астероиды
Солнечная система состоит не только из планет и спутников. Она также содержит множество тел меньшего размера, астероиды и кометы, а также мелкие частицы, называемые метеоритами.
Их отличия состоят не в размере, а расстоянии до Солнца и составе. Астероиды находятся на орбите Юпитера и состоят из камней, тогда как кометы, как правило, находятся гораздо дальше и состоят из льда и пыли.
В 1801 году сицилийский астроном Гуизеппе Пьяцци обнаружил неизвестную звезду, которая движется в небе и поэтому должна быть частью солнечной системы. Было быстро установлено, что это тело, теперь известное как Церера,
вращается на расстоянии примерно 2,8 астрономических единиц от Солнца или 410 миллионов километров, между Марсом и Юпитером.
За этим открытием вскоре последовали другие: Паллас в 1802 году, Юнона в 1804 году и Веста в 1807. Со второй половины 19-го века число наблюдений небесных тел такого типа очень быстро увеличивалось. Сейчас известны уже тысячи подобных небесных тел и ученые-планетологи считают, что всего их 100 000 -достаточно ярких небесных тел, которые можно увидеть с Земли.
В подавляющем большинстве случаев орбита астероидов находится между орбитами Марса и Юпитера, точнее между 2 и 3,5 астрономическими единицами, в так называемом поясе астероидов.
Размер этих объектов варьируется от нескольких сотен километров для некоторых редких экземпляров, таких как Церера, и до величины порядка метра (ниже этого порога мы будем говорить скорее о метеорите). Они представляют собой тела неправильной формы, состоящие из камней и металлов, подобные земным планетам.
Происхождение астероидов: резонанс
Первой гипотезой о происхождении астероидов был взрыв планеты, расположенной между Марсом и Юпитером, остаткоми которой стали эти маленькие тела. Эта идея, однако, была отвергнута, потому что общая масса астероидов могла бы восстановить только очень маленькую планету, диаметр которой почти вдвое меньше диаметра Луны.
Сегодня планетологи считают, что астероиды - это тела, которые не смогли агломерировать, чтобы сформировать планету из-за влияния Юпитера.
Одним из признаков в пользу этой теории является наличие дырок в орбитальном распределении пояса астероидов. Действительно, орбиты, в которых период обращения был бы равен простой доле Юпитера, например, половина или треть, пустые.
Представьте себе, например, тело, вращающееся вокруг Солнца с полупериодом Юпитера. Всякий раз, когда планета совершает два оборота, она оказывается между Солнцем и Юпитером в совершенно идентичной конфигурации. Поэтому гравитационное притяжение планеты-гиганта будет действовать с той же силой, особенно в том же направлении.
Именно это повторение и накопление совершенно одинаковых эффектов оказывает существенное влияние на объект: изменение траектории и периода вращения.
Такое явление может иметь место только в том случае, если происходит регулярное накопление идентичной силы в течение очень длительного времени, если период объекта и периода Юпитера находится в простом соотношении, например, в половине. Именно это явление, называемое резонансом, объясняет дыры в текущем распределении орбит астероидов.
Это явление резонанса, вероятно, является причиной отсутствия пятой теллурической планеты между Марсом и Юпитером. Действительно, планеты образовались 4,6 миллиарда лет назад в результате скопления пыли в небольших телах, называемых планетезималами, которые сами перегруппировались в массивные тела.
На уровне будущего пояса астероидов большая часть планетезималей резонировала с Юпитером, самой массивной планетой в Солнечной системе и в конечном итоге была изгнана из этой области. Это объясняет, что пятой теллурической планеты не существует, а есть только множество небольших тел, общая масса которых относительно мала.
Астероиды из пояса
В то время как подавляющее большинство астероидов обитает в поясе между Марсом и Юпитером, есть и некоторые заметные исключения. В частности они появляются в пределах орбиты Марса (группа астероидов Амора) или Земли (группа Аполлона). Некоторые постоянно находятся на орбите Земли (группа Атона).
Напротив, есть астероиды, которые могут находиться большую часть времени
за пределами Сатурна, например такие как Хирон. Есть также астероиды, называемые троянскими планетами, которые следуют по той же орбите, что и Юпитер, но отклоняясь на 60 градусов от планеты (в точках Лагранжа). Наблюдалось около пятидесяти троянских планет, но, вероятно, их гораздо больше.
Метеорит
В дополнение к астероидам, Солнечная система наполнена бесчисленными телами меньшего размера, диаметром менее одного метра, называемыми метеоритами.
Учитывая их небольшой размер, эти тела совершенно невидимы с Земли. Их существование подтверждаеся только тогда, когда один из них входит в атмосферу Земли, нагревается из-за трения с ней на высоте в сто километров и в конечном итоге исчезает.
Это явление порождает светящийся след, называемый метеором или падающей звездой, по сути это одно из достопримечательностей ночного неба.
Метеоритные кратеры
Когда метеорит не полностью поглощается при его прохождении в атмосфере, его остаток, называемый метеоритом, может достичь поверхности Земли. Когда этот остаток большой, что, к счастью, бывает редко, он оказывает очень сильное воздействие на поверхность Земли, что приводит к образованию кратера.
Несмотря на то, что метеоритные кратеры очень многочисленны на звездах, таких как Меркурий или Луна, они очень редки на Земле из-за эрозии и тектоники плит .
Наиболее известным примером является, вероятно, метеоритный кратер Баррингер в Аризоне, диаметр которого превышает километр и который был образован около 49 000 лет назад метеоритом диаметром около пятидесяти метров.
Происхождение метеоритов
Большинство метеоритов состоят из осколков астероидов или комет, но некоторые имеют более удивительное происхождение.
Обнаружены метеориты с составом, идентичным камням, привезенным с Луны, которые, вероятно, происходят от нашего спутника.
Еще более удивительно, что дюжина метеоритов, обнаруженных в Антарктиде, имеет химический состав, подобный тому, который планетологи ожидают найти в марсианских скалах, и содержит следы газов из атмосферы красной планеты. Это, вероятно, марсианские породы, выброшенные 180 миллионов лет назад во время огромного извержения вулкана.
Состав метеоритов
Большинство метеорных тел состоят из горных пород, некоторые из которых состоят из железа или, реже, смеси обоих. Они обычно сталкиваются друг с другом,от столкновения и слияния изменяется их структура и химический состав.
Однако некоторые редкие метеориты, обнаруженные на поверхности Земли, называемые углеродистыми хондритами, не показывают никаких следов какой-либо модификации. Наиболее известным примером является метеороид Альенде, который взорвался над Мексикой в 1969 году и разбросал около 5 тонн камней на несколько сотен квадратных километров. Этот тип метеорита представляет собой очень ценный источник информации о составе солнечной системы во время ее формирования.