Классы орбит астероидов
С.Гурьянов          

Большинство известных малых планет обращаются вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера, образуя так называемый Главный Пояс астероидов... Небольшие группы астероидов нашли приют и прямо на орбитах этих планет, вблизи особых точек Лагранжа. Одна из таких точек обычно находится на 60 градусов впереди по движению планеты, а другая - симметрично позади нее. Это частный случай решения задачи трех тел, в результате которого получается равносторонний треугольник со сторонами равными расстоянию планеты от Солнца. Движение вблизи таких областей весьма устойчиво и находящиеся там объекты могут существовать достаточно долго. Попавшие в разные области малые планеты не имеют возможности встретиться друг с другом, и так и водят свой хоровод в вечном противостоянии. Для астероидов на орбите Юпитера были придуманы красивые названия - Троянцы и Греки (и даже имена им сначала давали такие же, какие были у героев Троянской войны). Впоследствии подобные семейства были найдены и у других планет, поэтому окончательно подобные объекты стали называть просто Троянцами...


Опасные соседи: Среди рядовых обитателей главного Пояса астероидов наверняка должны быть и такие, орбиты которых в значительной мере отличаются от окружностей. А это значит, что подобные объекты могут выходить за пределы, ограниченные орбитами Марса и Юпитера, и может быть даже приближаться к Земле!
И в конце-концов такие астероиды действительно были найдены...
 
В какой-то степени отправным стал 1932 год:
12 марта 1932 г. Е.Дельпорт из обсерватории в Уккле обнаружил астероид 1932 ЕА1 (впоследствии получивший название Амур). А спустя месяц - 24 апреля того же года, К.Рейнмут из Гейдельберга (Германия) открыл 1932 НА (Апполон). Дальнейшие исследования показали, что это не совсем обычные астероиды, афелии орбит которых, как и положено, находятся между орбитами Марса и Юпитера в главном Поясе астероидов, а вот перигелии лежат вблизи орбиты Земли (и именно неподалеку от Земли оба астероида и были открыты - см. рисунки выше). С одной лишь существенной разницей.
Орбита первого лишь приближалась к земной снаружи, а орбита второго - пересекала не только орбиту Земли, но и орбиту Венеры! Еще свежи были впечатления от Тунгусского феномена, и вот в руки астрономов попали сразу два реальных объекта, которые прекрасно вписались в разрабатываемую схему возможного столкновения Земли с небольшим космическим телом! Именно с этих двух тел, получивших романтические имена Амура и Аполлона и начались семейства "потенциально опасных" астероидов. Ведь даже небольшое гравитационное возмущение способно изменить орбиты подобных тел и перевести их на опасный путь столкновения с нашей планетой...
К семейству Амуров стали относить все астероиды с перигелийными расстояниями от 1.33 до 1.017 астрономических единиц. И с точки зрения возможности столкновения - они гораздо менее опасны, чем астероиды семейства Аполлона, орбиты которых таковы, что большая их часть лежит вне орбиты Земли, а ближайшая к солнцу точка (перигелий) все-таки проникает внутрь земной орбиты (<1.017 а.е.). Именно к этому типу принадлежат около 2/3 из известных на сегодняшний день сближающихся с Землей малых планет...
А могут ли существовать астероиды, орбиты которых почти целиком лежат внутри орбиты Земли, но все-таки в небольшой части выходят за пределы последней? Отследить такой объект гораздо сложнее, потому что большую часть времени он будет виден на небольших угловых расстояниях от солнца и прятаться в лучах вечерней и утренней зари подобно Меркурию и Венере... Ответ очевиден - такие астероиды тоже имеют право на существование. И неприятным подтверждением подобных рассуждений стало открытие Элеонорой Хелин (обсерватория Маунт Паломар, США) очередного космического визитера в рождественскую ночь 7 января 1976 года (см. рис.). Объект получил имя Атен и положил начало еще одному семейству потенциально опасных астероидов. Возможно таких объектов не очень много, а возможно мы просто сталкиваемся с дополнительной проблемой их обнаружения (см. выше), но на сегодняшний день семейство Атена составляет лишь около 1/10 от полного числа известных человечеству потенциальных космических агрессоров... Для справки - все вышеупомянутые объекты далеко не гиганты, но и не карлики в мире малых планет - их приблизительные диаметры: Амур - 1.9 км.; Аполлон - 3.7 км.; Атен - 2.9 км. - весьма внушительно и вполне достаточно, чтобы уничтожить на Земле практически все биологическое разнообразие...
Дальние странники: А что же творится на окраинах солнечной системы? Ведь более "спокойные" условия удаленных орбит располагают к размеренному существованию там не меньшего числа каменных и замерзших газово-пылевых фрагментов строительного материала, из которого когда-то сформировалась вся солнечная система... К сожалению малая освещенность солнечными лучами на таких расстояниях позволяет надеяться на обнаружение только самых крупных из подобных тел. И они неизбежно стали попадаться в руки астрономов с развитием наблюдательной техники. Вскоре после Атена, на той же обсерватории в Паломаре, был открыт медленнодвижущийся объект 1977 UB (18.10.1977), орбита которого оказалась почти целиком заключенной между орбитами Сатурна и Урана. Астероид получил номер 2060 и имя Хирон (один из мифических кентавров), а все последующие подобные объекты стали относить к семейству Кентавров. Хирон тоже не остался без "собственного семейства". В феврале 1996 года он прошел перигелий (8.4 а.е.) и обнаружил явные признаки кометной активности (оказался окруженным комой - облаком пыли и газов!). Так что в конце-концов за Хироном закрепилось еще одно, типично кометное имя - P/Chiron (95P). Ничего себе - кометища (d~300км), внутри которой смогли бы спокойно разместиться около тысячи ядер нашумевшей "гигантской" кометы Хейла-Боппа С/1995 О1!!!... После этого признаки кометной активности были обнаружены еще у нескольких подобных "астероидов", и сегодня их иногда называют объектами типа Хирона...
Продвижение к границам солнечной системы позволило обнаружить и еще более далекие объекты, расположенные за орбитой Нептуна и в районе орбиты Плутона (так называемый пояс Койпера). Среди которых нашлись и достаточно большие... Все они образуют семейство Plutino (плутончиков), будоража надежды исследователей на обнаружение там десятой планеты солнечной системы! Так что, недавний официальный лидер среди малых планет - Церера (с диаметром около 960 км), сегодня уже "с трудом втискивается в десятку" самых крупных астероидов!
На рисунке 4 представлены вероятные размеры Цереры, Плутона и Харона; а также нескольких уже открытых крупных тел из пояса Койпера, полученные из усредненных представлений об их отражающей способности.
И, если поверхности одного или нескольких Плутино окажутся покрыты более темными, чем у обычных астероидов породами, то объяснить их видимый блеск можно будет только за счет увеличения предполагаемых размеров.
В этой связи деление астероидов на семейства по типам орбит представляет интерес в основном для задач небесной механики и эволюции, но не несет никакой информации об их физических свойствах. Понятно одно, что за счет сил гравитации формы более крупных объектов должны быть близки к сферической, в то время как небольшие астероиды вполне могут выглядеть как самые разнообразные "неправильные" обломки (см. рис. ниже). Кроме того, у далеких от Солнца астероидов более высокие шансы сохранить на поверхности легкоплавкие ледяные смеси. В обоих случаях нет никаких оснований предполагать наличие у малых планет стабильных атмосфер в любом виде...
Исследования некоторых астероидов с помощью космических аппаратов не только подтвердили эти очевидные утверждения, но и позволили расширить наши знания о физических свойствах малых планет. На сегодняшний день ученые выделяют несколько групп (таксонометрических классов), внутри которых объекты имеют сходные отражательные свойства поверхностей. Самыми распространенными являются астероиды классов С, S и М (названия происходят от их минералогии: С - углерод + силикаты (кремний), S - силикаты + металлы, М - металлы с примесями). Метеоритными аналогами являются углистые хондриты, железо-каменные и никеле-железные метеориты. Интересно, что в главном Поясе астероидов количественное соотношение этих типов представленно как 7:5:1, в то время как для сближающихся с Землей объектов это же соотношение выглядит иначе: 3:7:1...
Первые "портретные снимки" малых планет удалость получить американскому космическому аппарату Галилео, который на своем пути к Юпитеру был проведен через главный Пояс астероидов так, чтобы сблизиться с двумя астероидами: Гаспрой в 1991 году и Идой в 1993 году (см.рис. справа). Поверхности астероидов оказались покрытыми тонким слоем реголита и испещрены метеоритными кратерами. А после тщательного изучения снимков ученые с удивлением обнаружили, что Ида имеет собственного спутника - небольшой булыжник размерами около 1.6х1.4х1.1 км., который по внешнему виду напоминал фалангу человеческого пальца и поэтому получил имя Дактил...
Гораздо больших успехов достиг другой космический аппарат - NEAR, конечной целью которого был астероид Эрос. И вновь, на пути к главной цели, аппарат был проведен неподалеку от еще одного астероида - Матильды...

Дополнительно: Основной организацией, занимающейся регистрацией открытий новых астероидов, обработкой их наблюдений, статистикой и вычислением орбит - является международный Центр Малых Планет (Minor Planet Center - MPC) в Гарварде (США). На сайте этого учреждения вы можете из первых рук получить множество самой разнообразной информации о малых планетах.
И в том числе познакомиться с полными списками известных Троянцев, Амуров, Аполлонов, Атенов, Кентавров, Плутино... Получить их орбитальные диаграммы, подобные приведенным вверху. Построить самый полный чертеж населения внешних окраин солнечной системы. И, конечно же, узнать о потенциально опасных для Земли астероидах, а также о предстоящих близких и экстремально тесных сближениях известных космических объектов с нашей планетой...
P.S. В феврале 2003 года был открыт астероид 2003 CP20, орбита которого целиком лежит внутри орбиты Земли. Возможно вскоре он получит собственное имя и даст название новому классу малых планет (см. мои новости от 26.02.2003)... Так же, как и уникально далекий и большой астероид 2003 VB12 (Седна), публичная информация о котором появилась весной 2004г.
P.P.S. Вскоре последовали сообщения об открытиях Орка, 2003 EL61, 2005 FY9 и Эрис (2003 UB313) - см.рис. выше, что в конце-концов даже привело к небольшой революции - в солнечной системе осталось только восемь главных планет! Так что вопрос о "Десятой планете" отложен практически навсегда...
Солнечная система | Астероиды | В основное меню