Астероиды - твердые космические тела, мертвые с геологической точки зрения, обладающие размерами, близкими к размерам малых спутников планет, образующие скопления между орбитами Марса и Юпитера на расстоянии от 1,7 до 4 АЕ Многие тысячи астероидов имеют размеры в несколько десятков километров, но есть и крупные: Церера (диаметр 1020 км), Веста (549 км), Паллада (538 км) и Гигея (450 км). Сейчас точно определены параметры орбит 66 тыс. астероидов, и количество вновь открытых астероидов растет в геометрической прогрессии, удваиваясь каждые два года.
При столкновениях между собой астероиды дробятся и порождают метеориты, падающие на поверхность Земли. По-видимому, большая часть астероидов состоит из четырех видов пород, известных нам по составу метеоритов: 1) углистые хондриты, 2) класс S, или обыкновенные хондриты, 3) класс М, или железокаменные, и 4) редкие породы типа говардитов и эвкритов. О форме астероидов мы судим по снимкам с космического аппарата «Галилео», на которых астероиды Гаспра (11x12x19 км), Ида (52 км в поперечнике), Эрос (33x13 км) имеют неправильную, угловатую форму и поверхность, испещренную кратерами. На последнем с помощью космической станцииNEAR было обнаружено более 100 тыс. кратеров и около 1 млн каменных глыб размером с большой дом. Плотность распределения кратеров позволяет предположить, что астероид Гаспра был отколот от более крупного тела примерно 200 млн лет назад. Размещение пояса астероидов между Марсом и Юпитером вряд ли является случайным. На этой орбите, согласно закону планетных расстояний Тициуса-Боде 5 , должна была бы находиться планета, которой даже дали имя - Фаэтон, но она раздробилась на осколки, являющиеся астероидами. Эта идея была выдвинута еще в 1804 г. немецким астрономом Г. Ольберсом, но она не разделялась его великими современниками В. Гершелем и П. Лапласом. Данное предположение сейчас считается наименее вероятным, а большим признанием пользуется идея О. Ю. Шмидта, заключающаяся в том, что астероиды никогда не принадлежали распавшейся планете, а представляют собой куски материала, образовавшиеся в результате процессов первичной аккреции газово-пылевых частиц. Их дальнейшее слипание оказалось невозможным из-за сильного гравитационного возмущения со стороны огромного Юпитера, и уже сформировавшиеся крупные тела начали распадаться на более мелкие. Важно, что орбиты многих астероидов под влиянием гравитационных сил планет меняют свое положение. Особенно этому подвержены орбиты с большим эксен- триситетом, а также обладающие большими углами наклона к плоскости эклиптики. Такие астероиды пересекают орбиту Земли и могут с ней столкнуться. Из геологической истории известны падения крупных космических тел на поверхность Земли, оставивших огромные кратеры - астроблемы («звездные раны»), сопровождавшиеся катастрофическими последствиями для биоты. В настоящее время известно более 100 кратеров с диаметром свыше 80 км. Не исключена возможность столкновения астероида с Землей и в будущем, что будет иметь катастрофические последствия, поэтому ученые озабочены расчетами уточнения орбит астероидов, которые могут пролететь вблизи Земли или пересечься с ее орбитой (а их количество превышает 200).
Вечером 23 марта 1989 г. совсем рядом с нашей планетой «просвистел» каменный астероид с поперечником около 800 м, и это при скорости 70 км в секунду! И несмотря на то, что «рядом» означает расстояние в два раза большее, чем от Земли до Луны, с 1937 г., когда астероид Гермес пролетел примерно на таком же расстоянии, подобных происшествий не наблюдалось. Астрономы предсказывают, что астероид «1989Рѻ может вернуться, и если он столкнется с Землей, то последствия будут равны одновременному взрыву 1000 водородных бомб. Вероятность столкновения с «бродячим» астероидом выше, чем возможная гибель в автокатострофе. 18 марта 2004 г. астероид диаметром 30 м прошел в 43 тыс. км от Земли. Это самое маленькое расстояние, которое наблюдалось за всю историю астрономических наблюдений.
Большое количество астероидов несет в себе угрозу всему живому на земле. В 2002 г. было сделано предположение, что астероид 2002NT7, имеющий диаметр 2,03 км, объем 4,4 км 3 , массу - 11 млрд т и скорость 26,24 км/с, может столкнуться с Землей в феврале 2019 г. Это вызовет полное разрушение в радиусе 250 км, а в радиусе 600 км будут сплошные пожары. Энергия подобного столкновения будет эквивалентна взрыву 1 млнMm тротила. Рассчитано, что астероид 2004MN4 диаметром более 300 м с вероятностью один шанс из 50 13 апреля 2029 г. может удариться о Землю.
Ядро кометы
Рис. 1.11. Схема строения кометы. Хвост кометы всегда направлен в сторону от Солнца
Кометы представляют собой малые тела Солнечной системы. Они состоят из ядра размером в несколько километров, состоящего из замерзших газообразных соединений, в которые вкраплены микронные пылевые частицы, и так называемой комы - туманной оболочки, возникающей при сублимации ледяного ядра, когда комета приближается к Солнцу. У кометы всегда виден хвост, направленный в сторону, противоположную Солнцу (рис. 1.11). Солнечный ветер уносит частицы комы, которая может превышать в диаметре 10 5 км. Нередко хвост кометы достигает в длину 10 8 км, хотя его плотность невелика - 10"-- -10 3 ионов/см 3 . В марте 1986 г. наши космические аппараты «Вега-1» и «Вега-2» прошли вблизи головной части кометы Галлея и установили, что ее ядро представляет собой темное, неправильное по форме тело, размером в поперечнике всего в несколько километров (рис. 1.12). В голове кометы Хейла - Бонна, которая была прекрасно видна в марте 1997 г. в России, обнаружены молекулы Н,0, СО, С0 2 ,Na, К,H 2 S, S0 2 и др.
Рис. 1.12. Положение кометы Галлея при сближении ее с Землей в марте 1986 г. Схема образования у нее плазменного хвоста (направлен от Солнца), пылевого хвоста (мельчайших частичек пыли) и пылевого шлейфа (более крупных частиц железосиликатной пыли, рассеивающихся вдоль кометной орбиты)
Движение комет характеризуется эллиптическими орбитами со значительным эксцентриситетом, что обеспечивает большие периоды обращения, а влияние планет изменяет эти орбиты, и с долгопериодических (период обращения более 200 лет) они переходят на короткопериодичес- кие (менее 200 лет) орбиты.
Со временем ледяное ядро кометы уменьшается, становится более рыхлым, и оно может рассыпаться, образуя метеоритный поток. Знаменитый Тунгусский метеорит мог быть ледяным ядром кометы. Кометы блуждают по космическому пространству и могут то покидать Солнечную систему, то, наоборот, проникать в нее из других звездных систем. По своему химическому составу кометы близки к планетам-гигантам и метеоритам типа углистых хондритов, о чем свидетельствует спектр комы комет. В апреле - мае 1997 г. жители Москвы и других городов России могли наблюдать великолепную комету Хейла - Боппа. В 1994 г. произошло столкновение обломков кометы Шумейкер - Леви с Юпитером, и астрономы запечатлели огромную «дыру» в атмосфере Юпитера. В 1986 г. космический аппарат «Джотто», приблизившись к комете Галлея, передал на Землю данные, свидетельствующие о том, что комета содержит сложные органические молекулы, богатые водородом, кислородом, углеродом и азотом.
Существует несколько гипотез происхождения комет, но наибольшей поддержкой пользуется гипотеза их конденсации из первичного протосолнечного газопылевого облака и последующего перемещения комет в пределы облака Оорта под влиянием гравитации Юпитера и
других планет-гигантов. Количество комет в облаке Оорта оценивается в сотни миллиардов.
Метеориты - твердые тела космического происхождения, достигающие поверхности планет и при ударе образующие кратеры различного размера. Источником метеоритов является в основном пояс астероидов. Когда метеорит входит с большой скоростью в атмосферу Земли, его поверхностные слои, разогреваясь, могут расплавиться и метеорит «сгорит», не достигнув Земли. Однако некоторые метеориты падают на Землю, и благодаря огромной скорости их внутренние части не претерпевают изменений, т. к. зона прогрева очень мала. Размеры метеоритов колеблются от нескольких микрон до нескольких метров, вес их бывает десятки тонн. 11 июня 2004 г. в Новой Зеландии метеорит размером с грейпфрут пробил крышу дома и «приземлился» на диване, где и был подобран хозяйкой.
Все метеориты по своему химическому составу подразделяются на три класса: 1) каменные, наиболее распространенные, 2) железокамен- ные и 3) железные.
Каменные метеориты являются наиболее распространенными (64,9 % всех находок). Среди них различают хондриты и ахондриты. Хондриты получили свое название благодаря наличию мелких сферических силикатных обособлений - хондр, занимающих более 50 % объема породы. Чаще всего хондры состоят из оливина, пироксена, плагиоклаза и стекла (рис. 1.13). Химический состав хондритов позволяет предполагать, что они произошли из первичного, протопланетного, вещества Солнечной системы, отражая его состав времени формирования планет, их аккреции. Это подтверждается сходством отношений основных химических элементов и элементов примесей для хондритов и в спектре Солнца. СодержаниеSi0 2 в хондритах - меньше 45 % - сближает их с земными ультраосновными породами. Хондриты подразделяются по общему содержанию железа на ряд типов, среди которых наибольший интерес представляют углистые хондриты, содержащие больше всего железа, находящегося в силикатах. Кроме того, в углистых хондритах присутствует много (до 10 %) органического вещества, которое имеет, однако, не биогенное происхождение. Кроме минералов типа оливина, ортопироксена, плагиоклаза, типичных и для земных пород, в хондритах присутствуют минералы, встречающиеся только в метеоритах.
Ахондриты не содержат хондр и по составу близки к земным магматическим ультраосновным породам. Ахондриты подразделяются на богатые Са (до 25 %) и бедные Са (до 3 %).
Железные метеориты по распространенности занимают второе место и представляют собой твердый раствор никеля в железе. Содержание никеля колеблется в широких пределах, и на этом основано разде-
Рис. 1.13. Кварцевая хондра (диаметр около 2 мм) в кварц-железо-энстатиновой матрице метеорита St. Mark (Кинг, 1979)
ление метеоритов на различные типы. Самыми распространенными являются октаэдриты с содержанием никеля от 6 до 14 %. Они характеризуются так называемой видманштеттеновой структурой, состоящей из пластин камасита (никелистое железо, Ni - 6 %), расположенных параллельно граням октаэдра и заполняющих между ними пространство тэнитом (никелистое железо,Ni - 30 %). Судя по тому что в железных метеоритах хорошо выражены деформации ударного типа, метеориты испытывали столкновения и сильные удары (рис. 1.14).
Железокаменные метеориты по распространенности занимают третье место и состоят они как из никелистого железа, так и из силикатного каменного материала, представленного в основном оливином, орто- пироксеном и плагиоклазом. Этот силикатный материал вкраплен, как в губку, в никелистое железо, или, наоборот, никелистое железо вкраплено в силикатную основу. Все это свидетельсвует о том, что вещество железокаменных метеоритов прошло дифференциацию.
Возраст метеоритов, определенный радиоизотопными уран-свинцовым и рубидий-стронциевым методами, - 4,4-4,7 10 9 лет. Такие цифры соответствуют принятому возрасту формирования Солнечной системы, что свидетельствует в пользу одновременного образования планет и тех тел, из которых впоследствии возникли метеориты. После того как обломок отделяется от родительского тела и превращается в метеорит, он облучается космическими лучами, следовательно, космический возраст собственно метеорита намного меньше возраста родительской породы.
Рис. 1.14.Образование метеоритов. 1 - газопылевое облако; 2 - аккреция в тела размером в несколько метров (планетезимали); 3 - аккреция планетезималей в тела размером 10-200 км; 4 - плавление и дифференциация; 5 - базальты; 6 - силикаты; 7 - железо; 8 - дробление при ударе. Обломки: 9 - железокаменные; 10 - каменные; И - железные; 12 - крупный метеорит; 13 - дробление; 14 - более мелкий метеорит
Происхождение метеоритов - важнейшая проблема, относительно которой существует несколько точек зрения. Наиболее распространенная гипотеза говорит о происхождении метеоритов за счет астероидов в поясе между Марсом и Юпитером. Предполагается, что астероиды в разных частях пояса могли иметь различный состав, и, кроме того, в начале своего образования они подвергались нагреву, возможно, частичному плавлению и дифференциации. Поэтому хондриты, ахондриты, углистые хондриты соответствуют различным участкам раздробившегося родительского астероида. Однако часть метеоритов общим весом более 2 кг, и это уверенно доказано, происходит с поверхности Луны, и еще больше, около 80 кг, с поверхности Марса. Метеориты лунного происхождения полностью тождественны по минералогическому составу, изотопным и структурным характеристикам лунным породам, собранным на поверхности Луны астронавтами или доставленным автоматическими станциями.
Метеориты с Марса, общим числом 12, частично были найдены в XIX в., а частично в наши дни, в частности в Антарктиде в 1984 г. Знаменитый метеорит ALH 84001 весом 1930,9 г был выбит с поверхности Марса сильным ударом 16 млн лет назад, а в Антарктиду он попал 13000 лет назад, где недавно вытаял из льда и был подобран исследователями.
Таким образом, общая хронология событий такова: 4,5 млрд лет назад одновременно с Землей возникает Марс; 1,5 млн лет назад при столкновении с астероидом от Марса отрывается осколок и улетает в межпланетное пространство; 13 тыс. лет назад осколок Марса попадает в сферу притяжения Земли и падает в Антарктиде; в 1984 г. американцы обнаруживают метеорит и дают ему названиеALH 84001; в 1994 г. геохимики идентифицируют метеорит как осколок Марса; в 1996 г. ученые обнаружили органические молекулы, которые считают древними формами жизни на Марсе.
Именно в этом метеорите были обнаружены мельчайшие - 2-10 6 - -10-10~ 6 см - цианобактерии, располагающиеся внутри глобул, состоящих из сульфидов и сульфатов железа и окислов, возраст которых определен в 3,6 млрд лет. То есть это несомненно марсианские породы, т. к. изотопный состав кислорода и углерода глобул идентичен таковым в марсианских газах, определенных в породах Марса на его поверхности космическим аппаратом «Викинг» в 1976 г. Палеонтолог А. Ю. Розанов считает, что в углистых хондритах есть микроорганизмы.
Самая большая подборка удивительной информации о небесных телах. Интересные факты о кометах и астероидах раскроют вам совершенно новый мир, о котором вы и не подозревали.
В переводе с греческого языка «комета» означает «длинноволосый», так как звезда с длинным хвостом ассоциировалась у древних людей с волосами, развивающимися на ветру.
Кометы – это грязный лед
Хвост у кометы образуется только при непосредственной близости с Солнцем. В дали же от этого небесного светила кометы представляют собой ледяные, темные объекты.
90% кометы – это лед, грязь и пыль. В центре – каменное ядро. В момент приближения к Солнцу, лед тает, образуя пылевое облако позади себя. Этот хвост мы и видим.
Невероятное количество
Самые маленькие кометы достигают в диаметре ядра 16 км. Самое крупное зафиксированное – 40 км. Длина хвостов может быть очень большой. Например, у кометы Хиякутаке длина хвоста была равна 580 млн. км.
Скопление комет может насчитывать триллионы. Именно столько и находится в Облаке Оорта – скоплении, окружающем Солнечную систему. Внутри Солнечной системы астрологи насчитывают как минимум 4 000 комет.
Юпитер, как самая большая планета Солнечной системы, способна менять направление комет силой своего притяжения. Так, однажды комета Шумейкер-Леви 9 разбилась об атмосферу Юпитера.
Бесформенные астероиды
Космические тела образуют сферическую форму под действием своей гравитации. Астероиды же слишком маленькие по размерам, чтобы сформировать сферу, поэтому они выглядят как эллипсоиды или гантели.
Цельность формы – это редкость для астероида. Чаще он представляет собой груду соединений, которая удерживается собственной тяжестью. В составе скоплений встречается уголь, камень, железо, вулканические материалы.
Диаметр самого большого астероида Цецеры равен 950 км.
Если астероид входит в атмосферу планеты, то это метеор. Если он падает на землю, то это - метеорит.
Есть ли угроза для нас?
Астероиды представляют потенциальную угрозу для планеты, но современные технологии с легкостью предотвращают подобное.
Чтобы представить себе, как падает астероид на поверхность планеты, можете посмотреть . Интересный факт – Земля может быть уничтожена с помощью одного лишь метеора диаметром в 1 км.
> Астероиды|
Астероид – небольшое небесное тело, вращающееся вокруг Солнца: характеристика с фото, классификация, главный пояс астероидов, троянцы, околоземные объекты.
- На Землю падают не только астероиды. Каждый день на нашу планету осыпается больше 100 тонн материала от астероидов и комет. Большая часть уничтожается в атмосфере из-за трения. Уцелевшие осколки именуют метеоритами;
- Падения астероидов в прошлом происходили намного чаще, чем сегодня;
- Падение скалы 65 млн. лет назад привело к истреблению динозавров (повлияло на развитие земной жизни);
- С периодичностью в 2000 лет на Землю падает скала с размером в футбольное поле;
- Раз в год к нам прибывают скалы с параметрами машины. В итоге можно наблюдать за великолепным огненным шаром. Но объект чаще всего сгорает и не успевает коснуться поверхности;
- Астероиды богаты не только на воду, но и на драгоценные и полезные металлы;
- Некоторые астероиды выступают разрушенными кометами. Из-за сближения с Солнцем лед тает и остается лишь каменистое ядро;
- У некоторых астероидов есть свои спутники;
- Также астероиды именуют малыми планетами и планетоидами;
Иногда астероиды называют малыми планетами. Это скалистые остатки от ранней Солнечной системы, сформировавшейся 4.6 млрд. лет назад. Большая часть осколков расположена между Марсом и Юпитером. Астероиды могут быть огромными (Веста с протяжностью в 530 км) и мелкими (менее 10 м). Общая масса все астероидов Солнечной системы уступает лунной.
Большинство астероидов имеют неправильную форму, хотя некоторым удалось стать почти сферическими с кратерными формированиями. При вращении на эллиптических орбитах астероиды также хаотично падают. Примерно 150 объектов располагают спутниками (у некоторых даже два). Есть двойные астероиды, где два скалистых тела сходятся по размерам и вращаются вокруг общего центра масс.
Существует 3 астероидных класса: С, S и М. Чаще всего можно встретить С-тип (хондриты), представленные глиной и силикатами, а по внешнему виду кажутся темными. Это одни из древнейших объектов в системе. S-типа (каменистые) состоят и силикатов и никелевого железа. А М-тип – металлические. Отличия в составе основываются на удаленности от Солнца при формировании. Некоторые поддались температурному нагреву и частично расплавились.
Мощная гравитация Юпитера и удары с другими астероидами приводят к изменению траекторий, из-за чего их выбрасывает из привычного места проживания к другим планетам. В прошлом множество крупных объектов врезалось в Землю, что помогло привнести новые элементы в состав.
Ученые все время следят за астероидами, подлетающими к нашей планете или пересекающими ее орбитальный путь. Минимальная критическая удаленность составляет 45 млн. км. Ценным инструментом выступает радар. Он отражает сигналы от объектов и получает необходимые данные: орбита, размер, форма и концентрация металлов.
К астероидам специально отправляли несколько миссий. В 1991 году к Гаспре и Иде направили Галилео. За Матильдой и Эросом следил NEAR-Шумейкер. В 2008 году к Стейну наведался Розетта, а в 2010 году – к Лютеции. Близкие пролеты осуществили Deep Space 1 и Stardust.
Сравнение масс астероидов
В 2005 году корабль Хаябуса приземлился на астероиде Итокава и попытался взять образцы. В 2010 году он доставил их на Землю. В 2007 году стартовала миссия Dawn. В 2012 году аппарат направился к Церере, куда прибыл в 2015-м.
Астероидная классификация
Главный пояс астероидов : большинство объектов расположены между Марсом и Юпитером с небольшими орбитальными путями. На этой территории проживают 1.1-1.9 млн. объектов с диаметром в 1 км и миллион мелких. В начале формирования системы гравитация газового гиганта остановила формирование соседних планет и заставила крошечные объекты сталкиваться, создавая наблюдаемые сейчас астероиды.
Троянцы : обладают орбитой большей планеты, но не сталкиваются, а группируются вокруг точек Лагранжа (L4 и L5). Гравитация планеты и Солнца уравновешивает их и заставляет вылетать из орбиты. Большая часть относится к семейству Юпитера.
Околоземные : Это объекты, приближенные к нашей планете. Фактически они пересекают орбитальный земной путь. На 2013 год было известно о 10003 объектах, где 861 превышают в диаметре 1 км, а 1409 считаются потенциально опасными.
Основные астероиды |
| Объект | Средний диаметр км |
Альбедо | Масса кг 10 21 |
Плотность г/см 3 |
|---|---|---|---|---|
Малые планеты – астероиды (греч. asteroedeis – звездоподобные) со звездами не имеют ничего общего, а названы так только потому, что в телескоп видны как точечные объекты. Интересна история открытия малых планет. К концу XVIII в. был известен эмпирический закон планетных расстояний (так называемое правило Тициуса – Боде), согласно которому между Марсом и Юпитером должна была находиться еще одна неизвестная планета. Поиски ее привели астронома Пиацци к открытию в 1801 г. планеты Церера диаметром 1003 км. Открытие еще трех планет: Паллады – 608 км, Юноны – 180 км и Весты – 538 км – было неожиданным. В последние годы обнаруживают астероиды до 1 км в диаметре, а их общее количество достигает нескольких тысяч. Поскольку астероиды движутся, то при длительных фотографических экспозициях они получаются в виде ярких белых черточек на черном фоне звездного неба.
Наблюдения показали, что астероиды имеют неправильную многогранную форму и движутся по орбитам различной формы – от окружностей до сильно вытянутых эллипсов; подавляющее большинство их (98%) заключено между орбитами Марса и Юпитера («главный пояс астероидов»), но астероид Икар подходит к Солнцу ближе Меркурия, а некоторые удаляются до Сатурна. Орбиты большинства астероидов сосредоточены вблизи плоскости эклиптики; периоды обращения их составляют от 3,5 до 6 лет; предполагают, что они вращаются вокруг своих осей (на основании периодического изменения видимого блеска). По вещественному составу выделяют каменные, углистые и металлические астероиды.
Суммарная масса всех астероидов оценивается в 0,01 массы Земли. Их общее притяжение не вызывает ощутимых возмущений в движении Марса и других планет.
Орбиты некоторых астероидов пересекаются с орбитой Земли, но вероятность одновременного нахождения Земли и астероида в одной точке и их столкновения исключительно мала. Предполагают, что 65 млн. лет назад на Землю упало небесное тело типа астероида в районе полуострова Юкатан и его падение вызвало помутнение атмосферы и резкое понижение среднегодовой температуры воздуха, что отразилось на экосистеме Земли.
В настоящее время астрономы обеспокоены необычным «нашествием» крупных небесных тел в окрестности планет Солнечной системы. Так, в мае 1996 г. на небольшом расстоянии от Земли пролетели два астероида. Многие специалисты предполагают, что Солнечная система попала в своеобразный шлейф из крупных небесных тел, образованных вне нашей системы, и считают поэтому, что наряду с ядерной угрозой опасностью номер один для нашей планеты стала опасность, исходящая от астероидов. Возникла новая важная проблема – создание космической защиты Земли от астероидов, которая должна включать в себя как средства наземного базирования, так и космические средства, в том числе и размещаемые в дальнем Космосе. Создание такой системы должно осуществляться на международной основе.
С другой стороны, возрастание числа видимых астероидов может быть объяснено возрастанием объема астрономической информации в последние годы, после того как наблюдения были перенесены с поверхности Земли в ближний Космос.
По вопросу о происхождении астероидов высказывались две прямо противоположные точки зрения. Согласно одной гипотезе, астероиды – осколки большой планеты (ее назвали Фаэтон), находившейся между Марсом и Юпитером на месте главного пояса астероидов и расколовшейся вследствие космической катастрофы из-за мощного гравитационного воздействия Юпитера. Согласно другой гипотезе, астероиды – протопланетные тела, возникшие за счет сгущения пылевой среды, которые не смогли объединиться в планету из-за возмущающегося действия Юпитера. В обоих случаях «виновником» оказывается Юпитер.
Кометы (греч. kometes – длинноволосый) – небольшие тела Солнечной системы, движущиеся по сильно вытянутым эллиптическим или даже параболическим орбитам. У некоторых комет перигелии находятся близ Солнца, а афелии – за пределами Плутона. Движение комет по орбитам может быть как прямым, так и обратным. Плоскости их орбит лежат в разных направлениях от Солнца. Периоды обращения комет весьма различны: от нескольких лет до многих тысяч лет. Десятая часть известных комет (около 40) появлялась неоднократно; их называют периодическими.
В кометах выделяется голова и хвост. Голова состоит из твердого ядра и комы. Ядро – ледяной конгломерат из застывших газов (водяного пара, диоксида углерода, метана, аммиака и др.) с примесью тугоплавких силикатов, углекислых и металлических частиц – железа, марганца, никеля, натрия, магния, кальция и др. Предполагают присутствие в ядре и органических молекул. Ядра комет невелики, поперечник их – от нескольких сотен метров до нескольких (50-70) километров. Кома – газово-пылевое окружение (водород, кислород и др.), светящееся при приближении к Солнцу. Близ перигелия из ядра кометы под влиянием солнечного тепла и корпускулярных потоков происходит «испарение» (возгонка) замерзших газов и образуется светящийся хвост кометы, иногда не один. Он состоит из разреженных газов и мелких твердых частиц и направлен в сторону, противоположную Солнцу. Длина хвостов достигает сотен миллионов километров. Земля уже не раз попадала в хвосты комет, например в 1910 г. Это вызвало тогда сильное беспокойство людей, хотя никакой опасности для Земли попадание в кометные хвосты не представляет: они столь разрежены, что примесь ядовитых газов, содержащихся в составе кометных хвостов (метан, циан), в атмосфере неощутима.
Среди периодических комет наиболее интересна комета Галлея, названная именем английского астронома, открывшего ее в 1682 г. и вычислившего период обращения (около 76 лет). Именно в ее хвосте оказалась Земля в 1910 г. Последний раз она появилась в небе в апреле 1986 г., пройдя на расстоянии 62 млн. км от Земли. Тщательные исследования кометы с помощью космических аппаратов показали, что ледяное ядро кометы – монолитное тело неправильной формы размером около 15 на 7 км, вокруг которого обнаружена гигантская водородная корона диаметром 10 млн. км.
Кометы – недолговечные небесные тела, так как по мере приближения к Солнцу постепенно «тают» за счет интенсивного истечения газов или распадаются на рой метеоров. Метеорное вещество впоследствии более или менее равномерно распределяется по всей орбите родительской кометы. В этом отношении интересна история периодической (около 7 лет) кометы Биелы, открытой в 1826 г. Дважды после открытия астрономы наблюдали ее появление, а в третий раз, в 1846 г., им удалось зафиксировать деление ее на две части, которые при последующих возвращениях все больше отдалялись друг от друга. Затем метеорное вещество кометы растянулось по всей орбите, при пересечении которой Землей наблюдался обильный «дождь» метеоров.
Никаких точных данных, что Земля когда-либо сталкивалась с ядром кометы, не зафиксировано. В пределы орбиты Земли ежегодно проникает не более пяти комет. Однако есть версия, что знаменитый Тунгусский «метеорит», упавший в 1908 г. в бассейне реки Подкаменной Тунгуски, близ поселка Ванавара, является небольшим (около 30 м) осколком ядра кометы Энке, который в результате теплового нагрева в атмосфере взорвался, а «лед» и твердые примеси «испарились». При этом взрывной воздушной волной был повален лес на площади в радиусе 30 км.
В 1994 г. ученые наблюдали падение кометы Шумейкеров – Леви на Юпитер. При этом она распалась на десятки осколков по 3- 4 км в диаметре, которые летели друг за другом с громадной скоростью – около 70 км/с, взрывались в атмосфере и испарялись. При взрывах возникло гигантское горячее облако размером в 20 тыс. км и температурой в 30000 °С. Падение подобной кометы на Землю закончилось бы для нее космической катастрофой.
Предполагают, что «кометное облако», окружающее Солнце, образовалось вместе с Солнечной системой . Поэтому, исследуя вещество комет, ученые получают сведения о первичном материале, из которого сформировались планеты и спутники. Кроме того, появились предположения об «участии» комет в зарождении жизни на Земле, поскольку радиоспектроскопическими методами доказано наличие в кометах и метеоритах сложных органических соединений (формальдегида, цианоацетилена и др.).
Метеоры , называемые обычно «падающими звездами», – это мельчайшие (мг) твердые частицы, которые влетают в атмосферу со скоростью до 50-60 км/с, нагреваются из-за трения о воздух до нескольких тысяч градусов Цельсия, ионизируют газовые молекулы, заставляя их излучать свет, и испаряются на высоте 80- 100 км над земной поверхностью. Иногда в небе появляется большой и исключительно яркий огненный шар, который может расколоться и даже взорваться во время полета. Такой метеор называют болидом . Подобный огненный шар взорвался 25 сентября 2002 г. в Иркутской области, между поселками Мама и Бодайбо. В небе фиксируются как единичные метеоры, беспорядочно появляющиеся на небосводе, так и группы метеоров в виде метеорных потоков, в пределах которых частицы движутся параллельно друг другу, хотя в перспективе кажется, что они разлетаются из одной точки неба, называемой радиантом. Метеорные потоки называются по тем созвездиям, в которых расположены их радианты. Земля пересекает орбиту Персеид около 12 августа, Орионид – 20 октября, Леонид – 18 ноября и т. д. Метеорные потоки движутся по орбитам тех астероидов или комет, в результате распада которых они образуются. Орбиты метеорных потоков тщательно изучаются в целях безопасности космических кораблей и аппаратов.
Метеоритами (от греч. meteora – небесные явления) называются крупные метеорные тела, которые падают на Землю. Ежегодно на земную поверхность выпадает около двух тысяч метеоритов общей массой около 20 тонн. Они представляют собой обломки округло-угловатой формы, покрытые обычно тонкой черной коркой плавления с многочисленными ячейками от сверлящего действия струй воздуха. По своему строению они бывают трех классов: железные, состоящие в основном из никелистого железа, каменные, в состав которых входят преимущественно силикатные минералы, и железокаменные, состоящие из смеси этих веществ. Среди каменных есть две группы: хондриты (зернистые метеориты) и ахондриты (землистые метеориты). Преобладают каменные метеориты. Физико-химический анализ метеоритов свидетельствует, что они состоят из химических элементов и их изотопов, известных на Земле, что подтверждает единство материи во Вселенной.
Самый крупный метеорит Гоба размером 2,75 на 2,43 м весом 59 т найден в юго-западной Африке, он железный. Сихотэ-Алинский метеорит (упал в 1947 г.) в воздухе раскололся на тысячи частей и выпал на Землю «железным дождем». Общий вес собранных осколков составляет около 23 т, ими создано 24 ударных кратера от 8 до 26 м в поперечнике. Метеорит Кааба («Черный камень») хранится в мечети г. Мекка в Саудовской Аравии и служит предметом поклонения мусульман. Много метеоритов обнаружено в Антарктиде, встречаются они и в осадках ложа Мирового океана.
а – относительная частота выпадения метеоритов разных классов (по Дж. Вуду); б – минеральный состав типичного хондрита (по В. Е. Хаину).
На заре существования Земли, когда неиспользованного материала в Солнечной системе было еще очень много, а атмосфера Земли – защита от метеоритов – была еще очень тонка, количество метеоритов, бомбардировавших Землю, было огромно и ее поверхность напоминала лик Луны. Со временем большая часть кратеров была уничтожена тектоническими и экзогенными процессами, но многие из них все же сохранились в виде кольцеобразных геологических структур, называемых астроблемами («звездными шрамами»). Особенно хорошо они видны из Космоса. Они достигают десятков километров в диаметре. Изучение метеоритов позволяет судить о строении и свойствах небесных тел и пополняет наши сведения о внутреннем строении Земли.
Литература.
- Любушкина С.Г. Общее землеведение: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. "География" / С.Г. Любушкина, К.В. пашканг, А.В. Чернов; Под ред. А.В. Чернова. - М. : Просвещение, 2004. - 288 с.
> Чем отличается астероид от кометы
Астероид и комета – сравнение и главные отличия объектов Солнечной системы: описание и характеристика, состав, Пояс Койпера, Облако Оорта, орбита, расположение.
Астероиды и кометы имеют общие черты. Это тела, вращающиеся вокруг Солнца, и они могут иметь необычные орбиты, иногда проходя близко к Земле или другим планетам. Эти тела - своеобразные "остатки", собранные из материалов времен формирования нашей Солнечной системы 4,5 млрд. лет назад. Но так чем же отличается астероид от кометы? Самая большая разница между кометами и астероидами в том, из чего они образованы.
Отличие астероида от кометы: состав
В то время как астероиды состоят из металла и скалистого материала, кометы состоят изо льда, пыли, скальных пород и органических соединений. Когда кометы подходят ближе к , они теряют твердость с каждым оборотом по орбите, потому что часть их льда тает и испаряется. Астероиды же, как правило, остаются твердыми, даже когда проходят рядом с Солнцем.
Сейчас большинство астероидов находятся в Поясе астероидов в области между орбитами и , которая может вместить миллионы космических камней разных размеров. С другой стороны, большинство комет в самых отдаленных уголках нашей Солнечной системы: либо в – области, расположенной сразу за пределами орбиты карликовой планеты Плутон, которая может иметь миллионы ледяных комет (как и многие другие ледяные карликовые планеты, похожие на и ); либо в - области, где триллионы комет могут облетать Солнце по орбите на огромном расстоянии до 20 триллионов километров (13 триллионов миль).
Отличие астероида от кометы : орбита
Некоторые ученые считают, что астероиды сформировались гораздо ближе к Солнцу, где было слишком тепло, чтобы льды оставались твердыми, в то время как кометы формировались дальше от Солнца и поэтому могли сохранить лед. Тем не менее, другие ученые считают, что кометы, которые в настоящее время сосредоточены в Поясе Койпера и Облаке Оорта, на самом деле, формировались внутри Солнечной системы, но затем вылетели из нее за счет гравитационных эффектов гигантских планет Юпитера и .
Мы знаем, что гравитационные возмущения периодически выводят астероиды и кометы из их обычных "домов" и помещают их на орбитальные курсы, которые приводят их ближе к Солнцу, как и к Земле.
Когда кометы приближаются к Солнцу, часть их льда тает. Это делает заметным еще одно различие между астероидами и кометами: кометы имеют , а астероиды, как правило, нет. Когда льды в кометах начинают таять, а другие материалы испаряются от жара Солнца, это формирует светящийся ореол, который сопровождает комету, когда она следует через космос. Лед и соединения, такие как аммиак и метан создают форму нечеткого облака, как . Силы, действующие на оболочку кометы под давлением излучения Солнца и солнечного ветра, являются причинами формирования ее «хвоста». «Хвост» всегда направлен в сторону от Солнца.
Астероиды, как правило, не имеют хвосты, даже те, что рядом с Солнцем. Но не так давно, астрономы заметили астероиды, которые имели хвосты, например, астероид P/2010 A2. Это происходит, когда астероид ударяется о другие астероиды и пыль или газ выбрасываются с его поверхности, создавая эффект «хвоста». Эти, так называемые "активные" астероиды, являются новым феноменом, и на момент написания статьи, в главном Поясе астероидов были найдены только 13 таких активных астероидов. Таким образом, они очень редки.
Еще одно различие между астероидами и кометами - в их орбитальных моделях. Астероиды, как правило, имеют более короткие, более круговые орбиты. Кометы, как правило, имеют очень широкие и удлиненные орбиты, которые часто превышают 50,000 а.е. от Солнца (* Примечание: 1 а.е., или астрономическая единица, равна расстоянию от Земли до Солнца). Некоторые, так называемые длинные кометы, происходят из Облака Оорта и находятся на больших орбитах вокруг Солнца, которые уводят их далеко за пределы планет и возвращают обратно. Другие, называемые краткосрочными кометами, прилетают из Пояса Койпера и перемещаются по более коротким орбитам вокруг Солнца.
Отличие астероида от кометы : количество
Существует большая разница, когда дело доходит до количества. Есть один нюанс в том, что мы не знаем точно, сколько астероидов или комет есть в нашей Солнечной системе, так как многие из них никогда не видели. Астрономы обнаружили миллионы астероидов - некоторые малы, как частицы пыли, другие же измеряются сотнями километров в поперечнике. Но на момент написания статьи, астрономы обнаружили всего около 4000 комет. Тем не менее, по некоторым оценкам, только в Облаке Оорта может быть сто миллиардов комет.