Пояс астероидов между Марсом и Юпитером.

Общие сведения
Щели Кирквуда
Изучение пояса астероидов между Марсом и Юпитером
Наблюдения за объектами пояса астероидов

Пояс астероидов - общие сведения.

Пояс астероидов между Марсом и Юпитером, точнее между их орбитами, называется "Главным поясом астероидов" На приведённом ниже рисунке он обозначен белыми точками.

Пояс астероидов между Марсом и Юпитером представляет из себя кольцо крупных и мелких астероидов, которые вращаются вокруг Солнца по своим собственным орбитам. Расстояния между ними довольно велики, за миллиарды лет всё уравновесилось и взаимные столкновения случаются уже редко. Но, всё-же столкновения видимо происходят под действием гравитации Юпитера, иначе эти обломки давно бы соединились в планету.

"Главным" этот пояс астероидов называется по трациции - его начали изучать довольно давно.
Как следует из названия, в Солнечной системе есть ещё один пояс астероидов - Пояс Койпера. На рисунке видны другие группы астероидов - "Троянцы", "Греки" и "Хильды", обозначенные зелёным и оранжевым цветами, но сейчас мы не будем на них останавливаться.

Согласно правилу Тициуса-Боде, на расстоянии около 2,8 а.е. от Солнца должна была находиться планета. Её долго искали и наконец обнаружили Цереру, а затем и Палладу. Увы, это были слишком маленькие планеты...
Затем, там, где расположен Главный пояс астероидов, на орбитах в пределах 2,2-3,6 а.е., были обнаружены более мелкие астероиды. В 19 веке возникло предположение, что это остатки несчастной планеты Фаэтон, погибшей от столкновения с кометой или разорванной гравитацией Юпитера.
Далее, с развитием астрономической аппаратуры стало понятно, что поясе астероидов между Марсом и Юпитером располагаются многие десятки, если не сотни тысяч мелких фрагментов (сейчас открыто уже около 300 тысяч).

Однако, расчёты показали, что воздействия Юпитера всё-же недостаточно для того, чтобы разрушить целую планету.
Зато те же расчёты показали, что его гравитации вполне хватает, чтобы сообщать астероидам достаточно большие орбитальные скорости. Эта избыточная энергия заставляет астероиды сталкиваться на больших скоростях и разрушаться, не давая плавно слипаться друг с другом.

В начале космической эры, были опасения, что космические аппараты могут быть повреждены при пролёте через пояс астероидов.
На деле оказалось, что обломки довольно редко рассеяны по Главному поясу астероидов. Через него пролетело уже около дюжины аппаратов, но пока не было ни одного столкновения с астероидами.

Общая масса всех объектов пояса астероидов составляет всего 4% от массы Луны. Причём, больше половины приходится на четыре крупнейших астероида: на Цереру, Палладу, Весту и Гигею. А, 32% всей массы главного пояса астероидов приходятся на одну только Цереру.
Ниже даны сравнительные размеры первых десяти астероидов на фоне Луны:

В порядке открытия: 1 - Церера, 2 - Паллада, 3 - Юнона, 4 - Веста, 5 - Астрея, 6 - Геба, 7 - Ирис, 8 - Флора, 9 - Метис, 10 - Гигея.

Щели Кирквуда

Орбиты астероидов располагаются в Главном поясе неравномерно. Здесь есть так называемые "щели Кирквуда". Это орбиты, на которых астероиды почти отсутствуют. Механизм образования щелей Кирквуда довольно интересен.

Вращаясь на этих орбитах вокруг Солнца, астероиды Главного пояса попадают в орбитальный резонанс относительно вращения Юпитера вокруг нашего светила. Благодаря этому, Юпитер действует на них своей гравитацией, с одной и той же периодичностью. То есть, Юпитер как бы раскачивает астероиды, искажая их орбиты. Это слабое влияние, но оно накапливается раз от раза. В итоге, астероиды на этих орбитах либо сталкиваются со своими соседями и меняют орбиту, или Юпитер их "выбрасывает" из Солнечной системы вообще. Образуются пустые орбиты, которые и назвали щелями Кирквуда.

Наиболее известные щели Кирквуда находятся на следующих орбитальных радиусах:
2,06 а. е. (резонанс 4:1)
2,5 а. е. (резонанс 3:1)
2,82 а. е. (резонанс 5:2)
2,95 а. е. (резонанс 7:3)
3,27 а. е. (резонанс 2:1)

Области пустых орбит, подобные щелям Кирквуда, есть и в кольцах Сатурна, природа их та же - орбитальный резонанс частиц со спутниками Сатурна. Там они называются щелями Кассини, Гюйгенса и Лапласа.

Изучение пояса астероидов между Марсом и Юпитером

Для исследований именно объектов Главного пояса астероидов пока было отправлено всего три аппарата:
"NEAR Shoemaker" изучал астероиды (433) Эрос и Матильду[23] в 1997 по 2001 годах соответственно.
Японский аппарат "Хаябуса" произвёл посадку на астероид (25143) Итокава и доставил образцы его грунта на Землю 13 июня 2010 г.
Аппарат Dawn ("Рассвет") Изучал Весту в 2011 году, а с 2015 г. он изучает Цереру.

Кроме них, объекты главного пояса астероидов изучались "транзитом" аппаратами, которые были отправлены к более далёким областям Солнечной системы - к Юпитеру, Сатурну и др.

Пояс астероидов - наблюдения за его объектами.

Большинство тел пояса астероидов являются слишком слабыми объектами для наблюдений с Земли в любительские телескопы. Но, на деле не всё так плохо.
Блеск Цереры колеблется примерно от 6,7 до 9,3^m.
Блеск Весты, самой яркой из малых планет, достиг рекордных 5,3^m в 1989 году.
Наибольший блеск Паллады - около 6,5^m
То есть, во время наибольшей яркости, эти астероиды теоретически могут различаться невооружённым глазом как самые слабые звёзды. Естественно, для того чтобы увидеть астероиды своими глазами, без телескопа, небо должно быть идеально чёрным, без засветки от уличных фонарей. Но, проще взять обычный бинокль - в него эти астероиды видны уже уверенно видны как маленькие звёздочки.
Блеск Гигеи не превышает 7,2^m даже при наибольшем сближении с Землёй, что маловато при размерах 520х360 км. - уже нужен телескоп. Виной тому - тёмная поверхность Гигеи.

Остальные тела Главного пояса астероидов радуют высокой яркостью редко - во время Противостояний, когда Земля находится между ними и Солнцем (как и четыре астероида названные выше). Но, и в это время, рассмотреть их можно только в телескоп - это довольно мелкие объекты и видны также - как слабые звёздочки.

Пример тому - этот снимок Цереры, сделанный телескопом Хаббл:

Как ни глазаст этот аппарат, но это - всё, на что он оказался способен.

Как я уже писал выше, проще всего увидеть желаемый астероид когда он находится в противостоянии к Солнцу относительно Земли. Тогда его расстояние до Земли минимально, а видимая освещаемая поверхность - наибольшая. Для этого есть специальные астрономические таблицы.

Да, возможно наблюдения за астероидами Главного пояса не столь зрелищны. Однако, астроному-любителю с нереализованными научными наклонностями и запасом терпения здесь есть где развернуться. Потому что увидеть своими глазами далёкий астероид, вычислить и точно знать что это именно он, собрать коллекцию увиденных астероидов - это не только спорт, но и ни с чем не сравнимое удовлетворение от трудных наблюдений.
Можно забыть какой сейчас век и представить себя исследователем годов этак 1950-ых... Тогда возникает непередаваемое чувство первопроходца, романтика начала эры освоения космоса, когда есть только ты с телескопом и мало что ещё открыто.

Наблюдение за Главным поясом астероидов - это "астрономия не для всех".
Но, каждому - своё...

Николай Курдяпин, kosmoved.ru

или расскажите друзьям:

Комментарии: