История изучения. Правило Тициуса-Боде. Открытие Цереры, Паллады, Весты и Юноны. Гипотезы возникновения астероидного пояса. Сравнение размеров астероидов. Именование астероидов. Строение астероидного пояса. Состав астероидов. Движение астероидов. Крупнейшие представители астероидного пояса. Исследования зонда Dawn ("Рассвет")

1. Астероидный пояс
Зеленоградский клуб
любителей астрономии zelobservatory.ru

2. zelobservatory.ru

3. В 1772 году астроном и физик Иоган Тициус обнаружил
закономерность расположения планет в солнечной
системе, которую можно было описать одной формулой!
zelobservatory.ru

4. Из которой следовало: «для любой планеты, расстояние от
неё до самой внутренней планеты (Меркурия) в два раза
больше, чем расстояние от предыдущей планеты до
внутренней планеты».
В 1772 году немецкий астроном Боде
опубликовал это правило в своих
работах, но астрономы приняли его с
недоверием.
zelobservatory.ru

5. На то время было известно 6 планет солнечной системы от
Меркурия до Сатурна. На месте 5-й планеты был пропуск.
zelobservatory.ru

6. В 1781 году была обнаружена седьмая планета солнечной
системы – Уран. Ее орбита как раз попадала в правило
Тициуса-Боде. После этого события ученые начали
активный поиск 5-й планеты, которая могла бы находится
между Марсом и Юпитером. В конце XVIII века этим
занималась целая группа ученых.
zelobservatory.ru

7. Радиус орбиты (а. е.)
Планета i
по правилу фактический
Меркурий −1 0,4 0,39
Венера 0 0,7 0,72
Земля 1 1,0 1,00 1,825
Марс 2 1,6 1,52 1,855
2,096 (по
Пояс
3 2,8 в сред. 2,2—3,6 орбите
астероидов
Цереры)
Юпитер 4 5,2 5,20 2,021
Сатурн 5 10,0 9,54 1,9
Уран 6 19,6 19,22 2,053
Нептун выпадает 30,06 1,579
2,078 (по
Плутон 7 38,8 39,5 отношению к
Урану)
Эрида 8 77,2 67,7
zelobservatory.ru

8. Церера
1 января 1801 года астроном Джузеппе Пиацци случайно
обнаружил объект находящийся на орбите предполагаемой пятой
планеты. Этот объект отнесли к классу «планет» и назвали Церера
(что в переводе с латинского означает карликовая). Расчётный
диаметр планеты составлял 950 км.
zelobservatory.ru

9. Церера и Луна
zelobservatory.ru

10. Крупные астероиды
Позднее, в 1807 году астрономам удалось обнаружить еще
несколько крупных объектов, орбиты которых примерно
соответствовали орбите 5-й планеты по правилу Тициуса-Боде –
это крупные астероиды Паллада, Юнона и Веста.
zelobservatory.ru

11. Открытие Астреи и Гебы
Ещё через 8 лет бесплодных поисков
большинство астрономов решило, что там
больше ничего нет, и прекратило
исследования. Однако Карл Людвиг Хенке
проявил настойчивость, и в 1830 году
возобновил поиск новых астероидов.
Пятнадцать лет спустя он обнаружил
Астрею — первый новый астероид за 38
лет.
Он также обнаружил Гебу менее чем через
два года. После этого другие астрономы
подключились к поискам, и далее
обнаруживалось не менее одного нового
астероида в год.
zelobservatory.ru

12. В 1891 году Макс Вольф впервые использовал для поиска астероидов метод
астрофотографии, при котором на фотографиях с длинным периодом
экспонирования астероиды оставляли короткие светлые линии (в то время,
как звёзды оставались точками благодаря тому, что телескоп
поворачивается вслед за вращением небесной сферы). Этот метод
значительно увеличил количество обнаружений по сравнению с ранее
использовавшимися методами визуального наблюдения: Вольф в одиночку
обнаружил 248 астероидов, тогда как до него было обнаружено немногим
более 300.
zelobservatory.ru

13. Известно об их гораздо большем количестве, однако многие
учёные не очень беспокоятся об их изучении. Сейчас больше
внимание уделяется астероидам потенциально опасным для
Земли, они называются «астероидами, сближающимися с
Землёй», входящих в группу околоземных объектов, к которым
также относят кометы и метеороиды.
Всего же в солнечной системе, по примерным подсчетам,
существует от 1 млн до 9 млн астероидов имеющих диаметр 1 км.
zelobservatory.ru

14. Сравнение размеров малых тел
zelobservatory.ru

15. zelobservatory.ru

16. Общее количество астероидов
По состоянию на 11 января 2013 года
в базах данных насчитывалось
97 853 768 объектов, у 600 853 точно
определены орбиты и им присвоен
официальный номер. 17 620 из них на
этот момент имели официально
утверждённые наименования.
Предполагается, что в Солнечной
системе может находиться от 1,1 до
1,9 миллиона объектов, имеющих
размеры более 1 км.
Большинство известных на данный
момент астероидов сосредоточено в
пределах пояса астероидов,
расположенного между орбитами
Марса и Юпитера.
zelobservatory.ru

17. zelobservatory.ru

18. zelobservatory.ru

19. Происхождение
Исследователи космоса
высказывают различные
соображения о причине
большой концентрации
астероидов в
сравнительно узком
пространстве
межпланетной среды
между орбитами Марса и
Юпитера.
Существует несколько гипотез происхождения пояса астероидов:
1. пояс астероидов является остатками протопланетного диска,
2. пояс астероидов является остатками многих разрушившихся
тел - протопланет,
3. пояс астероидов является остатками разрушившейся
гипотетической планеты Фаэтон.
zelobservatory.ru

20. Одной из наиболее
распространённых ранее
гипотез происхождения тел
пояса астероидов являлась
гипотеза о разрушении
гипотетической планеты
Фаэтон, либо в результате
столкновения, либо под
влиянием поля тяготения
Юпитера. Большинство
современных исследователей, Таким образом, Главный пояс
однако, отвергают теорию астероидов скорей всего является не
Фаэтона. Если собрать всю разрушенной планетой, а планетой,
массу известных астероидов в которая так и не смогла
поясе ее едва хватит на Луну, сформироваться ввиду сильного
поэтому теория о гравитационного влияния Юпитера
существовании планеты и, в меньшей степени, других планет-
Фаэтон не подтверждается. К гигантов. Поле тяготения планет
тому же до сих пор нет ответа гигантов во время формирования
на вопрос – почему Фаэтон солнечной системы стянуло всю
разрушился. материю на себя.
zelobservatory.ru

21. Разновидности астероидов
Астероиды - небольшие
небесные тела, размером от
30 м до 1000 км. Более
мелкие тела принято
называть метеороидами.
Количество подобных тел в
Солнечной системе тем
больше, чем они меньше.
Астероид «Итокава»
Многие ученые полагают, что большинство метеорных тел
являются осколками астероидов. Астероиды состоят из
железа, никеля и различных каменистых пород. По составу
они близки к планетам земной группы.
zelobservatory.ru

22. Пористая структура
астероида «Итокава»
(фото с японского
автоматического зонда
«Итокава», 2005г)
Астероид означает "звездоподобный". Свое
название астероиды получили за сходство со
звездами при наблюдении в телескоп. Будучи
крохотными, астероиды кажутся, как и
звезды, точками.
zelobservatory.ru

23. Падение астероида в прошлом Земли, Меркурия и Юпитера
Астероиды изредка сталкиваются с большими планетами.
Многими учеными считается, что причиной резкого изменения
климата, повлекшего вымирание динозавров миллионы лет назад,
послужил астероид, врезавшийся в Землю. На Земле даже
обнаружили кратер, который мог образоваться от такого удара.
Надо сказать, что Земля пережила несколько подобных "странных"
вымираний животных. К примеру, за долго до динозавров так же
внезапно вымерли трилобиты.
zelobservatory.ru

24. Сила тяжести
Астероид «Итокава» (535х294х209 м)
(фото с японского автоматического
зонда «Итокава», 2005г)
Астероиды так малы, что сила тяжести на них ничтожна. Она не в
состоянии придать им форму шара, какую придает планетам и их
большим спутникам, сминая и утрамбовывая их вещество.
Большую роль при этом играет явление текучести. Высокие горы на
Земле у подошвы "расползаются", так как прочность пород
оказывается недостаточной для того, и камень, не дробясь, не
раскалываясь, течет, хотя и очень медленно.
zelobservatory.ru

25. На астероидах поперечником до 300-400 км из-за
малого веса там пород подобное явление
текучести вовсе отсутствует, а на самых крупных
астероидах оно происходит чрезвычайно
медленно, да и то лишь в их недрах.
Малая сила тяжести позволяет разбитым астероидам
существовать в виде агрегатов, состоящих из отдельных блоков,
удерживающихся друг около друга силами тяготения, но не
сливающихся друг с другом. Существуют даже двойные
астероиды, которые позже могут слиться в один.
zelobservatory.ru

26. Лишь самые крупные астероиды могут сохранять свою
шарообразную форму, приобретенную в период формирования.
Мелкие же имеют неправильную форму, сложившуюся в результате
многих столкновений и не подвергавшуюся в дальнейшем
выравниванию под действием силы тяжести.
zelobservatory.ru

27. Общие особенности
Кратеры, возникшие на
поверхности даже самых крупных
астероидов при столкновении с
мелкими телами, "не заплывают" с
течением времени. Они
сохраняются до тех пор, пока не
будут стерты при следующих
ударах об астероид мелких тел, или
сразу уничтожены ударом
крупного тела. Поэтому горы на
астероидах могут быть гораздо
выше, а впадины гораздо глубже,
чем на Земле и других планетах.
Все астероиды имеют размеры
меньше 1500 км, у них нет
атмосферы и гидросферы. Форма
Астероид «21 Лютеция» астероидов самая разнообразная: от
(132х101х76 км) шаровой до сигарообразной
(гантелеобразной). zelobservatory.ru

28. Альбедо – отражающая способность
Матильда Гаспра Ида
У астероидов большие различия в составе поверхности, что
подтверждается их способностью отражать свет: у одних астероидов
коэффициент отражения лишь 3 %, что делает структуру их
поверхности похожей на свежевспаханный чернозем или новую
автомобильную покрышку, тогда как у других он приближается к 50
%, как если бы она была покрыта меловыми отложениями. …Так,
поверхность астероида «52 Европа» имеет альбедо всего 0,03, а
«Веста» имеет альбедо 0,28.
zelobservatory.ru

29. Орбита и вращение Периоды осевого
вращения астероидов
различаются в десятки
раз: у некоторых малых
планет это часы, у других –
сутки.
Астероиды
«предпочитают» пореже
встречаться с Юпитером,
избегая тех орбит, на
которых такие сближения
могут происходить
регулярно. Поэтому
некоторые области пояса
астероидов почти «не
населены» – это так
называемые «люки
Кирквуда».
zelobservatory.ru

30. Избегая встреч с Юпитером, некоторые астероиды движутся в
резонансе с ним, сохраняя свои орбитальные периоды в простом
соотношении с периодом обращения планеты-гиганта. Простейшим
случаем такого резонанса с соотношением периодов 1:1 и являются
Троянцы. В 1866 году американский астроном Кирквуд открыл
существование пропусков в распределении периодов вращения
астероидов. Кирквуд установил, что астероиды избегают тех
периодов, которые находятся в простом целочисленном
соотношении с периодом обращения Юпитера вокруг Солнца,
например, 1:2, 1:3, 2:5 и т.п. в противном случае за счет
гравитационного воздействия Юпитера астероиды изменяют
орбиту и покидают эту область пространства.
zelobservatory.ru

31. Церера
Церера - единственная карликовая
планета в главном поясе астероидов.
Церера была открыта вечером 1 января
1801 года итальянским астрономом
Джузеппе Пьяцци. Это самое массивное
небесное тело пояса астероидов и по
размерам превосходит многие крупные
спутники планет-гигантов. Длительное
время Церера рассматривалась как
полноценная планета Солнечной
системы, впоследствии она была
классифицирована как астероид, а по
результатам уточнения понятия
«планета» Международным
астрономическим союзом 24 августа 2006
года на XXVI Генеральной Ассамблее МАС
была отнесена к «карликовым планетам».
zelobservatory.ru

32. Орбита Цереры
Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и Юпитера и весьма
«планетообразна»: слабоэллиптична (эксцентриситет 0,08) и
имеет умеренный (10°) наклон к плоскости эклиптики. Большая
полуось орбиты составляет 2,76 а. е. Период обращения вокруг
Солнца - 4,6 года. Церера имеет форму сфероида размерами
975×909 км. Её масса равна 9,5×1020 кг, что составляет почти треть
всей массы пояса астероидов, но в то же время более чем в 6000
раз уступает массе Земли. Значительная масса Цереры привела к
тому, что под действием собственной гравитации это небесное
тело, как и многие другие планетоиды, приобрело форму, близкую
к сферической. zelobservatory.ru

33. Строение Цереры
Церера имеет форму сфероида
размерами 975×909 км. Её масса
равна 9,5×1020 кг, что составляет
почти треть всей массы пояса
астероидов, но в то же время более
чем в 6000 раз уступает массе
Земли.
Значительная масса Цереры привела к тому, что под действием
собственной гравитации это небесное тело, как и многие другие
планетоиды, приобрело форму, близкую к сферической.
Однако, на этом её эволюция не закончилась и, в отличие от
большинства астероидов, на Церере началась дифференциация
внутренней структуры - более тяжёлые породы опускались к
центру, более лёгкие поднимались к поверхности. Таким образом
сформировалось каменное ядро и мантия из водяного льда.
zelobservatory.ru

34. На поверхности Цереры различимы несколько
светлых и тёмных структур, предположительно
кратеров. По слежению за ними удалось точно
установить период вращения Цереры (9,07 часа)
и наклон оси вращения к плоскости орбиты
(менее 4°).
Самая яркая область в честь первооткрывателя
Цереры получила название «Пьяцци».
Возможно, это кратер, обнаживший ледяную
мантию или даже криовулкан. Наблюдения в ИК
диапазоне показали, что средняя температура
поверхности составляет 167 К, в перигелии она
может достигать 240 К (-33°C). Радиотелескопом
в Аресибо несколько раз проводилась
радиолокация Цереры. По характеру отражения
радиоволн было установлено, что поверхность
Цереры довольно гладкая, видимо, за счёт
высокой эластичности ледяной мантии.
Спутников у Цереры не обнаружено. По крайней
мере пока, наблюдения «Хаббла» исключают
существование сателлитов размерами более 10-
20 км.
zelobservatory.ru

35. Зонд «Рассвет»
В настоящее время единственным способом изучения Цереры
остаются телескопические наблюдения. Регулярно проводятся
кампании по наблюдению покрытий звёзд Церерой, а по
возмущениям в движении соседних астероидов и Марса уточняется
её масса.
Качественно новым этапом в изучении Цереры должна стать миссия
аппарата АМС «Рассвет» (Dawn), запущенного 27 сентября 2007 года.
В 2011 году «Dawn» вышел на орбиту вокруг Весты, а в начале
сентября 2012 года он закончил работу на орбите этого астероида и
полетел дальше к Церере. В феврале 2015 года «Рассвет» должен
достигнуть Цереры.
zelobservatory.ru

36. Траектория движения АМС «Рассвет»
zelobservatory.ru

37. Паллада
Паллада - крупнейший астероид главного пояса (после переведения Цереры
в статус карликовой планеты). Открыт 28 марта 1802 г. Генрихом
Вильгельмом Ольберсом и назван в честь Паллады - дочери Тритона и
подруги Афины Паллады из древнегреческой мифологии (хотя у греков
это могло быть и мужским именем и эпитетом самой Афины, но
считается, что первые астероиды получали лишь женские имена).
Размеры Паллады составляют 582×556×500 км и немногим превосходят
размеры Весты (хотя по массе Паллада ей уступает).
zelobservatory.ru

38. Веста
Веста - один из крупнейших
астероидов в главном
астероидном поясе.
Среди астероидов занимает
первое место по массе и второе
место по размеру, после
Паллады (не
считая Цереры, переведённой
из астероидов в карликовые
планеты) . Это также самый
яркий астероид из всех и
единственный, который
можно без усилий наблюдать
невооружённым взглядом. Орбита Весты лежит во внутренней части
Веста была открыта 29 марта пояса астероидов, в пределах основного
1807 года Генрихом люка Кирквуда на 2,5 а. е. Орбита
Вильгельмом Ольберсом и по слабоэллиптичная с умеренным наклоном
предложению Карла Гаусса к плоскости эклиптики. Астероид не
получила имя древнеримской пересекает орбиту Земли, и оборачивается
богини дома и домашнего вокруг Солнца за 3,63 Юлианских лет.
очага Весты. zelobservatory.ru

39. Размеры Весты составляют
578×560×458 км и если бы
асимметрия формы была бы чуть
поменьше, то согласно новой
редакции понятия "планета", её
следовало бы отнести именно к этому
классу небесных тел.
С планетами Весту сближает и
сложная геологическая история.
Вскоре после формирования
началась дифференциация её
внутренней структуры: образовалось
железо-никелевое ядро и каменная
мантия.
За счёт тепла, выделяемого при распаде радиоактивных изотопов, ядро и
значительная часть мантии расплавились. На протяжении последующих
эпох происходило постепенное остывание и кристаллизация пород мантии
и коры, что в конечном итоге привело к чрезвычайному разнообразию
минералов, составляющих Весту. Об этом мы можем судить по метеоритам и
малым астероидам V-типа, родоначальницей которых является Веста.
zelobservatory.ru

40. Таким увидел зонд Dawn
(«Рассвет») астероид Веста.
На поверхности Весты хорошо
видны борозды неизвестного
происхождения.
zelobservatory.ru

41. Благодарим за внимание! 
Проект промышленного освоения астероидов
компании Deep Space Industries (США)
zelobservatory.ru