Реферат на тему:
Астероїди.
Учениці 11 «А» класу
Школи № 864
Юфкіной Анни.
- Москва 2001р. -
Зміст
Свідоцтва подвійності астероїдів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. стор 3
Фотометричні ознаки мультікомпонентності астероїдів ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. стор 5
Орієнтація астероїда ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... стор 7
Область існування супутників астероїдів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... стор 8
Свідоцтва подвійності астероїдів
До кінця XIX століття про астероїдах склалося уявлення як проодиночних тілах. Таке уявлення було пов'язано з тим, що наглядоваапаратура того часу не дозволяла проводити скільки-небудь детальневивчення малих планет. Однак, з розвитком методів спостережень іудосконаленням апаратури, картина стала мінятися. Вже на початку XX століттяз'явилися перші якісні спостереження, що свідчать про двоїстоїприроді деяких малих планет. Так, були проведені детальні спостереженняастероїда 433 Ерос, які дозволили засумніватися в уявленні проастероїдах як монотелах. Проте таких спостережень було небагато, і вонисуперечили загальноприйнятим поглядам, і лише через кілька десятиліть, впротягом яких проводилися різноманітні спостереження та теоретичнірозрахунки, дані про подвійності деяких астероїдів були остаточнопідтверджені. Отже, які ж методи використовуються для пошуку подвійнихастероїдів? Найбільш очевидним є дослідження астероїдів шляхом прямоїреєстрації їх зображень на фотоплатівці, ПЗЗ-матриці або будь-якомуіншому приймачі випромінювання. Однак цей метод має ряд недоліків, найбільшголовними з яких є труднощі реєстрації слабкого об'єкта поруч ізяскравим і необхідність проводити спостереження з високим кутовим дозволом.
Існуючі наземні телескопи можуть у такий спосіб виявити подвійністьлише в деяких астероїдів, яскравість компонентів яких не дуже відрізняєтьсяі відстань між якими досить велика. Так, наприкінці 1970-х років в
Китаї за допомогою 0.6 і 1 - метрового телескопів була виявлена подвійністьастероїда 9 Метис. Різниця блиску компонентів склала 2 зорянівеличини, відстань між компонентами 1000 км, що відповідалокутовому відстані 1''. Відстань від астероїда до Землі при цьомустановило 1.23 а.е. Іншим методом, який дозволяє проводити більш детальніспостереження астероїдів, є радіолокація. Існуючі потужніпередавачі і приймачі дозволяють досить точно дослідити формуастероїдів при їх зближення із землею. Час запізнювання відбитогосигналу дозволяє виміряти відстань до астероїда, а доплеровськечастотний зсув - швидкість. Розширенням відображених сигналів дає інформаціюпро обертання астероїдів. Точність вимірювання при цьому досягає близько десяткаметрів на великих телескопах. Перші радіолокаційні спостереження астероїдівбули проведені в 1968 році, і близько 10% спостережень астероїдів показалиознаки подвійності. Недоліком радіолокаційного методу єможливість отримувати щодо впевнені результати лише на невеликомувідстані від Землі або тільки для самих великих астероїдів головного поясу.
Слід згадати також метод, заснований на спостереженнях покриттівастероїдами зірок. Багато спостереження свідчили про те, що блискзатьмарює зірки починав слабшати ще до початку покриття або післянього. Було зроблено припущення, що такі ефекти пов'язані змультікомпонентной структурою спостережуваних об'єктів. Поза сумнівом, самимдостовірним методом є дослідження астероїдів з борту космічнихапаратів. Першим астероїдом, дослідженим таким чином, єастероїд 951 Гаспра. Спостереження астероїда були проведені в 1991 р. КА
"Галілео" на пролітний траєкторії до Юпітера. Відстань між КА і Гаспроюв момент зближення склало 16000 км і це дозволило детальносфотографувати поверхню астероїда, розміри якого складають близько
15 км. Наприкінці серпня 1993 р. "Галілео" пролетів на відстані 11000 км відастероїда 243 Іда. Іда має розміри 56x24x21 км і є членомсімейства Короніса, що належить головному поясу. Надіслані на Землізнімки з роздільною здатністю 100 метрів на піксель показали, що Іда єсильно кратерірованним, неправильної форми тілом. Але найбільш несподіванимвиявилося, що Іда має супутник, який назвали Дактиль. Дактиль бувзареєстровано незалежно двома приладами - ПЗЗ-матрицею і інфрачервонимспектрометром. Супутник виглядає практично сферичним, його розмірискладають 1.6x1.4x1.1 км, відстань до головного тіла близько 100 км.
Нарешті, 27 червня 1997 космічний апарат NEAR пройшов на відстані
1200 км від астероїда головного поясу 253 Матильда. Дозвіл на кращихзнімках сягала 200 метрів на піксель. Матильда має розміри 50x50x70 кмі є вкрай повільно обертається астероїдом - один оборот за 17.5діб. На поверхні астероїда звертає на себе увагу величезний кратер.
Можливо, зіткнення з тілом, які утворили цей кратер, і єпричиною вкрай повільного обертання Матильди. У 1999 році відбудетьсязближення апарату NEAR з астероїдом 433 Ерос, в процесі якогопланується здійснити посадку на поверхню астероїда. Як уже зазначалося,ще наземні спостереження дозволили запідозрити подвійність цьогоастероїда, і дослідження з борту космічного апарату дозволятьостаточно це з'ясувати.
Фотометричні ознаки мультікомпонентності астероїдів
Сучасна фотометрична апаратура дозволяє проводити вимірюванняблиску небесних тіл з точністю до сотих часток зоряної величини, щозводить до мінімуму помилки при побудовах кривих блиску. На основідослідження кривих блиску обертових тіл можна отримати інформацію проформі тіла, період його обертання, положення в просторі осі обертання, пропрямому або зворотному обертанні. Основною моделлю при дослідженні формиастероїдів є модель тривісного еліпсоїда. У цьому випадку порівняннякривих блиску астероїда і модельних кривих тривісного еліпсоїда,
"віртуально" що знаходиться в тій же точці простору, що і астероїд, іобертається з тим же періодом, дозволяє знайти з деякою часткоюймовірності форму астероїда. Помилки при цьому можуть виникати у тому разі,якщо мінералогічний склад поверхні не однаковий на астероїді, щоможе призводити до альбедним відмінностей. Тому має сенс одночаснопроводити як фотометричні, так і спектрофотометричні спостереження.
Однак картина ще більш ускладнюється в разі мультікомпонентностіастероїдів. У цьому випадку на криву блиску, обумовлену обертаннямастероїда навколо осі і ейлеровскім обертанням, викликаним вільноїпрецесією осі обертання астероїда в просторі, накладаються коливання,викликані:
. зверненням супутника навколо головного тіла (Затьмарення ефекти)
. обертанням супутника навколо осі
. вимушеної прецесією осі обертання головного тіла під гравітаційним впливом супутника
. прецесією осі обертання супутника
Перші візуальні фотометричні спостереження, що свідчать проіснування подвійного астероїда, були проведені в 1901 році приспостереженнях астероїда 433 Ерос. Сприятливе розташування астероїдадозволило тоді зареєструвати затемнених ефекти. Згодом булопроведена велика кількість фотометричних спостережень, частина якихсвідчила про мультікомпонентності спостережуваних об'єктів.
| | На малюнку представлені: |
| | A - модельна крива блиску |
| | Астероїда 1620 Географ |
| | B - крива блиску від |
| | 01.01.1994 г. |
| | C - крива блиску від |
| | 04.01.1994 р. |
| | |
На основі великої кількості досліджених кривих блиску астероїдів рядавторів зазначають наступні ознаки двоїстої структури астероїдів:
. існування плоского мінімуму, що говорить про повне затемнення
. сильна залежність амплітуди від фазового кута, що обумовлено взаємним затінюють ефектом при різних фазах
. зміна нахилів гілок кривих блиску від періоду до періоду, зумовлені різними моментами початку і кінця затемнень
. існування широкого максимуму в порівнянні з різкими вузькими мінімумами
Наявність вимушеної прецесії, викликаної супутником, змінює положення осіобертання астероїда в просторі. Регулярний точне визначення координатполюса досліджуваного тіла дозволяє зробити висновок існування цього видупрецесії.
Орієнтація астероїда
Варіації блиску астероїдів обумовлені хіміко-фізичними тагеометричними ефектами. Хіміко-фізичні ефекти залежать від відмінностіскладу речовини на різних частинах поверхні астероїда. Геометричніефекти залежать від форми, обертання астероїда і його орієнтації щодоземного спостерігача. Вклад геометричних ефектів є основним. Уяк модель, що описує обертання астероїдів, звичайно використовують модельобертового тривісного еліпсоїда. Орієнтація астероїда по відношенню доземному спостерігачеві визначається чотирма основними параметрами:
| | Кутом аспекту (A) |
| | Кутом нахилу (O) |
| | Фазовим кутом (F) |
| | Кутом повороту навколо власної |
| | Осі |
Область існування супутників астероїдів
Освіта супутників можливо тільки в зоні 0.4 радіуса сфери Хілла,де дисперсія швидкостей невелика і при зіткненнях часток відбувається їхзлипання, а не руйнування. Все вищесказане справедливо також і вщодо астероїдів. Будь-який астероїд має навколо себе контрольовану нимзону стабільного існування супутників, що розташовуються, якправило, на відстані декількох радіусів головного тіла. Який же механізмосвіти супутників астероїдів? В даний час немає якогось єдиногодумки з цього питання. Згідно з однією з гіпотез, супутники сформувалисяна початковій стадії еволюції Сонячної Системи, коли гравітаційневплив молодого Юпітера було невелике. На цьому етапі дисперсія швидкостей впоясі була мала, і супутники утворювалися з протоспутнікових дисків,обертаються навколо астероїдів. Зростання гравітаційний вплив Юпітераприпинило цей процес. Існує також припущення, що багатоастероїди складаються з кількох кам'яних брил, слабко пов'язаних силамитяжіння і покритих шаром реголіта. Будь-яка невелика зовнішній впливпризводить до розриву цієї системи і утворення одного або кількохсупутників на малих відстанях від основного тіла. В даний часдисперсія швидкостей в поясі складає близько 5 км/сек, у той час якперша космічна швидкість на поверхні самого великого астероїда -
Церери дорівнює 0.5 км/сек. Отже, зіткнення системи астероїд --супутник з іншим астероїдом повинно закінчитися руйнуванням системи. У підсумкуна даному етапі кількість астероїдів з супутниками оцінюється близько 10%.
На цю цифру вказують експерименти по радіолокації (з 69 дослідженихцим методом астероїдів під підозру на подвійність потрапляють 8),фотометричні дослідження (близько п'ятдесяти з п'ятисот дослідженихастероїдів). Також слід взяти до уваги, що з 28 великих кратерівна Землі 4 є подвійними, і те, що з трьох досліджених космічнимиметодами астероїдів один є подвійним.
