Od rujna 2017. postoji 503.850 numeriranih manjih planeta s izračunatim putanjama i još 245.833 nebrojenih.
Godine 1596. Johannes Kepler primijetio je da su prosječni polumjeri planetarnih putanja od Merkura do Saturna, izračunati po Koperniku, 0,38: 0,72: 1,00: 1,52: 5,2: 9,2. Jaz između Marsa i Jupitera činio se Kepleru preširok i sugerirao je da tamo postoji drugi planet. Ova je hipoteza potvrđena na Silvestrovo 1801. godine, kada je direktor zvjezdarnice u Palermu Giuseppe Piazzi ugledao slabu zvijezdu u zviježđu Bik, koje se pomicalo u odnosu na susjedna svjetiljka. Zamijenio ju je za kometu, ali ubrzo je sumnjao. Njemački astronom Johann Bode, s kojim je Piazzi podijelio svoja zapažanja, smatrao je ovo tijelo novim planetom, što je objavio u mjesečniku koji je izdavao direktor zvjezdarnice Gotha, barun Franz von Zach. Bode i Zach već su bili uvjereni da prostor između Marsa i Jupitera krije nepoznati planet;štoviše, u rujnu 1800. Zach je uvjerio nekoliko njemačkih astronoma da sudjeluju u kolektivnoj potrazi za tim. Kasnije su se i drugi znanstvenici, uključujući Piazzija, pridružili ovoj skupini (nazivajući se "nebeskom policijom").
Osim osam planeta, solarna suita uključuje veliku raznolikost tijela manje mase i veličine. Neki od njih sastoje se od prašine i smrznutog plina (to su komete), a ostali se sastoje od čvrste tvari (manji planeti ili planetoidi). Neki od njih, uz vrlo rijetke iznimke, ne prelaze orbitu Jupitera od Sunca, dok drugi, naprotiv, hodaju periferijom Sunčevog sustava. Prema tradiciji, manji planeti prve skupine nazivaju se asteroidi.
Piazzi nije imao vremena prikupiti dovoljno podataka za izračunavanje orbite navodnog planeta, koji je napustio europsko nebo do jeseni 1801. godine. Ipak, Bodeova bilješka potaknula je velikog matematičara Karla Friedricha Gaussa da započne rad na računalnoj metodi koja je zahtijevala manje podataka promatranja od uobičajenih izračuna. Svoje rezultate poslao je von Zachu, koji je uz njihovu pomoć ponovno otkrio bjegunca 1. siječnja 1802., točno godinu dana nakon Piazzija. Iste ju je noći promatrao još jedan pripadnik "nebeske policije" Heinrich Olbers. Na zahtjev Piazzija, novo nebesko tijelo dobilo je ime po rimskoj božici plodnosti Ceres, koja se smatrala zaštitnicom Sicilije.
Olbers je nastavio promatrati Ceresu i 28. ožujka 1802. primijetio je još jednu pokretnu točku u blizini. Dobila je ime Pallas, grčka božica mudrosti. Kad je Gauss izračunao elemente svoje orbite, postalo je očito da je Olbers imao fantastičnu sreću. Pallas kruži oko Sunca gotovo u isto vrijeme kad i Ceres (4,6 zemaljskih godina), ali njegova putanja je nagnuta na ekliptičku ravninu za 34 stupnja. Da nije bila tijekom Olbersovih promatranja blizu Ceres, mogla bi biti otkrivena tek nakon nekoliko desetljeća. U roku od pet godina otkrivena su još dva takva nebeska tijela. No, nakon toga, "nebeska policija" se razišla. Olbers je izdržao duže od ostalih, ali je također napustio lov na asteroide 1816. godine. Nastavilo se tek sredinom 19. stoljeća, kada otkrivači više nisu bili živi.
Kao zvijezde
Promotivni video:
U pismu Williamu Herschelu sugerirao je da su Ceres i Pallas fragmenti planeta koji su umrli od eksplozije ili sudara s kometom. Iz toga je slijedilo da će između Marsa i Jupitera postojati drugi solarni sateliti. Herschel je predložio da ih se naziva asteroidima, što u prijevodu s drevnog grčkog znači "poput zvijezda" (htio je reći da su ta tijela svjetlošću puno inferiornija od planeta i zato ih je teško razlikovati od većine zvijezda). Taj je neologizam ušao u jezik astronomije.
Olbersova hipoteza predviđala je postojanje novih asteroida, pa je nebeska policija nastavila potragu. Sudionici ovog kolektivnog istraživačkog projekta (usput rečeno, prvog u povijesti astronomije) otkrili su još dva asteroida, koji su također dobili imena rimskih božica. Karl Harding je 1. rujna 1804. otkrio Junonu, a 29. ožujka 1807. Olbers je zauzeo Vestu. Pravo izbora imena četvrtog asteroida dobio je Gauss, koji je izračunao njegovu orbitu u samo nekoliko sati (nije lako zadržati se u takvom roku ni uz pomoć modernog kalkulatora!).
Sezona lova
1830. godine matematičar i astronom Friedrich Wilhelm Bessel apelirao je na njemačke zvjezdarnice da počnu mapirati nebo kako bi tragali za asteroidima. Nešto je učinjeno u ovom smjeru, ali prvo otkriće nije otišlo profesionalcu, već amateru, poštaru Karlu Henkeu. 8. prosinca 1845., nakon 15 godina bezuspješnih promatranja, otkrio je peti asteroid Astrea. 1847. godine isti Henke uočio je asteroid br. 6 - Hebu, a ubrzo je mladi engleski astronom John Russell Hind otkrio asteroide Iris i Flora. Nakon toga potraga za manjim planetima brzo je dobila zamah. Prvi američki lovac na ta tijela, Christian Peters, otkrio je 48 asteroida od 1861. do 1889. godine, a njemački astronom Karl Luther - 24. Do 1890. godine u astronomske kataloge ušlo je tristotinjak stanovnika prostora između Marsa i Jupitera.
A onda je započela nova era. Docent sa Sveučilišta u Heidelbergu, Maximilian Wolf, prvi je na svijetu koji je fotografijom koristio za traženje manjih planeta. U prosincu 1891. otkrio je svoj prvi asteroid, a sljedeće godine - već 13. 1902. Wolff je vodio novu sveučilišnu zvjezdarnicu i pretvorio je u svjetsko središte "manje planetologije". Njegov mlađi kolega Karl Reinmuth otkrio je 389 asteroida od 1912. do 1957. i nitko nije mogao pobijediti ovaj rekord.
U razdoblju između dva svjetska rata potraga za asteroidima bila je izuzetno intenzivna, a samo 1930-ih donijelo je gotovo četiri stotine otkrića. Tada je usporio - dugo, tridesetak godina. Njegovom je oživljavanju olakšalo opremanje teleskopa poluvodičkim fotometrima i drugim elektroničkim uređajima te pojava moćnih računala sposobnih za brzo izračunavanje orbita asteroida. U posljednje vrijeme zemaljski robotski teleskopi, orbitalne zvjezdarnice i sonde udaljenog svemira koriste se za proučavanje malih planeta.
Klase asteroida
Podaci o strukturi asteroida temelje se na rezultatima spektralne analize reflektirane sunčeve svjetlosti, ispravljene geokemijskim podacima o sastavu meteorita (budući da su im asteroidi glavni izvor). Prema ovom kriteriju podijeljeni su u tri glavne klase: C (tijela s visokim udjelom ugljika), S (silikati s primjesom metala) i M (uglavnom asteroidi željeza i nikla). Klasa C čini tri četvrtine asteroida u glavnom pojasu, klasa S - 17%. Međutim, postoje detaljnije klasifikacije s mnogo većim brojem skupina.
Svi se asteroidi bez iznimke okreću, a njihove su osi orijentirane u svemiru sasvim slučajno. Obično je trajanje dana asteroida od 6 do 13 sati, ali postoje iznimke. Na primjer, maleni (oko 30 metara u širini) asteroid 1998 KY26 napravi potpunu revoluciju za 10 minuta 42 sekunde. Najvjerojatnije je stekao tako visoku kutnu brzinu kao rezultat višestrukih sukoba s bliskim rođacima.
Glavni pojas
Orbite gotovo svih asteroida leže unutar prstena, čiji je unutarnji radijus jednak dvjema astronomskim jedinicama, a vanjski - tri i pol (strogo govoreći, ovo nije prsten, već krafna, jer staze mnogih asteroida izlaze iz okvira ekliptike). Ova se zona naziva glavnim asteroidnim pojasom. Sadrži dvjestotinjak manjih planeta čiji je prosječni promjer veći od 100 km. Prema grubim procjenama, postoji 1-2 milijuna asteroida veličine najmanje kilometar. A ukupna masa stanovnika glavnog pojasa je oko 25 puta manja od mase Mjeseca!
Prostorna raspodjela putanja asteroida u glavnom pojasu daleko je od jednolike. Prvo, postoje pukotine koje je 1860-ih otvorio profesor sveučilišta Indiana Daniel Kirkwood. Na temelju proučavanja putanja 97 asteroida, Kirkwood je otkrio da ta tijela izbjegavaju orbite s razmjerima razdoblju Jupitera (na primjer, ako su ta razdoblja povezana kao 1: 3). Kirkwood je također razumio razlog: takva se tijela povremeno približavaju Jupiteru na istom dijelu svoje putanje i, kao rezultat toga, pod utjecajem njegove gravitacije zalutaju u odnosu na svoju prethodnu putanju (taj se učinak, primijetio je Laplace početkom 19. stoljeća na primjeru Jupiterovih mjeseci, naziva orbitalnom rezonancijom). U glavnom pojasu nalaze se utorci Kirkwood (u literaturi na ruskom jeziku nazivaju se i grotlima) i s drugim rezonancijama - 1: 2, 2: 5, 3: 5, 3: 7. Drugo,ni manje ni više nego trećina tamošnjih asteroida svrstana je u obitelji s bliskim orbitalnim elementima (poput duljine polu glavne osi, ekscentričnosti i nagiba orbite prema ravnini ekliptike). Prvu od ovih obitelji, prije gotovo stotinu godina, izolirao je profesor sa Sveučilišta u Tokiju Kiyotsugu Hirayama. Hirayama je vjerovao da se svaka obitelj sastoji od fragmenata većeg asteroida koji se raspao uslijed sudara s manjim tijelom, a ovo se tumačenje i dalje smatra najvjerojatnijim.raspao se zbog sudara s manjim tijelom, a ovo se tumačenje i dalje smatra najvjerodostojnijim.raspao se zbog sudara s manjim tijelom, a ovo se tumačenje i dalje smatra najvjerodostojnijim.
Asteroidi glavnog pojasa vjerojatno će se sudariti i sada (međutim, to nije bilo moguće vidjeti uživo), u prošlosti su sudari bili najčešća stvar. Mnogi (ako ne i svi) asteroidi fragmenti su svojih prethodnika. To objašnjava zašto u pojasu nema mnogo asteroida koji imaju svoje satelite. Kao što je Clark Chapman, viši istraživač na Southwest Research Institute u Coloradu, rekao premijeru, njihov udio ne prelazi 15% (naspram 75% za planete). Najvjerojatnije, asteroidi gube svoje mjesece ne samo tijekom izravnih sudara, već i zbog gravitacijskih poremećaja uzrokovanih pojavom susjeda. Kaotična raspodjela osi rotacije asteroida također je rezultat sudara. Samo Ceres, Pallas i Vesta imaju izravnu rotaciju naslijeđenu od primarnog predplanetarnog roja,od kojih su nastali i asteroidi i planeti. Zadržali su ovu rotaciju zbog impresivne mase, koja im pruža veliki kutni zamah.
Trojanski asteroidi
Gotovo svi asteroidi otkriveni u 19. stoljeću kreću se unutar glavnog pojasa. Iznimka su samo Efra i Eros, koji prelaze orbitu Marsa. U to vrijeme nije bilo drugih primjera bijega iz zarobljeništva unutar pojasa.
XX. Stoljeće je i ovdje donijelo promjene. 23. veljače 1906. Wolff je fotografirao vrlo slab asteroid koji se kretao u gotovo kružnoj orbiti istog radijusa kao Jupiterov, 55,5 stupnjeva ispred planeta. Nazvan je Achilles i dobio je broj 588. Uskoro je švedski astronom Carl Charlier shvatio da je Achilles u svom pokretu vezan za jednu od dvije točke stabilne vibracije koje je 1772. godine predvidio Joseph Louis Lagrange. Ahilej se povremeno vraća u blizinu točke libriranja L4, koja se kreće 60 stupnjeva ispred Jupitera. Nakon nekog vremena ondje je otkriven asteroid Patroclus, a Hector je pronađen u blizini točke L5 krećući se za 60 stupnjeva iza planeta. Ubrzo nakon toga pojavila se tradicija da se ti asteroidi imenuju u čast junaka Trojanskog rata - u blizini točke libriranja L4 po imenu Ahejaca (Ahile, Nestor, Agamemnon, Odisej, Ajaks,Diomed, Antiloch, Menelaus), a u blizini točke libriranja L5 - imena branitelja Troje (Priam, Eneja, Antif). Međutim, ta se tradicija nije pojavila odmah, tako da su Hector i Patroclus na kraju ostali u "neprijateljskim logorima".
Do danas je u blizini Jupitera otkriveno oko 5000 trojanaca. Kutna udaljenost između njih i Jupitera jako varira - od 45 do 100 stupnjeva. Još četiri Trojanca žive u blizini Marsa, a osam u orbitalnoj zoni Neptuna. U srpnju 2011. kanadski astronomi imenovali su prvog kandidata za titulu trojanskog partnera našeg planeta. Ovaj 300-metarski asteroid 2010 TK7 snimio je infracrveni teleskop WISE, koji je djelovao u orbiti niske Zemlje od siječnja do listopada 2010.
Asteroidi u blizini Zemlje
Druga faza otkrića započela je u proljeće 1932. godine. 12. ožujka, belgijski astronom Eugene Delport otkrio je asteroid Amur koji se Suncu približava na 1.08 AU u periheliju. i stoga gotovo dodiruje vanjsku stranu zemljine orbite. I samo šest tjedana kasnije, Karl Reinmuth naletio je na asteroid Apolon, čija orbita prelazi i Zemlju i Veneru i udaljena je samo 0,65 AU od Sunca u periheliju.
Kupidon i Apolon postali su preci dviju obitelji manjih planeta koje posjećuju unutarnja područja Sunčevog sustava. Imaju zajedničko ime - Asteroidi bliske Zemlje (NEA). Perihel asteroida tipa Amor kreće se od 1,3 AU. do maksimalnog radijusa zemljine orbite jednakog 1,017 AU. Asteroidi tipa Apolon uključuju tijela s perihelom manjim od 1,017 AU. a polu-glavna os veća od 1 AU. Postoji i obitelj bliskozemaljskih asteroida, čija je polu glavna os manja od jedne astronomske jedinice. Otprilike 50% takvih asteroida, od kojih je prvi otkriven 1976. godine i nazvan po egipatskom bogu Atonu, i dalje se više udaljava od Sunca nego Zemlje, jer se kreću duž elipsa s velikom ekscentričnošću. Među atonima se izdvaja podporodica asteroida,čiji je apogee manji od minimalnog radijusa zemljine orbite, 0,983 AU. Ta su tijela, prirodno, uvijek bliža Suncu od našeg planeta.
Orbite bliskih zemaljskih asteroida vrlo su raznolike. Neki se od njih povremeno vraćaju u glavni pojas, a ponekad čak idu i mnogo dalje, dok se drugi uvijek drže bliže Suncu. Takav je, na primjer, asteroid 1685 Toro s apogeeom od 1,96 AU. a perihel 0,77 AU. Prelazi orbite Zemlje i Marsa, a nedostaje mu samo 0,05 AU. e, da se dođe do orbite Venere. Treba mu 8 Zemlje i 13 Venere da napravi pet revolucija oko Sunca, pa je Toro u orbitalnoj rezonanciji s oba planeta. Postoje čak i asteroidi koji se usuđuju približiti Suncu bliže Merkuru. Takav je asteroid 1566. Ikar iz obitelji Apollo, kojeg je 1949. otkrio američki astronom Walter Baade.
Nedovršeni planeti
Asteroidi su, u određenom smislu, nedovršeni planeti. Oboje su nekoć nastali od sudarajućih i spajajućih se planetezimala, čvrstih tijela veličine od metra do kilometra, koja su orbitirala oko novorođenog Sunca. Ta su tijela, pak, nastala uslijed prianjanja čestica primarnog oblaka plina i prašine, iz kojeg je formiran Sunčev sustav. U zoni izvan orbite Marsa planetezimalci se nisu mogli ujediniti u veliki planet. Najvjerojatnije je to bilo zbog gravitacijskih poremećaja s Jupitera, iako su drugi mehanizmi mogli raditi. Konkretno, moguće je da je Jupiter više puta izbacio velika tijela prema Suncu, što je također destabiliziralo pojas asteroida.
Prvi asteroidi, koji su nastali izravno iz ravnina, kretali su se u ravnini ekliptike po gotovo kružnim putanjama i imali su male relativne brzine. Zato se nisu sudarali, već su se držali zajedno i rasli. Međutim, gravitacija Jupitera postupno je prisilila asteroide da se pomaknu u nagnute orbite s velikim ekscentričnošću, zbog čega se njihova relativna brzina povećala na 5 km / s (to je ono što je sada). Pri sudaru takvom brzinom, asteroidi su se raspršili na fragmente koji nisu imali šanse pokrenuti pravi planet.
Ti su procesi radikalno promijenili pojas asteroida. Njegova početna masa nije točno poznata, međutim, prema izračunima modela, mogla bi biti 2200 puta veća od trenutne mase i približno jednaka masi Zemlje. Isti izračuni pokazuju da su postojale stotine tijela, mase i veličine koje nisu inferiorne od Ceresa. Ta su tijela umrla u sudarima, a njihovi su otpaci otišli u nestabilne orbite i napustili pojas. Na kraju se toliko razrijedio da su sudari postali rijetki, a preživjeli asteroidi ostali su na prilično stabilnim putanjama. Dakle, trenutni glavni pojas blijeda je sjena nekadašnjeg sjaja.
Clark Chapman primijetio je da bi, prema brojnim planetarnim znanstvenicima, u isto vrijeme mogao postojati drugi pojas između Zemlje i Venere. Međutim, ove je asteroide bilo puno teže preživjeti. Može se pretpostaviti da su se gotovo svi nakon sudara podijelili, a njihovi su ulomci bačeni od Sunca.
Nikalna željezna groznica
Pisci znanstvene fantastike dugo su predviđali, da tako kažem, nacionalni ekonomski razvoj asteroida - prisjetimo se, na primjer, Azimove priče "Put Marsovca". To je razumljivo. Pojas asteroida sadrži gigantske rezerve najčišćeg vodenog leda i veliku raznolikost minerala. Jedan kubni kilometar supstance tipičnog asteroida klase M sadrži 7 milijardi tona željeza, milijardu tona nikla i milijune tona kobalta. Ukupni trošak ovih metala po današnjim cijenama iznosi preko 5 bilijuna USD. Ostaje nadati se da će ih, ako čovječanstvo dođe do tih resursa, koristiti pametno i sa stvarnom koristi.
Aleksej Levin
