефективнішими небесними тілами у Сонячній системі. Комети - це своєрідні космічні айсберги, що складаються із заморожених газів, складного хімічного складу, водяного льоду та тугоплавкої мінеральної речовини у вигляді пилу та більших фрагментів.

Хоча комети подібно до астероїдів рухаються навколо Сонця по конічних кривих, зовні вони разюче відрізняються від астероїдів. Якщо астероїди світять відбитим сонячним світлом і в полі зору телескопа нагадують слабкі зірочки, що повільно рухаються, то комети інтенсивно розсіюють сонячне світло в деяких найбільш характерних для комет ділянках спектру, і тому багато комет видно неозброєним оком, хоча діаметри їх ядер рідко перевищують 1 - 5 .

Комети цікавлять багатьох вчених: астрономів, фізиків, хіміків, біологів, газодинаміків, істориків та ін. І це природно. Адже комети підказали вченим, що у міжпланетному просторі дме сонячний вітер; Можливо, комети є "винуватцями" виникнення життя на Землі, тому що могли занести в атмосферу Землі складні органічні сполуки. Крім того, комети, мабуть, несуть цінну інформацію про початкові стадії протопланетної хмари, з якої утворилися також Сонце і планети.

При першому знайомстві з яскравою кометою може здатися, що хвіст – найголовніша частина комети. Але якщо в етимології слова "комета" хвіст став головною причиною для подібного найменування, то з фізичного погляду хвіст є вторинним утворенням, що розвинулося з досить крихітного ядра, найголовнішої частини комети як фізичного об'єкта. Ядра комет - першопричина всього решти комплексу кометних явищ, які досі все ще не доступні телескопічним спостереженням, так як вони вуалюються навколишньої матерії, що світиться, безперервно витікає з ядер. Застосовуючи великі збільшення, можна заглянути в більш глибокі шари газо-пилової оболонки, що світиться навколо ядра, але і те, що залишається, буде за своїми розмірами все ще значно перевищувати справжні розміри ядра. Центральне згущення, яке видно в дифузній атмосфері комети візуально і на фотографіях, називається фотометричним ядром. Вважається, що у центрі його знаходиться власне ядро ​​комети, тобто. розташовується центр мас комети.

Туманна атмосфера, що оточує фотометричне ядро ​​і поступово сходить нанівець, зливаючись із фоном неба, називається комою. Кома разом із ядром складають голову комети. Вдалині від Сонця голова виглядає симетричною, але з наближенням до Сонця вона поступово стає овальною, потім голова подовжується ще сильніше, і в протилежному від Сонця стороні з неї розвивається хвіст.

Отже, ядро ​​– найголовніша частина комети. Однак, досі немає одностайної думки, що вона є насправді. Ще за часів Бесселя і Лапласа існувало уявлення про ядру комети як про тверде тіло, що складається з речовин, що легко випаровуються типу льоду або снігу, що швидко переходять у газову фазу під дією сонячного тепла. Ця крижана класична модель кометного ядра була суттєво доповнена та розроблена останнім часом. Найбільшим визнанням серед дослідників комет користується розроблена Уіплом модель ядра - конгломерату з тугоплавких кам'янистих частинок та замороженої летючої компоненти (СН4, СО2, Н2О та ін.). У такому ядрі крижані шари із заморожених газів чергуються з пиловими шарами. У міру прогрівання сонячним теплом гази типу "сухого льоду", що випаровується, прориваються назовні, захоплюючи за собою хмари пилу. Це дозволяє, наприклад, пояснити утворення газових та пилових хвостів у комет, а також здатність невеликих ядер комет до активного газовиділення.

Голови комет під час руху комет по орбіті набувають різноманітних форм. Вдалині від СОНЦЯ голови комет круглі, що пояснюється слабким впливом сонячних випромінювань на частинки голови, і її обриси визначаються ізотропним розширенням кометного газу міжпланетний простір. Це безхвості комети, що на вигляд нагадують кульові зоряні скупчення. Наближаючись до Сонця, голова комети набуває форми параболи або ланцюгової лінії. Параболічна форма голови пояснюється "фонтанним" механізмом. Утворення голів у формі ланцюгової лінії пов'язане з плазмовою природою кометної атмосфери і впливом на неї сонячного вітру і з магнітним полем, що переноситься ним.