I . Астероид, которого нас приучили бояться.
Мне не нужно иметь экстрасенсорных способностей или обладать навыками телепатии, чтобы угадать следующий занятный факт: 20 лет тому назад [особенно если вы из поколения, что увидело свет в 90-х] на слуху была такая байка, что скоро на Землю упадет астероид размером с "ваш город" [а размеры городов бывают у каждого свои] и наступит конец света. Особенную популярность данное "пророчество" имело на рубеже тысячелетий [1999-2000], и всё это под своеобразный "соус" - голливудский блокбастер "Армагеддон", сюжет которого заключался в спасении всего человечества, на тот момент еще молодым, Брюсом Уиллисом от астероида колоссальных размеров. При первом просмотре по телевизору я остался под столь же колоссальным впечатлением и пополнил копилку детских страхов. Возможно прямо сейчас я запустил процесс путешествия в прошлое на 20 лет по вашей памяти. И это хорошо, так новая информация и интересные факты, что последуют далее, будет восприниматься вами куда проще [или серьёзнее], ведь она имеет связь с чем-то, о чем вы всегда слышали и говорили, но знали об этом практически "ничего".
Для начала давайте сразу проясним один вопрос: в чем, собственно, заключается опасность астероидов? Что ж, на самом деле для многочисленных жертв достаточно падения "камня" диаметром всего 50 метров, а столкновение с объектом, диметр которого больше 30 километров, полностью уничтожит всю цивилизацию. Резонным будет вопрос: "Но как?" , ведь Земля куда больше, чем любой астероид. Итак, представьте, что вы - астероид. Орбита, по которой вы движетесь вокруг Солнца случайно совпала с орбитой той же Земли. Ваша скорость приблизительно равна 20 км/с [для осознания этой скорости представьте, что за секунду вы могли бы добраться на другой конец среднестатистического областного центра], и при диаметре в 100 метров после прохождения атмосферы вы сталкиваетесь с телом, которое больше вас в сотни и сотни тысяч раз. Вся кинетическая энергия движения за доли секунды перейдет обратно в вас [тело] и происходит импактное событие - вы взрываетесь, при этом не имея при себе и доли грамма взрывчатого вещества. И взрыв будет достаточно мощным, чтобы оставить кратер с диаметром в 2 километра. Именно поэтому кратеры всегда "круглые", не смотря на то, что астероид может падать под углом и по касательной. Происходит взрыв, а не падение в привычном нам понимании. По тому же принципу брошенный под любым углом в стену [при должном усилии] "снежок" так же взорвется при соприкосновении с данной стеной, оставив "горку" в центре.
Следующим шагом предлагаю осознать, что же такое астероид на самом деле и откуда они берутся. Сам термин "астероид" был введён в оборот Уильямом Гершелем, потому что данные наблюдаемые им объекты были очень похожи на точки от звёзд [астер - звезда, оид - вид, качество], но при этом они находились в Солнечной системе и двигались крайне быстро для обычной звезды. Начиная с 1789 года группа астрономов под руководительством Франца Ксавера решила обследовать область Солнечной системы между орбитами Марса и Юпитера на предмет новых планет. С 1801 по 1807 года были открыты 4 крупных астероида: Церера, Паллада, Юнона и Веста. Церера была переквалифицирована в группу Карликовых планет в 2006 году, куда так же помещен Плутон [о карликовых планетах и Церере в частности будет рассказано во второй главе]. Затем были трудные времена, ведь за 8 лет постоянных наблюдений астрономы ничего не нашли и решили, что искать больше нечего. Но человеческий разум трудно угомонить, и в 1830 году поиски были возобновлены и уже через 15 лет был открыт новый объект - Астрея. Различные наблюдатели космоса того времени использовали различные методы наблюдения, в том числе астрофотографию. Во время максимального использования выдержки астероиды оставляли тонкую белую линию на получившихся фотографиях, а далее телескоп в руки - и наблюдай. На сегодняшний день предполагается существование от 1,1 до 1,9 миллионов объектов с размером более одного километра, которые образуют пояс астероидов. Большая часть таких объектов имеет неправильную форму [неправильной является форма, не имеющая формы шара или эллипса], каждый из них находится в движении и при сближении с подобным себе объектом разрушается под действием приливных сил, или же взрывается от столкновения. Астероиды разделяют по спектральным классам: класс С - углеродные, их количество равно 75% от общей массы, класс S - силикатные, которых всего 17% и класс М - металлические, и их большинство из оставшихся [ позднее классификацию расширили на 11 классов, которые указывают на отражаемую способность, поглощение спектра, наличие минералов, воды и пр ]. Всего человечеству известно о 739 062 объектах [данные за 2017 год] и только у 496 915 точно определены орбиты и им присвоен номер. Из них только 19 000 имеют своё наименование.
Общая масса астероидов, которые и формируют данный пояс составляет всего 4% от массы Луны, причем 51% этой массы, которая в числах выглядит следующим образом - 3,0—3,6⋅10 в степени 21 килограмм, - приходится на карликовую планету Цереру и 3 самых крупных астероида - Веста, Паллада и Гигея. Всегда было интересно, что могло предшествовать созданию такого уникального района в Солнечной системе, как пояс астероидов. И если описывать этот крайне сложный процесс простыми словами и вкратце, то получится следующее: в моменты первых миллионов лет после того, как Солнце запустило термоядерный синтез в своих недрах, и посредством солнечного ветра отделила от себя гигантский прото-планетарный диск из пыли, газа и вещества, запустился процесс формирования планет. Изначально, по смоделированным расчетам, в той зоне, где сейчас находится пояс астероидов, "материала" было крайне много и хватило бы на еще одну планету, размером с Землю. Но молодой Юпитер, быстро наращивающий свою массу, начал свое "отстранение" от внутренней части Солнечной системы и вызвал массу возмущений, разгоняя отдельные планетезимале [эмбрион планеты], которые имели диаметры от 500 до 1000 км. Из-за высокой скорости случались частые столкновения, приводившие к разрушению на более мелкие части. Громадная масса вещества была гравитационно вышвырнута на задворки, где сейчас находится облако Оорта [дом для комет] и даже за его пределы. Оказавшись на своей орбите, Юпитер продолжал вызывать подобные возмущения, мешая формированию многих крупных объектов. После образования планет Земного типа вещество потеряло целостность, а с ней и температуру, что привело к слиянию и заключению вещества в отдельных "булыжниках", которые вынуждены вращаться вокруг Солнца. И кстати, именно астероиды являются одной из причин появления воды на нашей планете [а еще кометы]. Изначально, три миллиарда лет назад Земля была раскалена настолько, что ни о какой воде и речи быть не могло. Она просто испарялась в космос, даже из недр [я бы сказал "тем более.."]. А откуда взяться воде там, где её уже давно нет? Правильно, из пояса астероидов. На многих астероидах обнаружен водяной лёд, содержащий углеводороды и молекулы - предшественники жизни, что приводит к созданию таких научных миссий, как OSIRIS-RЕx, который уже забрал образцы грунта с астероида Бенну и вернётся на Землю к 2023 году. Ещё один занятный факт заключается в том, что у астероида может быть свой спутник - другой астероид. Но природа возникновения подобного рода гравитационной связи - барицентра - пока не ясна до конца. Одна из самых адекватных гипотез предполагает, что "спутниками" становятся обломки от небольшого астероида, который столкнулся с более крупным. И такие системы могут насчитывать намного больше, чем 2 объекта.
Данное видео снято в симуляторе Space Engine для визуализации полученной информации и создания атмосферы.
Итак, подведем итоги. Астероиды - это объекты неправильной формы, которые имеют диаметр от 30 метров до 900 км [такой астероид известен нам пока в единственном экземпляре]. Большинство из них расположены в главном поясе астероидов - пространство в Солнечной системе, начало которого [внутренняя часть] находится на расстоянии 2.2 астрономические единицы, или немногим более 300 млн. км, а "конец" [внешняя часть] - 3.2 а.е. или немногим более 450 млн. км. Юпитер с одной стороны нас и защищает от бомбардировки, но отчасти он является и причиной захвата и разгона нескольких групп астероидов: Троянцы, Греки и Хильды. Первые два представляют наибольшую угрозу для Земли, т.к проходят через его орбиту. В эти моменты за счёт гравитации Юпитер меняет их орбиту, или попросту выбрасывает в сторону Солнца. В нашу сторону. Но спешу вас успокоить, ведь современная система обнаружения астероидов способна распознать опасный [тот, чья орбита тем или иным образом пересекается или близка к этому, и размеры которого способны нанести огромный ущерб всему живому] астероид диаметром 50 метров на расстоянии 1 а.е - 150 млн. км, то есть примерно за месяц до сближения. Учёные так же разрабатывают специальную миссию, задачей которой является путем столкновения "подвинуть" астероид. К сожалению, не атомный взрыв из Армагеддона способен нас спасти от столкновения, а именно изменение орбиты. При таких колоссальных космических расстояниях потребуется изменение угла на несколько градусов, чтобы астероид отклонился от Земли на достаточное расстояние, преодолев те же 150 млн. км. И единственная мысль, которую должны распространять между собой об астероидах, заключена в том, чтобы не "кричать на каждом углу" об очередном армагеддоне, и убеждать новые поколения в создании и развитии всё более новейших систем обнаружения и предотвращения подобных сценариев, которые уже не раз устраивали тотальную зачистку жизни на нашей планете. Многие этого не понимают из-за своей излишней приземлённости, но самые страшные и, главное, внезапные угрозы находятся не на Земле, а в космосе. Их почти не видно без должного оборудования, а самые новейшие открытия делаются в момент, когда подобный объект находится относительно недалеко от нас, на расстоянии в 1.5 млн. км. Учитывая простейшую математику можно узнать, что такому астероиду, скорость которого равна 20км/с потребуется всего около 21 часа, чтобы образовать километровый кратер и, возможно, даже унести жизни многих людей.
Спасибо, если ты дочитал до конца. Ставь лайк, если было достаточно информативно, а так же делись с друзьями и подписывайся на канал. Вторая часть публикации скоро будет оформлена в Instagram'е: @astrophysicsinhurry . Там ты тоже можешь оформить подписку.
Я желаю вам добра и удачи на Земле и во Вселенной.