Астероїди

АСТЕРО́ЇДИ (від грец. ἀστεροειδής — зоряний, зореподібний) — небесні тіла, що рухаються навколо Сонця еліптичними орбітами. Вони від­різняються від 9-ти великих планет малими роз­мірами (діаметр до 1000 км). Інша назва — малі планети. Нині ві­домо понад 1,2 млн таких тіл. Станом на 2001 рік лише близько 8 тис. астероїдів мали точно ви­значені орбіти. Більшість із них роз­ташовані між орбітами Марса і Юпітера, із середньою від­стан­ню до Сонця 2,75 астрономічних одиниць (а. о.). 97% астероїдів мають велику пів­вісь орбіти (a) у межах 2,15–3,50 а. о., екс­центриситети (e) їхніх орбіт не пере­вищують 0,3 а. о., а нахили орбіт (i) невеликі.

1 січня 1801 року італійський астроном Д. Піац­ці випадково від­крив перший астероїд під час спо­стережень зірок. Це був зореподібний обʼєкт 7^m, положе­н­ня якого помітно змінювалося від­носно зірок із часом. Учений спо­стерігав його 6 тижнів, після чого обʼєкт зник у променях Сонця. Для обчисле­н­ня орбіти цього тіла приват-доцент Ґет­тінґенського університету К. Ґаусс роз­робив новий метод ви­значе­н­ня орбіт за трьома спо­стереже­н­нями. За цим методом німецький астроном Г. Ольберс роз­шукав «перший» астероїд через рік після його від­кри­т­тя. Перший астероїд на­звали Церера на честь богині плодючості (діаметр D ≈ 1000 км; a = 2,8 а. о.). У березні 1802 року Г. Ольберс від­крив другий астероїд — Пал­ладу (D ≈ 600 км; a = 2,8 а. о.). Орбіти цих астероїдів на­стільки близькі, що майже пере­тинаються. На цій під­ставі Г. Ольберс у 1804 році під­твердив припуще­н­ня, що астероїди — це частини однієї великої ро­зірваної планети. У вересні 1804 року К. Ґардінґ від­крив третій астероїд — Юнону (D ≈ 250 км; a = 2,7 а. о.), а в березні 1807 року Г. Ольберс — четвертий, Весту (D ≈ 540 км; a = 2,4 а. о.). Лише у 1845 році було від­крито пʼятий астероїд — Астрею (a = 2,7 а. о.). Від­тоді від­кри­т­тя астероїдів від­бувалися послідовно.

З кінця XIX ст. для пошуку астероїдів використовують фото­графува­н­ня (фотометрію). На початку XX ст. було ві­домо близько 450 астероїдів. Кожен астероїд з ви­значеною орбітою отримує номер та назву. При­близно 100 перших астероїдів на­звано іменами грецьких богинь, потім астрономи звернулися до міфів інших народів, а згодом — до епосу. На­прикінці XIX ст. від­крили кілька астероїдів, орбіти яких проникали всередину орбіти Марса; їм почали давати чоловічі імена. Так, у 1898 році зна­йдено А. № 433 Ерос, орбіта якого на­ближалася до орбіти Землі ближче, ніж орбіти великих планет; у 1937 році — Гермес, який на­близився до Землі на від­стань 700 тис. км; у 1949 році — № 1566 Ікар (D ≈ 15 км; a = 1,08 а. о., e = 0,83), який періодично проходить близько до Землі (6,7 млн км). 14 червня 1968 року він востан­нє проходив біля Землі на від­стані 6,3 млн км. Унікальним є А. Гідальґо (1920; a = 5,8 а. о., i = 42,5°), орбіта якого лежить між орбітами Марса і Сатурна. Його походже­н­ня остаточно не зʼясоване. Існує ймовірність, що такі астероїди, як Ікар і Гідальґо, — це згаслі ядра комет, тобто тіла, в яких у поверх­невих шарах уже немає заморожених летких газів.

Близько 40% астероїдів належать до «сімейств» — груп спільного походже­н­ня, що налічують десятки й сотні обʼєктів. Дві групи астероїдів, які разом із Юпітером обертаються навколо Сонця і роз­ташовані на його орбіті на 60° попереду і на 60° позаду нього у так званих тригональних точках лібрації, отримали назви греків і троянців — героїв Троянської війни. У кожній групі близько 20 астероїдів з D ≈ 150 км. До «греків», які «втікають», належать: Одіс­сей, Нестор, Ахілл, Аякс та ін.; до «троянців», які «наздоганяють» — Еней, Пріам, Троїл, Анхіз, Патрокл та ін. Значна частина груп має один великий астероїд, який сут­тєво вирізняється серед інших масою: для деяких це спів­від­ноше­н­ня сягає один до тисячі і більше (групи Церери і Вести). Понад 100 років тому було виявлено (Д. Кірквуд, 1866), що в роз­поділі астероїдів за періодами оберта­н­ня навколо Сонця є «провали» або «люки» — зони, де астероїдів немає. У цих зонах періоди оберта­н­ня астероїдів від­носяться до періоду оберта­н­ня Юпітера при­близно як прості числа, тобто кратні періоду оберта­н­ня Юпітера. Внаслідок цього астероїди набувають резонансного руху: по­ступово зро­стає екс­центриситет їхніх орбіт, і вони з часом пере­ходять на орбіти, подібні до орбіт комет групи Юпітера. Астероїди мають неправильну, уламкову форму. Їхні поверх­ні, як і поверх­ні інших тіл Сонячної системи без атмо­сфери, вкриті ударними (точніше, вибуховими) кратерами.

Астероїди, ймовірно, утворилися внаслідок зі­ткнень і руйнува­н­ня невеликої групи — кількох десятків — більших тіл, які виникли в процесі еволюції протопланетної речовини одночасно з великими планетами. Зі­ткне­н­ня астероїдів від­буваються часто, що породжує метеорні тіла та космічний пил. Остан­нім часом особливу увагу приділяють дослідже­н­ням астероїдів груп Апол­лона, Амура і Атона, які на­ближаються до орбіти Землі (АНЗ) і є найбільш небезпечними для нашої цивілізації. Найбільші серед них: № 1036 Ганімед (D ≈ 40 км; група Амура) і № 1866 Сізіф (D ≈ 8 км; група Апол­лона). Станом на 2001 рік ві­домо лише 7% АНЗ з D ≈ 1 км і 0,1–0,2% з D ≈ 100 м. У 2020 році астероїди групи Апол­лона на­близилися до Землі: 16 серпня астероїд 2020 QG про­йшов на від­стані 2950 км від Землі, а 3 листопада астероїд 2020 VT4 — на від­стані лише 370 км до Землі.

На основі фотометричних та поляриметричних спо­стережень астероїди за фізичними характеристиками поділено на такі основні типи:

• С — «вуглисті», низькоальбедні;
• S — «силікатні», середньоальбедні;
• М — «металеві», середньоальбедні;
• R — червоні, високоальбедні;
• Е — аналогічні ента­статитовим хондритам, високоальбедні.

Дані про періоди оберта­н­ня астероїдів навколо своїх осей (для більш як 600 А.) свідчать: більшість астероїдів мають кутову швидкість у межах 1–3,5 обертів за добу. З 1977 року спеціальні спо­стереже­н­ня вказували на наявність супутників у астероїдів. Це було під­тверджено даними космічного апарата «Galileo» (1989), на під­ставі яких від­крито супутник Дактиль. З 1971 року понад 10 космічних апаратів досліджували астероїди. Значний внесок у дослідже­н­ня астероїдів зробили І. Путилін — засновник наукового напряму всебічного дослідже­н­ня астероїдів; М. Черних, Л. Черних, Л. Карачкіна, Т. Смирнова та ін., які від­крили понад 1 тис. нових астероїдів; В. Прокофʼєва, В. Таращук та ін., які виконали важливі дослідже­н­ня кривих блиску та по­двійних астероїдів; Д. Лупішко, Ф. Величок, І. Бєльська, В. Шевченко та ін., які здійснили великі за обсягом спо­стереже­н­ня та ви­значили фізичні характеристики астероїдів; А. Казанцев, Л. Шербаум і В. Кручиненко, які дослідили резонансний рух орбіт астероїдів у зонах сумірності їх з Юпітером та ви­значили механізм утворе­н­ня «люків Кірквуда».