С астрономией на «ты». 5-7 классы

Класс С:

Класс С – основной класс тел, представляющих собой объекты темного спектра углеродистого характера. Согласно расчетам ученых, в него входит три четверти всех известных астероидов, но не исключено, что их количество намного больше. Связано это с тем, что из-за слабой способности отражать солнечные лучи их трудно обнаружить, поэтому подсчет объектов малых размеров этой группы вести пока нет возможности.

Спектр углеродистых объектов близок к каменным хондритным метеоритам. Последние содержат в своем составе химические элементы туманности, которые, в свое время, позволили образоваться Солнцу, но исключают наличие летучих веществ – гелия, водорода и прочих. В связи с этим вероятность наличия на них полезных ископаемых велика.

Обнаружить астероиды С класса очень сложно именно из-за их темноты. Так, один из самых известных представителей данного класса – Бамберга, фиксируется исключительно мощными телескопами благодаря своей значительно вытянутой орбите, но лишь на короткий период времени. Самым же крупным астероидом класса С считается Гигея.

Классификация астероидов

Общая
классификация астероидов основана
на характеристиках их орбит и 
описании видимого спектра солнечного
света, отражаемого их поверхностью.
Группы 
орбит и семейства
Астероиды
объединяют в группы и семейства 
на основе характеристик их орбит. Обычно
группа получает название по имени 
первого астероида, который был 
обнаружен на данной орбите. Группы
— относительно свободные образования,
тогда как семейства — более 
плотные, образованные в прошлом при разрушении
крупных астероидов от столкновений с
другими объектами.
Спектральные 
классы
В 1975 Кларк 
Р. Чапмен (Clark R. Chapman), Дэвид Моррисон
(David Morrison) и Бен Целлнер (Ben Zellner) разработали 
систему классификации астероидов,
опирающуюся на показатели цветности,
альбедо и характеристики спектра отражённого
солнечного света. Изначально эта классификация
определяла только три типа астероидов:
Класс
С — углеродные, 75 % известных 
астероидов.
Класс
S — силикатные, 17 % известных астероидов.
Класс
M — металлические, большинство остальных.
Этот 
список был позже расширен и число 
типов продолжает расти по мере того,
как детально изучается все больше
астероидов:
Класс
A— это сравнительно редкий класс астероидов
во внутренней части пояса астероидов
(с 2005 года астероидов этого типа было
обнаружено всего 17).
Класс
B— это сравнительно редкий класс астероидов,
входящие в группу углеродных астероидов.
Среди астероидной популяции объекты
класса B преобладают главным образом
во внешней части главного пояса астероидов,
кроме того преобладают астероиды наклонением
орбиты, в частности семейство Паллады,
которое включает в себя второй по величине
астероид Паллада. В них содержится исходный
строительный материал, из которого формировалась
наша солнечная система
.

Чем отличается комета от астероида?

Комета и астероид – принципиально разные небесные тела, хотя и имеют много общего:

– состав объекта. Основа астероидов – вещества, которые принято называть полезными ископаемыми. Чаще всего это металлы, но есть минералы, в том числе, гидратированные, углерод, скалистые материалы. Основа кометы – ледяные массы и пыль, дополненные небольшим количеством скалистых веществ;

– место формирования. Оба вида объектов сформировались в момент образования Солнечной системы, около 4,5 миллиардов лет назад. Однако астероиды расположились сравнительно недалеко от главной звезды и ее теплового излучения, из-за чего наличие льда и даже воды на них стало невозможным. Кометы же расположились удаленно, что отразилось на их составе, но при приближении к Солнцу их масса резко уменьшается, т.к. ледяные массы тают и испаряются. Как результат – появление характерного «хвоста», который у астероидов отсутствует;

– орбиты. Еще одно принципиальное отличие комет и астероидов: первые обладают широкими и довольно удлиненными траекториями движения, тогда как вторые – короткие, расположенные по кругу, хотя иногда и не совсем правильной формы. Последнее обуславливает тот факт, что астероиды «стремятся объединиться» и образуют пояса;

– не самой принципиальной, но все же разницей, считается и количество небесных тел. На сегодняшний день учеными открыто чуть более 3,5 тысяч комет, тогда как предположительное число астероидов превышает несколько миллионов. Сосчитать же все подобные тела невозможно, т.к. размеры многих их них не превышают параметры частиц пыли.

Общая характеристика астрономических объектов.

Небесное
тело (или точнее астрономический объект)
— это материальный объект, естественным
образом сформировавшийся в космическом
пространстве. К небесным телам можно
отнести кометы, планеты, метеориты, астероиды,
звёзды и прочее. Небесные тела изучает
астрономия.
Размеры
небесных тел разные — от огромных
до крошечных. Самыми большими являются,
как правило, звёзды, самыми маленькими
— метеориты. Небесные тела объединяют
в системы в зависимости от
того, что эти тела собой представляют.

Небесное 
тело
Система Пример
Планеты Звездные системы Солнечная система
Астероиды Астероидные пояса Пояс в Солнечной 
системе (между орбитами Марса и 
Юпитера)
Звезды Галактики Галактика Млечный 
путь Галактика Млечный путь Галактика
Млечный путь Галактика Млечный путь Галактика
Млечный путь
Кометы Кометные пояса
(пояса с «замёрзшими камнями»)
Пояс Койпера

Класс М:

Класс М – третий класс, чье изучение проводится с большими сложностями. Среди всех небесных тел этого типа они самые яркие за счет содержания значительного количества металлов – никеля и железа, но такой состав присущ не каждому из них. По версии ученых, эти астероиды являются остатками ядер с высоким содержанием руд более крупных объектов своей группы, разрушение которых произошло на этапе образования Солнечной системы. Самым значительным по величине представителем класса М является Психея.

Разделение астероидов на классы продолжается, т.к. во многих группах присутствуют объекты, которые не полностью или лишь малой частью соответствуют установленным критериям, но изучение их затруднительно. Так, Каллиопа, причисленная к классу М, имеет весьма малую плотность, поэтому физически не может состоять из руды, но в то же время ее альбедо напрямую указывает на присутствие металлов. Похожая ситуация с астероидом этого же класса Лютецией, что позволяет ученым предположить наличие на нем гидратированных металлов или каменистых минералов.

Кометы

Коме?та
— небольшое небесное тело, имеющее туманный
вид, обращающееся вокруг Солнца обычно
по вытянутым орбитам. При приближении
к Солнцу комета образует кому и иногда
хвост из газа и пыли.
Предположительно,
долгопериодические кометы залетают к 
нам из Облака Оорта, в котором 
находится огромное количество кометных
ядер. Тела, находящиеся на окраинах
Солнечной системы, как правило,
состоят из летучих веществ (водяных, метановых
и других льдов), испаряющихся при подлёте
к Солнцу.
На данный
момент обнаружено более 400 короткопериодических
комет. Из них около 200 наблюдалось в более
чем одном прохождении перигелия. Многие
из них входят в так называемые семейства.
Например, большинство самых короткопериодических
комет (их полный оборот вокруг Солнца
длится 3—10 лет) образуют семейство Юпитера.
Немного малочисленнее семейства Сатурна,
Урана и Нептуна (к последнему, в частности,
относится знаменитая комета Галлея).
Кометы,
прибывающие из глубины космоса,
выглядят как туманные объекты, за которыми
тянется хвост, иногда достигающий 
в длину нескольких миллионов 
километров. Ядро кометы представляет
собой тело из твёрдых частиц и 
льда, окутанное туманной оболочкой, которая
называется комой. Ядро диаметром в несколько
километров может иметь вокруг себя кому
в 80 тыс. км в поперечнике. Потоки солнечных
лучей выбивают частицы газа из комы и
отбрасывают их назад, вытягивая в длинный
дымчатый хвост, который движется за ней
в пространстве.
Яркость
комет очень сильно зависит от
их расстояния до Солнца. Из всех комет 
только очень малая часть приближается
к Солнцу и Земле настолько, чтобы 
их можно было увидеть невооружённым 
глазом. Самые заметные из них иногда
называют «большими (великими) кометами».

Астероиды, подлетающие к Земле:

Малые небесные тела периодически сближаются с орбитой Земли, а на заре образования Солнечной системы периодически падали на поверхность планеты. Об этом свидетельствует наличие одинаковых полезных ископаемых в земной коре и ядрах астероидов, т.е. можно предположить, что современная разработка месторождений – это освоение упавших в прошлом на Землю малых небесных тел. Однако такое падение способно стать катастрофическим для человечества и привести к гибели всей планеты, поэтому за потенциально опасными объектами (около десятка), способными значительно приблизится к ней, ведется наблюдение.

За всю историю изучения космоса учеными отмечено 3 подобных астероида:

– 2004 FU 162 – пролетел на расстоянии 6535 км 31 марта 2014 г.,

– 2008 TS 26 – приблизился на расстояние до 6150 км 9 октября 2008 г.,

– 2009 VA – оказался на расстоянии 14 тысяч км от Земли 6 ноября 2009 г.

Всего же учеными зарегистрировано 6200 астероидов, чья орбита находится близко от Земли, но наблюдение за большинством из них затруднено или попросту невозможно. Особого внимания заслуживают небесные тела, чей диаметр превышает 1 км, т.к. их падение может привести к мощным взрывам и разрушениям.

Формы и размеры астероидов:

В определении термина астероид указывается как небесное тело неправильной формы, и это стало одной из причин исключения их из ряда планет, но самые крупные объекты все же похожи на шар – чем же это объяснить?

Ученые полагают, что при формировании Солнечной системы астероиды имели значительные размеры и соответствующую форму, но в процессе своей «жизни» они сталкивались с другими космическими объектами, подвергались взрывам и распадам. Так, сохранить свое первоначальное состояние удалось лишь единицам. На небесных же телах малых размеров уменьшена и сила тяжести, что не позволяет сминать и утрамбовывать тяжелые вещества, придавая поверхности привычную форму шара. Поэтому астероиды существуют в виде агрегатов, в состав которых входит несколько блоков. Они удерживаются между собой силой тяготения, которая также не позволяет им прочно объединяться и сливаться между собой. Все эти параметры и формируют искомую форму, которую принято считать неправильной.

Еще одни важный критерий – размер. Так, ученые определили, что объектами данного типа считаются тела, превышающие 30 метров в диаметре, но как точно измерить размер с Земли? Для этого применяется несколько методов.

Впервые измерить диаметр небесного тела ученые решились еще в начала XIX века, применив нитяной микрометр. Это устройство, совмещаемое с телескопом, представляющее собой две тончайшие нити или проволоки, расстояние между которыми изменяется благодаря винтовому механизму высокой точности. Недостатком такой методики выступил тот факт, что при использовании различных телескопов получались разные результаты и иногда разница в показателях превышала разы.

Развитие науки и техники позволило изобрети другие способы определения размеров, самым популярными из которых стали транзитный метод и поляриметрия.

Суть первого заключается в том, что все небесные тела движутся, и когда астероид проходит на фоне отдаленной звезды, она его покрывает. Если известно расстояние до астероида, достаточно измерить длительность уменьшения сияния звезды, чтобы получить весьма точный размер искомого небесного тела. Недостаток методики – сравнительная точность расчетов присуща лишь крупным объектам.

В основе поляриметрии лежат параметры яркости самого астероида. Так, чем крупнее его размеры, тем больше солнечных лучей способна отразить его поверхность. Однако следует учитывать, что отражательные способности зависят от химических элементов, преобладающих в составе: наличие металлов сделает объект более ярким даже при небольших параметрах. Однако и отражательную способность (альбедо) ученые легко определяют при помощи инфракрасных излучателей, основываясь на принципе: чем меньше света отражает тело, тем сильнее он его поглощает и нагревается, а, следовательно, больше тепловой энергии выделяет.

Используется поляриметрия и для определения формы небесного тела. Метод позволяет зафиксировать различия в блеске, изменяющиеся во время вращения астероида вокруг своей орбиты. Эти же наблюдения дают возможность изучить период вращения и структуру поверхности, обнаружить на ней крупные выступы и впадины.

Дополнительно используются такие методы:

– радиолокационный. Основывается на сравнении данных зондов и эхолокаций, считается одной из самых точных методик. Позволяет изучить, скорость вращения и траекторию движения, особенности поверхности, расстояние до объекта и прочее;

– спекл-интерферометрия. Суть метода состоит в детальном изучении зернистой структуры изображения небесного тела.

Облако Оорта:

Облако Оорта считается гипотетической сферой скопления малых небесных тел, большей частью – долгопериодических комет, но его точное существование подвергается сомнению некоторых ученых.  Расположен в самой отдаленной части Солнечной системы и считается его условной внешней границей, а его размеры, предположительно, в тысячу раз больше, чем его ближайших соседей. Разделяется облако Оорта на две области – внешнюю и внутреннюю. Небесные тела, входящие в их состав, включают преимущественно толщи льда, состоящие из воды, метана или аммиака. Главные объекты облака:

– Седна;

– 2000 CR 105;

– 2006 SQ 372;

– 2008 KV 42;

– 2012 VP 113.

Есть предположения, что включает оно и газового гиганта – планету Тюхе, а на за его внешними пределами располагается звезда Нимезида – спутник самого Солнца.

Открытие астероидов:

Официально эпоха изучения астероидов ведет свое начала с 1801 года, с открытия Джузеппе Пиацци Цецеры. После этого открытия последовали и другие:

  • – Паллада – 28 марта 1802г., Генрих Вильгельм Ольберс;
  • – Юнона – 1 сентября 1804г., Карл Хардинг;
  • – Веста – 29 марта 1807г., Г.В. Ольберс;
  • – Астрея – 8 декабря 1845г., Карл Людвиг Хенке;
  • – Геба – 1 июля 1847г., К.Л. Хенке;
  • – Ирида – 13 августа 1847г., Джон Хинд;
  • – Флора – 18 октября 1847г, Д. Хинд;
  • – Метида – 25 апреля 1848г., Эндрю Грэхем;
  • – Гигея – 12 апреля 1849г., Аннибале де Гаспарис;
  • – Парфенопа – 11 мая 1850г, Аннибале де Гаспарис;
  • – Виктория – 13 сентября 1850г., Д. Хинд;
  • – Эгерия – 2 ноября 1850г., Аннибале де Гаспарис;
  • – Ирена – 19 мая 1851г., Д. Хинд;
  • – Эвномия – 29 июля 1851г., Аннибале де Гаспарис;
  • – Психея – 17 марта 1851г., Аннибале де Гаспарис;
  • – Фетида – 17 апреля 1852г., Роберт Лютер;
  • – Мельпомена – 24 июня 1852г., Д. Хинд;
  • – Фортуна – 22 августа 1852г, Д. Хинд;
  • – Массалия – 19 сентября 1852г., Аннибале де Гаспарис;
  • – Лютеция – 15 ноября 1852г., Герман Гольдшмидт;
  • – Каллиопа – 16 ноября 1852г., Д. Хинд;
  • – Талия – 15 декабря 1852г., Д. Хинд;
  • – Фемида – 5 апреля 1853г., Аннибале де Гаспарис;
  • – Фокея – 6 апреля 1853г., Жан Шакорнак;
  • – Прозерпина – 5 мая 1853г., Р. Лютер;
  • – Эвтерпа – 8 ноября 1853г., Д. Хинд;
  • – Беллона – 1 марта 1854г., Р. Лютер;
  • – Амфитрита – 1 марта 1854г., Альберт Март;
  • – Урания – 22 июля 1854г., Д. Хинд.

Открытие новых небесных объектов продолжается и в наши дни.

Класс S:

Класс S – второй по количеству объектов класс, включающий объекты с преимущественным кремниевым составом, за что еще получил название каменных. Яркость спектра (альбедо) этих тел средняя, а основными их химическими веществами считаются силикаты магния и железа (каменистые минералы).

Самыми крупными астероидами считаются:

– Ирида,

– Юнона,

– Амфитрита,

– Геркулина.

Эти объекты легко наблюдать с Земли при помощи обычного бинокля благодаря их яркости.

Особую известность заслужили:

– Веста – самый яркий объект данной группы;

– Итокава – первое тело, чьи образцы поверхности были изучены учеными и второе, куда совершалась посадка космического корабля.

Планеты

Планета
— это небесное тело, вращающееся по орбите
вокруг звезды или её остатков, достаточно
массивное, чтобы стать округлым под действием
собственной гравитации, но недостаточно
массивное для начала термоядерной реакции,
и сумевшее очистить окрестности своей
орбиты от планетезималей.Планеты
можно поделить на два основных класса:
большие, имеющие невысокую плотность 
планеты-гиганты, и менее крупные 
землеподобные планеты, имеющие 
твёрдую поверхность. Согласно определению 
Международного астрономического союза,
в Солнечной системе 8 планет. В порядке
удаления от Солнца — четыре землеподобных:
Меркурий, Венера, Земля, Марс, затем четыре
планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран
и Нептун. В Солнечной системе также есть,
по крайней мере, 5 карликовых планет: Плутон
(до 2006 года считавшийся девятой планетой),
Макемаке, Хаумеа, Эрида и Церера. За исключением
Меркурия и Венеры, вокруг всех планет
обращается хотя бы по одному спутнику.Состав 
планетных системЭкзоплане?та 
или внесолнечная планета — планета,
обращающаяся вокруг звезды за пределами
Солнечной системы. Планеты чрезвычайно
малы и тусклы по сравнению со звёздами,
а сами звёзды находятся далеко от Солнца
(ближайшая — на расстоянии 4,22 световых
года). Поэтому долгое время задача обнаружения
планет возле других звёзд была неразрешимой,
первые экзопланеты были обнаружены в
конце 1980-х годов. Сейчас такие планеты
стали открывать благодаря усовершенствованным
научным методам, зачастую на пределе
их возможностей.К концу 
декабря 2011 года подтверждено существование
716 экзопланет в 584 планетных системах,
из которых в 86 более чем одна планета.
Следует отметить, что количество надёжных
кандидатов в экзопланеты значительно
больше. Так по проекту «Кеплер» открыто
ещё более 1200 экзопланет с надёжностью
около 99 %, однако для получения статуса
подтверждённых требуется повторная регистрация
таких планет с помощью наземных телескопов.Объекты
планетарной массыОбъект 
планетарной массы, ОПМ или Планемо 
— это небесное тело, чья масса 
позволяет ему попадать в диапазон
определения планеты, то есть его масса
больше, чем у малых тел, но недостаточна
для начала термоядерной реакции по образу
и подобию коричневого карлика или звезды.
По определению все планеты — объекты
планетарной массы, но цель этого термина
в том, чтобы описать небесные тела, не
соответствующие тому, что типично ожидается
от планеты. Например, планеты в «свободном
плавании», не обращающиеся вокруг звезд,
которые могут быть «планетами-сиротами»,
покинувшими свою систему, или объекты,
появившиеся в ходе коллапса газового
облака — вместо типичной для большинства
планет аккреции из протопланетного диска
(их обычно называют субкоричневыми карликами).Планета-сиротаНекоторые
компьютерные модели формирования звёзд 
и планетарных систем предполагают,
что определённые «объекты планетарной
массы» могут покинуть свою систему и
уйти в межзвёздное пространство. Некоторые
учёные утверждали, что такие объекты
уже нашли свободно блуждающими в космосе
и их следует классифицировать как планеты,
хотя другие предположили, что они могут
быть и мало-массивными звёздами.Планеты-спутники
и планеты поясовНекоторые
крупные спутники сходны по размерам
с планетой Меркурий или даже превосходят 
её. Например, Галилеевы спутники и 
Титан

Алан Стёрн утверждает, что 
местоположение не должно иметь для планеты
значения, и только геофизические признаки
должны быть приняты во внимание при присуждении
объекту статуса планеты. Он предлагает
термин планета-спутник для объекта размером
с планету, обращающегося вокруг другой
планеты

Аналогично объекты размером
с планету в Поясе астероидов или Поясе
Койпера также могут считаться планетами
согласно Стёрну.

Главный пояс астероидов:

Главный пояс астероидов размещен между орбитами Марса и Юпитера. Свое название получил благодаря размерам, т.е. самой большой численности небесных тел в своем составе. Его суммарная масса составляет около 4% от массы главного спутника Земли, а главным «достоинством» считается присутствие четырех главных гигантов: Цереры, Весты, Гигеи и Паллады.

Количество астероидов в поясе достигает нескольких миллионов, при этом больше половины из них малого размера, до 30-50 метров в диаметре, и они располагаются на значительном удалении друг от друга, что позволяет космическим аппаратам свободно двигаться между ними.

В рамках Главного пояса присутствует несколько крупных семейств:

– Флоры;

– Эвномии;

– Корониды;

– Эос;

– Фемиды;

– Венгрии;

– Фокеи;

– Кибелы;

– Хильды.

Также имеются молодые семейства – Карины, Веритас, Датуры, Ианнини и Троянские астероиды, представляющие собой две крупные группы небесных тел, расположенных на самой границы орбиты Юпитера.

Звезды

Звезда?
— небесное тело, в котором идут,
шли или будут идти термоядерные
реакции. Но чаще всего звездой называют
небесное тело, в котором идут в 
данный момент термоядерные реакции. Солнце
— типичная звезда спектрального класса
G. Звёзды представляют собой массивные
светящиеся газовые (плазменные) шары.
Образуются из газово-пылевой среды (главным
образом из водорода и гелия) в результате
гравитационного сжатия. Температура
вещества в недрах звёзд измеряется миллионами
кельвинов, а на их поверхности — тысячами
кельвинов. Энергия подавляющего большинства
звёзд выделяется в результате термоядерных
реакций превращения водорода в гелий,
происходящих при высоких температурах
во внутренних областях. Звёзды часто
называют главными телами Вселенной, поскольку
в них заключена основная масса светящегося
вещества в природе. Примечательно и то,
что звёзды имеют отрицательную теплоёмкость.
Невооружённым
взглядом (при хорошей остроте 
зрения) на небе видно около 6000 звёзд, по
3000 в каждом полушарии. Все видимые с Земли
звёзды (включая видимые в самые мощные
телескопы) находятся в местной группе
галактик
.

Чем отличается метеорит от астероида?

Небесные тела не отличаются большим разнообразием, но при изменении их положения в пространстве солнечной системы они меняют свои свойства, от чего получают другое название.

Так, астероидов, размеры которых достигают сотен километров в диаметре, не очень много, но сам пояс этих объектов (астероиды «стремятся объединяться») включает более 750 тысяч более мелких, средних и даже совсем маленьких небесных тел. Все они двигаются по определенной орбите, но в результате различных сил и процессов иногда «срываются» с нее и движутся в космическом пространстве. Если один из таких астероидов проникнет в атмосферу Земли, он станет метеором.

Чтобы достичь поверхности планеты метеору придется столкнуться с несколькими слоями атмосферы, где его тело будет подвергнуто различным химическим и физическим процессам, проще говоря – «сгорит». В случае, когда какая-то часть метеора все же останется целой и упадет на Землю, она станет метеоритом. Чаще всего это ядро бывшего астероида, состоящее преимущественно из железа (около 90%) или минералов – кремния, магния и прочих. Огненный шар, образующийся при взрыве и горении метеора в атмосфере, называют болидом.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий