Ігноруйте аксесуар, зберігайте необхідне

Минулого тижня ми розпочали дослідження Поясу астероїдів у рамках серії про Сонячну систему. Після розмови про загальні аспекти Поясу, у цій частині і в наступній частині ми присвятимо себе вивченню "чудової четвірки" цього регіону Сонячної системи, чотирьох об'єктів, які складають близько 50% від загальної маси. Сьогодні ми поговоримо, від найменшого до найбільшого, про 10 Гігієя Y 4 Веста.

система

25143 Ітокава, незначне тіло Сонячної системи (його форма віддає його).

Всі об'єкти, що знаходяться в поясі астероїдів, крім одного, - це незначні тіла. Вони являють собою безліч дуже маленьких предметів, без маси, достатньої для округлення через гравітацію ... крім, звичайно, 1 Церери, що займає наступний етап у класифікації.

1 Церера є яскравим прикладом цього випадку: як ми вже говорили в попередній статті, одна третина загальної маси Поясу становить Цереру. Але, звичайно, це означає, що якщо ви спостерігаєте ту орбіту навколо Сонця, 66% того, що є, не є Церерою. Ось чому 1 Церера - це не планета, а карликова планета. Цікаво, що майже всі без вагань приймають, що Церера не повинна бути планетою, адже в Поясі так багато інших об’єктів! Церера недостатньо "особлива" порівняно з ними, щоб становити планету ... і все ж майже всі вважають, що Плутон повинен бути планетою, тому що вони мають ідею, що його оточення безлюдне і Плутон подорожує навколо Сонця сам, особливий, унікальний . Це абсолютно помилково, і Церера має набагато більше причин, ніж Плутон, вважатись планетою, але, боюся, нам ще потрібно пройти довгий шлях, щоб дістатися до Плутона, тому я не хочу залишати вас з медом у роті .

1 Церера, карликова планета.

Астрономи використовують кілька різних параметрів, що вимірюють цю "чистоту орбіти", але найпростішим і найемпіричнішим з усіх є планетарний дискримінант об'єкта, який, як правило, представлений грецькою буквою μ і має дуже інтуїтивне визначення: це фактор між масою об'єкта та всім іншим, що знаходиться на його орбіті. У випадку з 1 Церерою, наприклад, μ = 0,5, оскільки Церера становить, як ми вже говорили, третину загальної маси своєї орбіти (там є інші різні значення, оскільки все залежить від точності з тим, що ми обчислили масу об’єкта та загальну, що у випадку з Церерою та Поясом не надто добре). З іншого боку, планетарний дискримінант Землі становить 1 700 000, тобто Земля в мільйон сімсот тисяч разів масивніша за все інше навколо неї.

Нарешті, a планети це об’єкт, який обертається навколо Сонця і є достатньо великим, щоб не тільки досяг гідростатичної рівноваги, але й «очистив» свою орбіту від інших об’єктів. На жаль, не існує чітко визначеної межі μ, яка відокремлює планети від менших братів і сестер, але планета з меншим дискримінантом, Нептун, має 24000, тоді як найбільша карликова планета, 1 Церера, має 0,5, так що поділ величезний. Що не означає, що не було нормально мати певну межу, але ей. У статті, в якій він визначає μ, автор (Стівен Сотер) дає значення 100 для межі, але це щось доволі довільне.

Справа в тому, що з чотирьох об’єктів, які ми почнемо досліджувати сьогодні, три є незначними тілами, і лише один вважається - прямо зараз, як ми побачимо, - карликовою планетою. Почнемо з найменшого та найскромнішого з чотирьох, хоча це все ще гігант у порівнянні з рештою другорядних об’єктів у Поясі., 10 Гігієя.

Як бачите, це відносно зовнішній астероїд, майже на самому зовнішньому краю Поясу. Його перигелій (найближча точка на орбіті до Сонця) становить близько 2,8 а.е., тоді як афелій (найдальша точка) - 3,5 а.е. Він рухається навколо Сонця зі швидкістю близько 17 км/с, і потрібно близько п’яти з половиною років, щоб здійснити один повний оберт. Його орбіта менш кругова, ніж у інших "розкішних трьох": вона має ексцентриситет 12%.

Анімація орбіти Гігії (зовнішня орбіта Юпітера) (Wikipedia/CC 3.0 Sharealike License).

Що стосується його складу, то для того, щоб вивести її самостійно, достатньо двох відомостей (якщо ви прочитаєте та засвоїте попередню частину): по-перше, як ми щойно побачили, це астероїд із найвіддаленішої області Поясу. Як другу інформацію, Землю дуже важко побачити, оскільки вона дуже темна (її альбедо становить близько 7%). Так, справді: це астероїд типу С, вуглецевий. Насправді він є найбільшим представником цієї групи, про що ми вже згадували в першій частині статті. За допомогою спектроскопії (саме так визначається тип астероїдів) на їх поверхні були виявлені сполуки, що виникають внаслідок зміни порід рідкою водою, так що в якийсь момент свого минулого вони повинні були бути досить гарячими, щоб лід розтанув на його поверхні.

Зараз температура, звичайно, дуже низька, що неможливо уникнути на такій відстані від Сонця. Через велику різницю у відстані від Сонця вздовж орбіти випромінювання, яке воно отримує, сильно змінюється за один оборот, а температура в сонячна сторона і затінена сторона, звичайно, дуже різні, але завжди низькі. Середня температура 10 Гігі становить близько -110 ºC, а на висоті наближення до Сонця вона досягає “жахливої” -26 ºC. Як ми бачимо, ми вже перебуваємо в регіоні Сонячної системи, який зовсім не відрізняється від нашого.

Оскільки це вуглецевий астероїд і не має достатньо великої сили тяжіння, щоб стискати гірські породи до центру, 10 Хігія дуже тонкий: близько 2100 кг/м3, щільність води трохи більше ніж вдвічі. На його поверхні прискорення сили тяжіння становить лише 0,09 м/с2. Окрім того, що ви помітили таку крихітну гравітацію, якби ви опинились на його поверхні, ви б бачили, як Сонце сходить кожні 27,6 години, дещо більше, ніж тривалість земного дня, і набагато більше, ніж зазвичай для астероїда такого розміру (вони, як правило, обертаються досить трохи швидше на своїй осі).

Модель Higia, створена на основі даних Хаббла.

На сьогодні ми не мали дуже хороших спостережень за 10 Гігією; Найкраще, що ми маємо, - це моделі, отримані за зовнішнім виглядом, який надав йому Хаббл, і з яким ми знаємо його форму з відносною точністю, але я не можу показати вам жодних корисних фотографій самого астероїда. Найбільш детальні фотографії першої частини статті, звичайно, зроблені не з Землі, а з зондів, які пройшли більш-менш близько до астероїда. На жаль, місія Світанку до поясу астероїдів, про яку ми поговоримо в наступній статті, не наблизиться до Хігії, тому, ймовірно, нам доведеться довго чекати, щоб побачити її у всьому блиску.

Веста, побачена Хабблем.

Орбіта 4 Вести.

Для початку Веста нам набагато ближче, ніж Хігія. Якщо ви ще раз подивитесь на діаграму сімейств астероїдів вище, ви побачите, де знаходиться ваша, у самій внутрішній області Поясу. Орбіта самої Вести має афелій 2,6 а.е. і перигелій 2,2 а.е. і досить кругла (вона має ексцентриситет 9%. Знаходячись ближче до Сонця, ніж Гігія, вона рухається швидше по своїй орбіті - 19,3 км/s, і потрібно трохи більше трьох з половиною років, щоб здійснити повний оберт Астро Рей.Таким же чином, максимальна температура на його поверхні вище, ніж на Higia: -18 ºC порівняно з - 26 ºC з найдальшого.

Зліва направо, розміри порівняно з 4 Веста, 1 Церера, Луна.

Почнемо з того, що з наявних у нас даних ми думаємо, що цієї «деформації» не було, коли формувалася 4 Веста. Якщо ви подивитеся на неї на порівняльній фотографії вище, це ніби вирвано шматок з астероїда, і саме це, як ми думали, сталося порівняно недавно. Величезний вплив, близько мільярда років тому, створив цей величезний кратер, діаметр якого майже такий самий астероїд, і зірвав добрий шматок Вести, розбивши його на невеликі скелі, які продовжували обертатися відносно близько до свого батьківського деякий час. а деякі - навіть сьогодні.

Карта висоти Вести, створена на основі даних Хаббла (червоний = піднесений, синій = пригнічений). Побачте кратер на південному полюсі.

Цих маленьких шматочків так багато, що вони складають власний спектральний тип, астероїди V-типу або вестоїди, що вони складають значну частину сімейства Веста. Їх склад більш-менш складає поверхню Вести, і вони є свідченням того катаклізмічного удару, який залишив астероїд «деформованим». Але є й більше: вестоїди, які ми бачимо, складають лише 6% маси, яку Веста, мабуть, втратила при ударі, а це означає, що багатьох із тих, що були там на початку, вже немає. Це не повинно дивувати: як ми бачили в першій частині статті, орбіти астероїдів непостійні, якщо вони віддаляються від певних стабільних областей. Багато шматочків Вести, ймовірно, було кинуто в розрив Кірквуда 3: 1, а звідти, завдяки дії Юпітера, до багатьох інших місць.

3908 Nyx, всього близько 1012 кг.

На орбітах, розташованих близько до Землі, є вестоїди, як маленький 3908 Nyx, з перигелієм всього 1,04 а.е. Не лише це: є метеорити, що впали на земну поверхню і мають явно вестоїдне походження, після подорожі в космосі між 100 і 200 мільйонами років після відриву від Вести. Це робить 4 Vesta дуже особливим корпусом: ми змогли торкнутися лише, наскільки нам відомо, шматочків п’ять об’єктів Сонячної системи. Чотири з них - це наша власна планета (звичайно) Місяць, Марс і Комета Дика 2, куди ми відправили місію порівняно недавно саме з цією метою. Астероїд 4 Веста - п'ятий з них.

Джонстаунський діогеніт, метеорит вестоїдного походження.

Більш того, Веста особлива, оскільки це не тільки найяскравіший астероїд, який можна побачити з Землі, але тому, що іноді, якщо він знаходиться у правильному положенні і атмосфера чиста (а поблизу великих міст немає вогнів), це можливо навіть побачити це неозброєним оком. Коли це трапляється, воно відображається так само, як і астероїд, відповідно до значення Гершеля. Його неможливо відрізнити від зірки, хоча, якщо ви зможете спостерігати за нею днями, ви зрозумієте, що вона рухається не з усіма ними, а бродить небом, як планета.

Метеорити з Вести в поєднанні з спостереженнями за допомогою телескопів Хаббл і наземних телескопів дали нам багато інформації про зовнішню і внутрішню будову астероїда, і деякі дані викликають подив, коли ми розглядаємо всі астероїди як лише гірські породи простори без "внутрішнього життя".

Веста має відносно тонку кору, глибиною близько 10 км. Він настільки тонкий, що величезний кратер на його південному полюсі виявляє частину мантії, що складається переважно з олівіну. На поверхні Вести є навіть дуже темні і гладкі області базальту, які, здається, є результатом потоки лави, з того часу, коли планетоїд був ще дуже гарячим і частково розплавленим. Нарешті, у Вести є дуже щільне нікелево-залізове ядро, не те щоб відрізнялося від нашого. Звичайно, крихітні розміри цього астероїда змусили його охолоджуватися набагато швидше, ніж Земля, так що будь-яка геологічна діяльність, що залишилася в його глибині, давно зникла, але його перші роки, мабуть, були досить цікавими.

Я мав намір присвятити цю статтю "чудовій четвірці", але розширення змусило мене присвятити себе розділенню її на дві частини (занадто багато тіл в одній статті змушує вас не все добре пам'ятати і змішувати їх, я думаю) . Тож у наступному внеску ми вивчимо два левіафани Поясу, 2 Паласа та 1 Цереру.