Солнечная система - Страница 95

Ида — изображения получены зондом «Галилео» 28 августа 1993 г. На них обнаружен спутник размером 1,5 км., названный Дактилем и обращающийся вокруг Иды на расстоянии около 100 км.

Рис. Астероид Ида со спутником Дактиль.

Эрос — сближающийся с Землей астероид. В феврале 1999 г. зонд NEAR получил его изображения. 14 февраля 2000 г. зонд стал спутником Эроса — первым в истории искусственным спутником астероида, — а 12 февраля 2001 г. сел на его поверхность.

Рис. Эрос.

Гаспра — изображения получены зондом «Галилео» 29 октября 1991 г. во время первого в истории сближения с астероидом.

Икарус — сближается с Землей и пересекает ее орбиту.

Географ — сближающийся с Землей астероид. Либо двойной, либо имеет очень неправильную форму (сильная переменность блеска и вытянутое радиолокационное изображение).

Аполлон — крупнейший астероид одноименного семейства, члены которого сближаются с Землей и пересекают ее орбиту.

Хирон — астероид-комета, демонстрирующий периодическую активность: яркость резко возрастает вблизи перигелия, вероятно, из-за испарения летучих соединений с поверхности. Движется между орбитами Сатурна и Урана. Прототип семейства кентавров.

Тоутатис — двойной астероид, компоненты которого, вероятно, находятся в контакте и имеют размеры около 2,5 и 1,5 км. Изображения получены радиолокаторами в Аресибо и Голдстоуне. Сближение Тоутатиса с Землей произошло 29 сентября 2004 г. на расстояние 1,5 млн. км.

Рис. Тоутатис.

Касталия — двойной астероид с одинаковыми компонентами (по 0,75 км. в диаметре), находящимися в контакте. Изображение получено радиолокатором в Аресибо.

Как мог возникнуть Главный пояс астероидов?

Большой вклад в формирование современной теории происхождения Солнечной системы внесли советские ученые О.Ю.Шмидт (1891—1956), B.C.Сафронов (1917—1999) и их ученики. Идеи отечественной школы космогонистов помогают реконструировать историю астероидов главного пояса.

Около 4,5 млрд. лет назад на расстоянии 5 а.е. от Солнца одна из крупных планетезималей в ходе «естественного отбора» превзошла размером остальные и стала «зародышем» будущего Юпитера. Находясь на границе конденсации летучих соединений (Н, НО, NH, CO, CH и др.), которые изгонялись из центральной, более теплой зоны протопланетного диска, это тело служило центром аккумуляции замерзающих газовых конденсатов. При достижении еще большей массы, оно стало захватывать вещество, находящееся ближе к Солнцу, в зоне родительских тел астероидов, и таким образом тормозить их рост.

Мелкие тела, попавшие в сферу гравитационного влияния прото-Юпитера, но не захваченные им, эффективно разбрасывались в разные стороны. Аналогично, хотя и не так интенсивно, происходил выброс тел из зоны формирования Сатурна. Двигаясь по вытянутым орбитам, выброшенные тела пронизывали пояс родительских тел астероидов между орбитами Марса и Юпитера, подвергая их дроблению. До возникновения планет-гигантов в этой области происходил рост родительских тел астероидов, поскольку их взаимные скорости были невелики (менее 0,5 км/с), и столкновение двух тел заканчивалось их объединением, а не дроблением.

Попадание в пояс астероидов быстрых объектов, выброшенных Юпитером и Сатурном, привело к тому, что относительные скорости возросли до 3—5 км/с. Процесс аккумуляции родительских тел астероидов сменился их взаимным разрушением, а возможность формирования большой планеты в этой области Солнечной системы исчезла навсегда.

Орбиты астероидов

Астероиды Главного пояса движутся по устойчивым орбитам, близким к круговым или слабо эксцентричным. Они находятся в «безопасной» зоне, где минимально гравитационное влияние на них больших планет, в первую очередь, — Юпитера. Считается, что именно Юпитер «виноват» в том, что на месте Главного пояса астероидов в период молодости Солнечной системы не смогла сформироваться крупная планета.

Впрочем, еще в начале XX в. многие ученые полагали, что между Юпитером и Марсом раньше существовала большая планета, которая по каким-то причинам разрушилась. Первым высказал эту гипотезу Ольберс, сразу после открытия им Паллады. Он же предложил назвать гипотетическую планету Фаэтоном. Однако современная космогония отказалась от идеи разрушения большой планеты: пояс астероидов, вероятно, всегда содержал множество небольших тел, объединиться которым мешало влияние Юпитера.

Этот гигант по-прежнему продолжает играть первостепенную роль в эволюции орбит астероидов. Его длительное (более 4 млрд. лет) гравитационное влияние на астероиды Главного пояса привело к тому, что возник ряд «запретных» орбит и даже зон, в которых малых тел практически нет, а если они туда и попадают, то не могут долго там находиться. Эти зоны называют пробелами (или люками) Кирквуда по имени Дэниела Кирквуда (1814—1895), впервые обнаружившего их в распределении периодов обращения всего нескольких дюжин астероидов.

Орбиты в люках Кирквуда называют резонансными, поскольку движущиеся по ним астероиды испытывают регулярное гравитационное возмущение со стороны Юпитера в одних и тех же точках своей орбиты. Периоды обращения по этим орбитам находятся в простых отношениях с периодом обращения Юпитера (например, 1:2, 3:7, 2:5, 1:3). Если какой-либо астероид, например, в результате столкновения с другим телом, попадает на резонансную орбиту, то ее эксцентриситет и большая полуось быстро меняются под влиянием гравитационного поля Юпитера. Астероид покидает резонансную орбиту и может даже уйти из Главного пояса. Таков постоянно действующий механизм «очистки» пробелов Кирквуда.