КАРТА САЙТА

Строение и жизнь Вселенной

А.В. Галанин © 2012

© Галанин А.В. Cтроение и жизнь Вселенной // Вселенная живая [Электронный ресурс] – Владивосток, 2012. Адрес доступа: http://ukhtoma.ru/universe1.htm Предисловие || 1. Структура галактик || 2. Эволюция галактик и звезд в галактиках || 3. Галактика Млечный Путь || 4. Гравитационное взаимодействие звезд и планет в Галактиках || 5. Строение и свойства Метагалактики || 6. Солнечная система (общая характеристика) || 7. Происхождение Солнечной системы || 8. Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля || 9. Планеты земной группы: Марс, Церера – карликовая планета из Пояса Астероидов || 10. Планеты гиганты: система Юпитера || 11. Планеты гиганты: система Сатурна || 12. Планеты гиганты: система Урана || 13. Планеты гиганты: система Нептуна || 14. Облако Оорта и Пояс Койпера. Плутоноиды || 15. Экзопланеты || 16. Свободные планеты Галактики || 17. Жизнь на Земле старше Солнечной системы || 18. Чёрные дыры и круговорот материи во Вселенной

"Задача науки не только в том, чтобы констатировать
известные факты, но еще и в том, чтобы путем анализа
и синтеза устанавливать факты неизвестные и в
   источниках не упомянутые"
Л. Гумилев

Глава 9. Планеты земной группы: Марс, Церера – карликовая планета из Пояса Астероидов

Марс

Марс – четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы. Планету в древности назвали в честь бога войны за его кроваво-красный цвет, который сразу же бросается в глаза, и красный цвет еще более заметен при наблюдениях этой планеты в телескоп. Во времена Пифагора (VI в. до н.э.) греки называли эту планету «Фаэтон», что означает «блистающий, лучезарный», Аристотель (IV в. до н.э.) называл Марс «Аресом» по имени бога войны.

Марс обращается вокруг Солнца по орбите радиусом 1,524 а.е. за 687 земных суток. Эксцентриситет его орбиты сравнительно высок (0,093) – орбита Марса заметно вытянута. Расстояние до Солнца меняется в течение года на 21 миллион километров, а энергия, которую получает Марс от Солнца, при этом изменяется в 1,45 раза. Наклонение орбиты к эклиптике составляет 1°51', а средняя скорость движения Марса по орбите – 24,1 км/с. Расстояния от Земли до Марса меняется по мере движения планет по своим орбитам от 56 до 400 миллионов километров. Все противостояния Земли и Марса, когда расстояние между двумя планетами меньше 60 млн. км, называются великими противостояниями, они повторяются каждые 15–17 лет.

Большой каньон на Марсе. Его глубина до 4 км. Легкая облачная дымка висит над каньоном – следовательно, в нем теплее, выше давление атмосферы и больше концентрация в воздухе паров воды. Большой каньон – это разлом коры Марса, возможно, даже зона спрединга. Фото с портала NASA. с сайта: http://kosmos-x.net.ru/index/0-63

Марс – планета, которая больше всех других планет Солнечной системы похожа на Землю. Но на нем нет морей и океанов, вода только в замерзшем виде. Есть огромные вулканы и длинный и глубокий тектонический разлом – Большой каньон. Фото с портала NASA с сайта: http://kosmos-x.net.ru/index/0-63. О Марсе более подробно см. другие странички на моем портале "Вселенная живая".

Диаметр Марса почти вдвое меньше диаметра Земли, а масса этой планеты составляет 10,7% массы Земли. Но его массы достаточно для того, чтобы удерживать тонкий слой атмосферы. Атмосфера Марса гораздо более разрежена, чем земная. Она прозрачна, поэтому с помощью телескопов можно хорошо разглядеть детали на поверхность планеты.

Облаков в атмосфере Марса мало, но иногда удается наблюдать даже циклональную активность, как на этих фотографиях. Циклон находится возле северного полюса Марса, виден даже глаз циклона. Снимки с телескопа Хаббл, 27 апреля 1999 г. Фото с сайта: http://zagadkimira.ru/

Сухая, холодная поверхность Марса. Фото с сайта: http://forum.na-svyazi.ru

Атмосфера Марса состоит на 95% из углекислого газа. Другие составляющие атмосферы: 2,5% азота, 1,6% аргона, менее 0,4% кислорода. Среднее давление атмосферы у поверхности 6,1 мбар, т.е. в 160 раз меньше, чем давление на уровне моря на Земле. В самых глубоких впадинах Марса оно может достигать 12 мбар. Атмосфера планеты очень сухая, пары воды в ней присутствуют, но в ничтожных количествах, однако все же легкие белые облачка на Марсе бывают. Если осадить всю воду (пар) Марса, содержащийся в его атмосфере, то получится слой в 0,1 мм.

Марсианское небо в ясную погоду имеет розоватый цвет, что объясняется рассеянием солнечного света на пылинках и подсветкой дымки оранжевой поверхностью планеты. При отсутствии облаков газовая оболочка Марса значительно прозрачнее, чем земная, в том числе и для ультрафиолетовых лучей, опасных для живых организмов. Солнечные сутки на Марсе длятся 24 часа 39 минут 35 секунд. Общая масса атмосферы Марса около 25 триллионов тонн.

Вода на Марсе есть, и ее много, но она находится в замерзшем виде – в форме ледников на полюсах и на дне кратеров в виде своеобразных наледей, образующихся за счет вытекания на поверхность подземных вод. По всей вероятности, на этой планете развита мощная криолитозона, слой вечной мерзлоты там может быть очень мощный – толщиной до 5–10 км. Но в нижней части мерзлота должна разогреваться за счет эндогенного тепла до такой степени, что переходит в жидкое состояние. Под давлением она может вырываться на поверхность в виде гейзеров и подземных источников и питать наледи-ледники на поверхности. В жидком состоянии вода на поверхности находиться не может, так как при нуле градусов она начинает замерзать, а при +2 градусах из-за низкого давления кипит и испаряется. Правда, если вода соленая, то она замерзает при –3, или даже –4°С, срок "жизни" соленой воды в жидком состоянии больше.

Несмотря на то, что слой атмосферы тонок, марсианские ветры дуют с огромной скоростью и легко поднимают сильнейшие пыльные бури по всей планете. На полюсах Марса имеются ледяные шапки, зимой они растут, летом уменьшаются. Когда температура воздуха охлаждается до –100°С и ниже, углекислый газ, находящийся в атмосфере, замерзает до твердого состояния и выпадает на поверхность белым снегом, образуя сухой углекислый лед. Температура на планете колеблется от –153°C на полюсе зимой и до +20°C на экваторе в полдень. Средняя температура составляет –50°C.

Зимой на холодном полюсе углекислая атмосфера Марса падает на его поверхность сухим снегом, при этом давление атмосферы над полюсями резко снижается, и воздух от экватора мчится к полюсам, поднимая знаменитые марсианские бури. Весной, когда на зимнем полюсе теплеет, углекислый снег начинает возгоняться, давление в атмосфере увеличивается, и ветры глобального масштаба дуют от полюсов к экватору. Весенние ветры бывают слабее осенних. В последние 100 лет на Марсе, как и на Земле, идёт процесс потепления. (Подробнее о Марсе можно прочитать на страничках, посвященных Марсу на этом портале).

Биосфера на Марсе пока не найдена, но исключить возможность ее существования там нельзя. Однако если биосфера Марса и существует, то она малоактивна. Из живых организмов там могут быть анаэробные бактерии и одноклеточные хемосинтетики, живущие на нижней границе криолитозоны на большой глубине. Разумной жизни на Марсе нет, и все сообщения о лицах на его поверхности и развалинах городов – разгул необузданной фантазии людей, плохо изучавших физику, химию и биологию в школе.

Марс был и остается конечным пунктом полетов многочисленных автоматических зондов, и возможно, в ближайшие десятилетия на планету ступит нога человека.

Эта карта была составлена в конце ХIХ века Джованни Скиапарелли. Тогда считали, что Марс очень похож на Землю, что на нем есть моря и суша, а марсиане создали сеть оросительных каналов и живут себе припеваючи на своей планете. Интересно то, что астрономы в довольно слабые телескопы того времени рассмотрели густую сеть каналов, которые в современные более мощные телескопы не видны. Или человек видит не то, что есть на самом деле, а то, что ему хочется увидеть, или структуры (разумеется, не каналы, а каньоны и разломы естественного происхождения), которые рисовали астрономы того времени, действительно тогда существовали, а через 100 лет исчезли из-за изменения климата? Ведь разглядели же совсем недавно в ледяном бугре пучения на Марсе некоторые фантазеры лицо. А лицо это за несколько лет потрескалось и испарилось. Картосхема с сайта: http://images.yandex.ru/yandsearch?p

Поверхность Марса. Фото NASA с сайта: http://yugopolis.ru

Джованни Вирджинио Скиапарелли (Giovanni Virginio Schiaparelli) (1835–1910). Фото с сайта: http://images.yandex.ru/yandsearch?text

Знаменитое "лицо" на Марсе при большем разрешении оказалось обыкновенным ледяным бугром на месте выхода грунтовых вод. Фото с портала NASA.

Экваториальный радиус Марса равен 3394 км, полярный меньше – 3376,4 км. Уровень поверхности в южном полушарии в среднем на 3–4 км выше, чем в северном. Участки поверхности Марса покрыты кратерами и кольцевыми структурами, похожими на лунные. Южная часть имеет более древнюю поверхность, она сильнее изрыта кратерами. На севере доминирует более молодая поверхность. Значительная часть поверхности Марса представляет собой более светлые участки («материки»), которые имеют красновато-оранжевую окраску; 25% поверхности занимают более темные «моря» серо-зеленого цвета, уровень которых ниже, чем уровень «материков».

Перепады высот в экваториальной области примерно 14–16 км, но имеются и более высокие вершины – огромные потухшие вулканы: Арсия (27 км) и Олимп (26 км). Это самые высокие вулканы в Солнечной системе. Диаметр основания марсианских вулканов достигает 500 и более км в основании. Для сравнения: щитовые вулканы Гавайских островов на Земле возвышаются над морским дном всего на 9 км. Вулканические кратеры достигают огромных размеров. Диаметр кратера у Арсии – 100, а у Олимпа – 60 км (для сравнения: у вулкана Мауна-Лоа на Гавайских островах диаметр кратера 6,5 км). Считается, что марсианские вулканы не являются действующими, они, вероятно, образовались раньше и были активными намного дольше, чем любые вулканы на Земле.

Так выглядит с околомарсианской орбиты большой каньон. Подобная структура могла образоваться в результате растяжения марсианской коры, в результате чего выколовшийся блок криолитозоны (коры) начал погружаться, возможно, подтаивая снизу от эндогенного тепла планеты. А образовавшиеся впадины справа и слева от этого блока стали наполняться быстро замерзающей водой и жидкой субстанцией темного цвета – по всей вероятности, нефтью или битумом. Фото с портала NASA.

Другая фотография Большого каньона. Плоское дно каньона контрастирует с очень крутыми стенками, а сверху простирается почти плоская равнина. Каньон – это марсианский грабен, вот только горстов на Марсе нет. Очень странно выглядят поверхности темного цвета, которые есть и на плато, и на стенке каньона, и на дне каньона. Причем такие темные поверхности наблюдаются в зонах повышенной тектонической и, вероятно, сейсмической активности. Фото с портала NASA.

На Марсе имеются отчетливые следы тектонической деятельности – разломы, ущелья с ветвящимися каньонами, некоторые из них имеют сотни километров в длину, десятки – в ширину и несколько километров в глубину. Вулканы извергались геологически сравнительно недавно.

Имеются свидетельства, что на поверхности Марса в свое время существовала жидкая вода. Некоторые особенности рельефа явно напоминают выглаженные ледниками участки. Судя по хорошей сохранности этих форм, не успевших ни разрушиться, ни покрыться последующими наслоениями, они имеют относительно недавнее происхождение. Не исключено, что благодаря низкой теплопроводимости льда, под его толщей местами может оставаться и жидкая вода, а подледные потоки воды продолжают и теперь углублять русла некоторых ложбин на Марсе.

Северная полярная и приполярная зоны Марса. Виден огромный ледник, состоящий из водяного льда, но зимой покрывающийся сухим снегом из углекислого газа. Весна, углекислый снег возгоняется, отчего давление атмосферы растет, усиливается парниковый эффект. Температура повышается, и начинает таять водяной лед. Вода быстро превращается в пар, а пар, охлаждаясь, – в легкую облачность. Циркуляция атмосферы усиливается, и возникают настоящие циклоны. Фото с портала NASA.

На этой модели представлена полярная шапка Марса. Это мощный ледник толщиной в несколько километров. Зимой он покрывается толстым слоем сухого углекислого снега, а весной снег возгоняется, а водяной лед остается, но немного подтаивает. Фото с портала NASA.

Химический состав Марса типичен для планет Земной группы, хотя, конечно, существуют и специфические отличия в составе. У марса имеется слабое магнитное поле, сила которого составляет около 2% от напряженности магнитного поля Земли. Но из-за намагниченности пород в некоторых областях локальные магнитные поля выше основного поля. Ядро Марса, по-видимому, имеет температуру около 1300° К и относительно низкую (по сравнению с Землей, Венерой и Меркурием) плотность. Ядро Марса богато железом и серой, радиус его порядка 800–1000 км, а масса – около одной десятой всей массы планеты.

Мантия Марса обогащена сернистым железом, тогда как содержание металлического железа в ней заметно меньше, чем на других планетах Земной группы. Кора Марса толще земной, мощность ее примерно 100 км. Кора богата оливином и железистыми окислами, которые и придают планете ржавый цвет. Химический состав поверхностного слоя таков: кремния 21%, железа 12,7%, серы 3,1%.

Наледь-глетчер на дне кратера на Марсе. Эта наледь-глетчер питается грунтовыми водами, которые по трешинам в криолитозоне поднимаются наверх и наращивают тело этого глетчера. Но при столь низком давлении водяной лед возгоняется, превращаясь в пар минуя жидкую фазу (сухая возгонка). При этом на поверхности льда возникает структура из регулярных углублений и возвышений. Такие наледи-ледники на Марсе встречаются довольно часто. В одной из предыдущих статей я назвал их ямными ледниками. Фото с портала NASA.

Считается, что это метеорит на поверхности Марса. Фото с портала NASA.

Марсологи из NASA считают, что это марсианский смерч. Но мне кажется, что это больше похоже на столб пара, вырвавшегося из толщи криолитозоны. Вырвавшись на поверхность, водяной пар сразу же замерзает, так образуется столб из мелких ледяных кристалликов. Фото с портала NASA. Столб ледяного пара на Марсе. На Марсе были зарегистрированы марсотрясения. Фотомонтаж с портала NASA.

На этом фото видны два столба тумана из мелких ледяных водяных кристалликов. Такие фонтаны периодически наблюдаются на Марсе: так происходит тепловая разгрузка его недр. Фото с портала NASA. Легкие облака на Марсе. Фото с портала NASA.

Бугорковатая поверхность Марса очень похожа на поверхность плато в высокой Арктике Земли. Такие регулярные бугры и западины образуются на поверхности вечномерзлого грунта. На Марсе тоже происходят процессы криогенной турбации грунта. Фото с портала NASA.

Марсианские дюны, по всей вероятности, состоят из смеси песка и кристалликов водяного льда. Они проморожены, но с наветренной стороны разрушаются, и на дюне в этом месте образуются вмятины. Когда воздух становится теплее, то разрушение дюны в этом месте убыстряется. Дует теплый северный ветер. Весна. В полярном районе возгоняется сухой лед из углекислого газа, от этого давление атмосферы увеличивается, усиливается парниковый эффект, и теплый воздух из углекислого газа устремляется на юг к экватору, разрушая дюны, образовавшиеся осенью и зимой, когда ветры дули с юга на север, и пыльная буря переносила песок и снег. Фото с портала NASA.

Снега на Марсе не так уж и мало. Но он перемешан с песком. Снег из верхнего слоя испаряется, и слой становится песчаным. Но под тонким слоем песка мы видим чистый белый снег, вскрытый гусеницами марсохода. На дне кратера видна ячеистая поверхность наледи-глетчера. Фото с портала NASA.

Марсоход в этом месте увяз в рыхлом песке, пришлось давать задний ход. Но при этом в глубине дюны вскрылся белый снег. Похоже, что его здесь немало. Фото с портала NASA.

Знаменитые и загадочные марсианские шарики. Диаметр их 1–1,5 см. Думаю, что это кусочки марсианского льда, окатанные во время песчаных бурь. Ветер осенью бывает такой сильный, что подхватывает эти градинки и несет их, а часто катит по поверхности. При этом кусочки льда получают огранку, и постепенно их форма становится шарообразной. Фото с портала NASA.

За камнем поверхность усыпана шариками. Они и на куске породы, имеющем слоистую структуру (слоистый песчаник?). В толще этого песчаника видны торчащие ледяные шарики. Такие песчаники образуются из отложений, которые оставляют на поверхности ежегодные песчаные бури. А вот темная пленка на глыбе похожа на тонкий слой густого битума. Фото с портала NASA.

Магнитное поле Марса крайне неустойчиво, в различных точках планеты его напряжённость может отличаться от 1,5 до 2 раз, а магнитные полюса не совпадают с физическими. Это говорит о том, что механизм планетарного динамо, ответственный за магнитное поле, на Марсе не работает. Хотя на Марсе не имеется устойчивого всепланетного магнитного поля, наблюдения показали, что части планетной коры намагничены и что, как и на Земле, на Марсе имели место смены магнитных полюсов. Считается, что около 4 миллиардов лет назад на Марсе были зоны спрединга и имела место тектоника плит. Потеря магнитного поля произошла около 4 млрд лет назад, после этого солнечный ветер стал практически беспрепятственно проникать в атмосферу Марса, и многие из фотохимических реакций под действием солнечной радиации (которые на Земле происходят в ионосфере и выше) на Марсе могут наблюдаться практически у самой его поверхности.

Геологическая история Марса включает в себя три эпохи: 1 – Ноачианская, названная в честь «Ноачинской земли», района Марса (наиболее древняя часть поверхности). Продолжалась в период 4,5–3,5 млрд. лет назад; в эту эпоху поверхность была изрубцована многочисленными ударными кратерами; было сформировано плато Фарсида, позднее интенсивно размытое водой. 2 – Гесперийская – продолжалась в период 2,9–3,3 млрд. лет назад; эта эпоха отмечена образованием огромных лавовых полей. 3 – Амазонийская эра, названая в честь «Амазонской равнины» на Марсе, продолжающаяся в период с 2,9 млрд. лет назад до наших дней; в эту эпоху сформировались поверхности, имеющие мало кратеров; в этот период сформирована гора Олимп; в это время по поверхности разливались и лавовые потоки.

Орбиты спутников Марса.

Изменение климата на Марсе в связи с изменением наклона оси вращения относительно плоскости орбиты.

У Марса есть два маленьких спутника астероида не шарообразной формы – Фобос и Деймос (Страх и Ужас). Они вращаются по очень низким орбитам, особенно Фобос, постепенно теряя высоту.

Спутник Марса Деймос. Возможно, это ледяная глыба, выхваченная Марсом из пояса астероидов или из пояса Койпера, но скорее всего, это вулканическая бомба, выброшенная на околопланетную орбиту одним из огромных марсианских вулканов. Орбита Деймоса неустойчива и очень близка к Марсу. Через некоторое время, как и его собрат – второй спутник Марса Фобос, Деймос упадет на Марс. Фото с сайта: http://ciospbappo.narod.ru/

Фобос – второй спутник Марса. Вероятно, вылетая из жерла вулкана, эта глыба сильно поцарапалась, о чем говорят однонаправленные полосы на ее поверхности. Фото с сайта: http://tainy.net

Фобос, скорее всего, – тоже большая глыба льда, он имеет несколько вытянутую форму с большим кратером на одном конце. Возможно, это результат столкновения Фобоса с астероидом, а возможно, и результат испарения углекислого льда, который находился в глыбе водяного льда. Когда температура этой глыбы стала больше температуры испарения углекислоты, то произошел разрыв поверхности ледяной глыбы и выброс струи углекислого газа наружу. Возник эффект реактивной тяги, толкнувший глыбу из жерла вулкана. Движением в жерле вулкана можно объяснить и отчетливые продольные полосы, вытянутые вдоль этой ледяной болванки. Я склоняюсь к этой гипотезе еще и потому, что удар метеорита по этой глыбе, судя по размеру кратера, должен был быть очень сильный. Такой удар запросто расколол бы ледяную глыбу на несколько кусков, если бы он произошел в открытом космосе.   Поверхность Фобоса. Фото с сайта: http://www.sistemasolnca.ru/ О Марсе более подробно см. другие странички на моем портале "Вселенная живая".

 

Церера – карликовая планета из Пояса Астероидов

Церера – карликовая планета в поясе астероидов внутри Солнечной системы. Среднее расстояние до Солнца 2,77 а. е. (413,9 млн км), эксцентриситет орбиты 0,08, наклон к плоскости эклиптики 10,6 градусов. Период обращения вокруг Солнца 4,6 земных лет, период обращения вокруг оси 9 ч 4 мин. Диаметр 974,6 км, масса 944 трилиардов тонн.

Церера была открыта Джузеппе Пиацци 1 января 1801. Цереру очень многое отличает от всех впоследствии открытых и еще открываемых астероидов. Орбита Цереры почти круговая и с малым наклоном к плоскости земной орбиты. Из всех астероидов только Церера имеет идеально сферическую форму, вдвое превосходя по размерам самые крупные астероиды Палладу и Весту. Масса Цереры составляет треть от массы всего пояса астероидов. Кроме того, строение Цереры, в отличие от остальных астероидов, напоминает строение планет земной группы. Внутри находится каменное ядро, окруженное ледяной мантией, которая сверху покрыта тонкой корой. Исследования, проведенные радиотелескопами в 2004 и 2005, показали, что на Церере много воды, разумеется, в форме льда.

В 2006 г. Международный Астрономический Союз ввел промежуточное звено между планетами и малыми планетами – карликовые планеты. Церера получила новый статус, перейдя из крупнейшего астероида в самую маленькую карликовую планету. Как и другие малые и карликовые планеты, Церера изучается в основном с Земли либо посредством околоземных телескопов. Однако в сентябре 2007 г. была запущена АМС «Dawn», которая после облета Весты в 2011 г. направится к Церере и достигнет цели в 2015 г. АМС проведет исследования с расстояния около 700 км.

Церера – карликовая планета из пояса астероидов. Фото с сайта: http://zagadkimira.ru К сожалению, более качественного фото этой планеты пока нет. Возможно, появится в 2015 г.

Пояс Астероидов. Схема с сайта: http://zagadkimira.ru

 

Пояс Астероидов

Пояс Астероидов – это область Солнечной системы, расположенная между орбитами Марса и Юпитера, это – место скопления множества объектов всевозможных размеров, преимущественно неправильной формы, называемых астероидами, среди них есть и карликовые планеты. Суммарная масса этого пояса довольно незначительна, больше половины её сосредоточено в четырёх самых крупных объектах: Церере, Палладе, Весте и Гигее.

Масса Цереры вдвое превышает суммарную массу Паллады и Весты. Но большинство астероидов, которых насчитывается в этом поясе несколько миллионов, значительно меньше, вплоть до нескольких десятков метров. При этом астероиды настолько сильно рассеяны в данной области космического пространства, что ни один космический аппарат, пролетавший через эту область, не был повреждён ими.

Причина такого строения и состава пояса астероидов, вероятно, в том, что он формировался непосредственно вблизи Юпитера, чьё гравитационное поле постоянно вносило серьёзные возмущения в орбиты астероидов. Вопреки распространённому мнению, расстояние между объектами в поясе астероидов очень велико – несмотря на то, что число открытых на 2011 год астероидов превысило 300 000, а всего в поясе их насчитывается несколько миллионов. Объём пространства, занимаемый Поясом Астероидов, огромен, и как следствие, плотность объектов в поясе весьма мала. Поэтому вероятность не то что столкновения, а просто случайного незапланированного сближения, например, космического аппарата с каким-нибудь астероидом сейчас оценивается менее чем один к миллиарду.

Астероидами считаются тела с диаметром более 30 м, тела меньшего размера называют метеороидами. Крупных тел в поясе астероидов очень мало: так, астероидов с поперечником более 100 км насчитывается около 200, около 1000 астероидов имеют поперечник более 30 км, а данные исследований в инфракрасном диапазоне спектра позволяют предположить, что помимо них, в главном поясе существует ещё около 1,5 миллиона астероидов с поперечником от 2 до 30 км.

Общая масса всех астероидов главного пояса приблизительно равна 4% от массы Луны или 0,06% от массы Земли. И половина этой массы приходится на 4 крупнейших тела: Цереру, Весту, Палладу и Гигею, причём из них почти треть массы приходится на Цереру.

Подавляющее большинство объектов в главном поясе астероиды трёх основных классов: тёмные углеродные астероиды класса C, светлые силикатные астероиды класса S и металлические астероиды класса M. Существуют астероиды и других более специфических классов, но их содержание в поясе крайне незначительно.

Углеродистые астероиды так называются из-за большого процента простейших углеродных соединений в их составе. Они – наиболее распространённые объекты в поясе (75% всех астероидов), особенно много их во внешних областях пояса. Поскольку они отражают очень мало солнечного света, их трудно обнаружить. Вполне вероятно, что в поясе астероидов находится ещё немало относительно крупных астероидов, принадлежащих к этому классу, но до сих пор не найденных из-за малой яркости. По составу они очень близки к углеродистым хондритным метеоритам, которые нередко находят на Земле. Крупнейшим представителем этого класса является астероид Гигея.

Вторым по распространённости спектральным классом среди астероидов главного пояса является класс S, который объединяет силикатные астероиды внутренней части пояса, располагающиеся до расстояния 2,5 а. е. от Солнца. Спектральный анализ этих астероидов выявил наличие в их поверхности различных силикатов и некоторых металлов (железо и магний), но практически полное отсутствие каких-либо углеродных соединений. Это указывает на то, что породы за время существования этих астероидов претерпели значительные изменения, возможно, в связи с частичным плавлением и дифференциацией. Они имеют довольно высокое альбедо (между 0,10 и 0,2238) и составляют 17% от всех астероидов. Астероид  Юнона является самым крупным представителем этого класса.

Металлические астероиды класса M, богатые никелем и железом, составляют 10% от всех астероидов пояса. Они движутся преимущественно в центральных областях пояса на расстоянии 2,7 а. е. от Солнца и могут быть фрагментами металлических ядер планет типа Цереры, разрушенных при взаимных столкновениях.

Одной из загадок астероидного пояса являются относительно редкие базальтовые астероиды. Теория формирования пояса астероидов предсказывала, что на ранней стадии в поясе астероидов должно было быть немало крупных объектов размером с Весту, в которых должна была начаться дифференциация недр. Подобные объекты должны были иметь кору и мантию, состоящие преимущественно из базальтовых пород. При последующем разрушении этих планетозималей более половины астероидов должны были состоять из базальта и оливина. На деле же оказалось, что 99% предполагаемого базальтового материала в поясе астероидов отсутствует. До 2001 года считалось, что большинство базальтовых объектов в поясе астероидов являются фрагментами коры Весты, однако их химический состав различается, что предполагает их отдельное происхождение. Два хорошо изученных в 2007 г. базальтовых астероида не имеют никакого отношения к Весте. Эти два тела являются единственными астероидами данного класса, обнаруженными во внешней части главного пояса

Прослеживается довольно чёткая зависимость между составом астероида и его расстоянием от Солнца. Как правило, каменные астероиды, состоящие из безводных силикатов, расположены ближе к Солнцу, чем углеродные глинистые астероиды, в которых часто обнаруживают следы воды (в основном в связанном состоянии, но возможно, и в виде обычного водяного льда). При этом близкие к Солнцу астероиды обладают значительно более высоким альбедо, чем астероиды в центре и на периферии.

Температура на поверхности астероида зависит от расстояния до Солнца и величины его альбедо. Для частиц пыли на расстоянии 2,2 а. е. температурный диапазон начинается с –73°C и ниже, а на расстоянии 3,2 а. е. уже с –108°C и ниже. Однако из-за вращения температура на дневной и ночной сторонах астероида могут существенно различаться.

На тела в Поясе Астероидов большое гравитационное влияние оказывает планета гигант Юпитер. Но о его влиянии на астероиды узнаем из следующей главы.

Веста 

Веста – один из крупнейших астероидов в главном поясе астероидов. Среди астероидов занимает первое место по массе и второе по размеру после Паллады. Это самый яркий астероид из всех и единственный, который можно без усилий наблюдать невооружённым взглядом. Веста была открыта 29 марта 1807 года Генрихом Вильгельмом Ольберсом и по предложению Карла Гаусса получила имя древнеримской богини дома и домашнего очага.

Орбита Весты лежит во внутренней части пояса астероидов, в пределах основной щели Кирквуда на расстоянии от Солнца 2,5 а. е. Орбита ее слабоэллиптичная с умеренным  наклоном к плоскости эклиптики. Этот астероид не пересекает орбиту Земли и оборачивается вокруг Солнца за 3,63 земных года.

Размеры Весты в трех направлениях составляют 578–560–458 км, и если бы асимметрия формы была бы чуть поменьше, то согласно уточнённой классификации тел Солнечной системы, её следовало бы отнести к классу карликовых планет. С планетами Весту сближает и то, что ее недра дифференцированы: у нее есть железо-никелевое ядро и каменная мантия. За счёт эндогенного тепла ядро и значительная часть мантии Весты расплавились. На протяжении последующих эпох происходило постепенное остывание и кристаллизация пород мантии и коры, что в конечном итоге привело к чрезвычайному разнообразию минералов, составляющих Весту.

На Весте обнаружены крупные кратеры поперечником до 150 км и глубиной до 7 км. Поверхность Весты существенно неоднородна: восточное полушарие имеет более высокое альбедо, западное же полушарие более тёмное, встречаются участки с аномально низким альбедо. Считается, что более тёмные области соответствуют базальтовым равнинами – аналогам лунных "морей", а более светлые – сильно кратерированным возвышенностям.

Астероид Веста. Фото с сайта: http://zagadkimira.ru

Астероид Сильвия с двумя своими спутниками. Фото с сайта: http://zagadkimira.ru/index

 

Астероид Итокава

Астероид Итокава относится к малым астероидам, движущимся по весьма вытянутым орбитам. Его орбита пересекает орбиту Земли, поэтому существует небольшая вероятность того, что он врежется в атмосферу Земли.

Японский автоматический зонд "Хаябуса" недавно подлетел к астероиду, направляющемуся по направлению к Земле. Зонд сделал фотографии поверхности астероида и передал их на Землю. Оказалось, что поверхность астероида Итокава совершенно лишена кратеров. Возможно, отсутствие этих впадин, столь обычных для тел Солнечной системы, объясняется тем, что астероид Итокава является совокупностью камней и глыб льда, связанных взаимной гравитацией. Всякий раз, когда астероид будет пролетать мимо Земли, его будет трясти, и образующиеся кратеры будут чем-нибудь заполняться. Другая точка зрения заключается в том, что частицы на поверхности астероида могут быть электрически заряженными от Солнца и в связи с этим, поднимаясь под действием микрогравитации, могут заполнять кратеры. "Хаябуса" спустился на поверхность астероида для  сбора образцов грунта, которые планировалось доставить на Землю в 2007 году.

Астероид Итокава. Фото с сайта: http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1199024 Японский автоматический зонд "Хаябуса" на поверхности астероида Итокава. Фото с сайта: http://nature.web.ru/

Астероид Итокава и японский зонд на его поверхности, берущий образцы грунта. Видно, что этот астероид буквально слеплен из многих кусочков. Так должны выглядеть кометы, еще не нагретые Солнцем. Думаю, что при столкновении с Земной атмосферой этот астероид рассыплется на мелкие кусочки, которые расплавятся и на поверхность Земли не выпадут, а если и выпадут, то мелкими камушками и пылью. Фото с сайта: http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1199024

Первые изображения астероида привели астрономов в замешательство, а инженеров в ужас. Оказалось, что астероид – не монолитный камень, а груда остроребрых камней, которые удерживает вместе взаимное притяжение. Сделать отбор грунта, как было запланировано, "Хаябуса" не смог, но фотографии он сделал отличные.

 

Итак, мы побывали на всех планетах земной группы и их спутниках, заглянули также в Пояс Астероидов. Путешествие это не было очень уж тяжелым, так как путешествовали мы виртуально. Благодаря нескольким поколениям исследователей астрономов и астрофизиков, полетам автоматических станций к Венере, Меркурию, Луне и Марсу, Агенству NASA, выложившему в интернет для всеобщего доступа великолепные фотографии, мы смогли увидеть и узнать много нового. Остается только поблагодарить источники использованной информации.

 

---

При написании данной странички была также использована информация с сайтов:

1. Википедия. Адрес доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/

2. Сайт "Загадки мира". Адрес доступа: http://zagadkimira.ru/index/osnovnye_obekty_solnechnoj_sistemy/0-51

3. Сайт "Природа". Адрес доступа: http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1199024

4. Сайт "Космос". Адрес доступа: http://kosmos.of.by

5. Сайт "Система солнца". Адрес доступа: http://www.sistemasolnca.ru/planety/izobrajeniya/izobrajeniya-saita/153-mars-fobos-i-deimos.html

6. Сайт NASA: http://www.nasa.gov/externalflash/armstrong_memorial/index.html.

7. Сайт "Космос". Адрес доступа: http://kosmos-x.net.ru/index/0-63