Муниципальное учреждение дополнительного образования детей « ЦЕНТР ДЕТСКОГО ТВОРЧЕСТВА» ст. Выселки, Краснодарского края.

Работу выполнил: Хлопин Андрей Андреевич.

Объединение «Ракетное моделирование», Центра детского творчества.

Педагог: Хлопин А.А.

Ст. Выселки 2006 г.

Между Марсом (четвертая от Солнца планета) и Юпитером (пятая от Солнца планета), очень далеко в космосе, вокруг Солнца вращается огромное кольцо. Оно состоит из миллионов тел, которые называют астероидами.

О том, что в Солнечной системе между орбитами Марса и Юпитера движутся многочисленные сравнительно мелкие тела, узнали менее двухсот лет назад. Впрочем, подозревали что-то подобное довольно давно. В 1766 году профессор физики Иоганн Даниэль Тициус фон Виттенберг сформулировал "закон планетных расстояний"…

"Обратите внимание на расстояния между соседними планетами, - писал он, - и вы увидите, что почти все они возрастают пропорционально радиусам самих орбит. Примите расстояние от Солнца до Сатурна за 100 единиц, тогда Меркурий окажется удаленным от Солнца на 4 таких единицы; Венера - на 4+3=7 тех же единиц, Земля - на 4+6=10; Марс - на 4+12=16. Но смотрите, между Марсом и Юпитером происходит отклонение от этой, такой точной прогрессии. После Марса должно идти расстояние 4+24=28 единиц, на котором сейчас мы не видим ни большой планеты, ни спутника…"

Тициус твердо верил, что там что-то должно быть, но предположил, что "…это расстояние, без сомнения, принадлежит пока еще не открытым спутникам Марса… После этого неизвестного нам расстояния получается орбита Юпитера на расстоянии 4+48=52 единицы, а дальше расстояние самого Сатурна 4+96=100 таких единиц. Какое удивительное соотношение!"

Почему "закон планетных расстояний" в отечественной литературе называют законом Тициуса-Боде. Согласно первоисточников: астроном Иоганн-Элерт Боде вставил этот закон в свою книгу "Руководство по изучению звездного неба", даже не удосужившись сослаться на Тициуса, и долгое время незаслуженно считался его автором…

Английский астроном В. Гершель в 1781 году открыл планету Уран, причем расстояние планеты от Солнца очень мало отличалось от величины, которую предсказывала формула Тициуса. Это обстоятельство повысило доверие ученых XVIII века к правилу Тициуса, и в 1796 году на конгрессе в Готе было решено начать поиск недостающей планеты. Однако случилось так, что никому из тех астрономов, которым поручили наблюдения, не повезло. Планету обнаружил в первую новогоднюю ночь 1801 года Дж. Пиацци, директор обсерватории в Палермо (Сицилия). Надо сказать, что у Пиацци была совсем другая задача, он хотел составить точную карту звездного неба в области созвездия Тельца. Сверяясь со звездным каталогом Волластoна (как выяснилось позже, в каталоге была допущена опечатка), астроном никак не мог обнаружить одну из звезд. Неожиданно он заметил звездоподобный объект, который медленно перемещался по небу. Когда вычислили орбиту космического тела, оказалось, что оно движется поразительно точно на том расстоянии от Солнца, какое предсказано формулой Тициуса. Астрономы торжествовали: найдена недостающая планета. Ее назвали Церерой, в честь богини - покровительницы Сицилии.

“Правило планетных расстояний” Тициуса, как мы видим, сыграло выдающуюся роль в истории открытия малых планет. Однако само это правило до сих пор не получило своего теоретического истолкования.

Вскоре были открыты другие астероиды: Паллада, Юнона, Веста, Астрея, Геба, Ирида…1860 году было известно уже 62 астероида, к 1870 - 109, к 1880 - 211, к 1923 - 1000… По данным Института теоретической астрономии РАН, к марту 1998 года в астрономических каталогах значилось уже 8443 астероида с хорошо рассчитанной орбитой, получивших имя. Как предположили астрономы Робин Эванс и Карл Стапелфельдт из Лаборатории реактивного движения после изучения снимков сверхтелескопа "Хаббл", всего в поясе астероидов находится примерно 300000 тел диаметром 1-3 километра и огромное количество прочей мелочи.

Гершель предложил назвать маленькие планеты астероидами. Астероид по-гречески означает «звездообразный».

Начиная с конца XIX века для поисков астероидов стали применять фотографию. При длительных экспозициях изображения астероидов из-за их быстрого движения получаются в виде черточек. Сначала их называли именами божеств, потом – именами знаменитых людей. До недавнего времени соблюдалось правило: называть астероиды женскими именами, делая исключение для астероидов с необычными орбитами. Теперь от этого правила отказались.

В настоящее время астероиду сразу после открытия присваивается предварительное обозначение, содержащее год открытия (например, 1937 DA), а потом, если орбита астероида будет определена надежно, – постоянный номер и название. Все астероиды имеют размеры меньше 1000 км, у них нет атмосферы и гидросферы. Форма астероидов самая разнообразная: от шаровой до сигарообразной. У астероидов большие различия в составе поверхности, что подтверждается их способностью отражать свет: у одних астероидов коэффициент отражения лишь 3 %, что делает структуру их поверхности похожей на свежевспаханный чернозем или новую автомобильную покрышку, тогда как у других он приближается к 50 %, как если бы она была покрыта меловыми отложениями. Так, поверхность астероида 52 Европа имеет альбедо всего 0,03, а Веста имеет альбедо 0,28. Периоды осевого вращения астероидов различаются в десятки раз: у некоторых малых планет это часы, у других – сутки.

Ныне принято считать астероидами все тела, размеры которых не менее 1 км. Тела меньших размеров получили название метеороидов.

Плотность астероидов обычно лежит в пределах от 2 до 8 г/cм3.

Гипотезы о происхождении малых планет можно распределить на две большие группы. Первую группу образует гипотеза, которую в 1804 году предложил астроном Генрих Вильгельм Ольберс и ее различные модификации, предполагающие происхождение астероидов (и комет) как результат взрыва гипотетической планеты. От чудовищного удара извне или от внутреннего удара планета взорвалась(!), оставив после себя наследие в виде астероидов. Эту гипотетическую планету, в последствии назвали ФАЭТОН, в честь сына бога Солнца Гелиоса. Согласно греческой мифологии Фаэтон, похитил у отца (Гелиоса) его огненную колесницу и поехал кататься по небу, но погиб, разбившись вместе с колесницей. Это были первые признаки АСТЕРОИДНОЙ ОПАСНОСТИ для Земли. Раз Фаэтон погиб от взрыва упавшего тела, то и Землю может постичь такая же участь? К этой гипотезе обратился российский астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов, который считает, что планету - прародительницу астероидов и комет было бы правильнее назвать не Фаэтон, а Астерон.

Другая группа гипотез рассматривает происхождение астероидов (и комет) в единой эволюционной схеме образования Солнечной системы. Среди этих гипотез наиболее подробно разработана гипотеза советского ученого О. Ю. Шмидта. Астероиды - остатки промежуточных тел, из которых создавались планеты, сохранились до нашего времени. Они так и не сумели сформироваться в планету из-за близости массивного Юпитера. Планета-гигант своим воздействием увеличивала относительные скорости астероидов и довела этот процесс до такого состояния, что кинетическая энергия астероидов превысила гравитационную, а в таких условиях они уже не могли соединяться и формироваться в единое тело при встрече. Скорее наоборот, столкновение приводило к взаимному дроблению, а не объединению Гипотеза О. Ю. Шмидта является спорной в научных кругах.

В 50-х годах 20 века против гипотезы Ольберса о Фаэтоне появились первые, но убедительные возражения, основанные на данных о метеоритах. Метеоритами называются железные, каменные или железокаменные массы, время от времени внезапно падающие из космического пространства на поверхность планет солнечной системы, в том числе и Земли. Вся совокупность известных науке фактических данных позволяет сделать вывод о том, что метеориты представляют собой обломки небесных тел нашей солнечной системы, небольшого размера (астероидов) и более крупных тел (планет). Из анализов состава метеоритов следовало, что они неоднородны по химическому составу и никак не могут быть продуктами разрушения большой планеты (одной - прим. автора).

К сороковым годам XX века каталоги астероидов с указанием их орбит содержали около полутора тысяч объектов. Используя методы небесной механики, теоретически можно повернуть события вспять, “собрать" астероиды вместе и определить приблизительную орбиту родительской планеты. Такую работу проделал московский астроном А. Н, Чибисов. Его вывод однозначен: исходя из современных данных о движении астероидов, невозможно определить ни область, где разорвалась планета, ни орбиту, по которой она двигалась до взрыва (речь идет об одной планете – прим. автора). Азербайджанский ученый Г. Ф. Султанов подошел к этому вопросу с другой стороны. Он рассчитал, как должны распределиться в пространстве осколки при разрыве планеты. Полученные данные сравнил с существующим распределением астероидов. И вновь результат оказался не в пользу гипотезы Ольберса. Различия в распределении столь велики, что говорить, о взрыве небесного тела нет никаких оснований (одного небесного тела – прим. автора).

Данные исследований метеоритов опровергают и вторую гипотезу, предложенную Шмидтом. Астрономы давно предполагали, что столкновения играют большую роль в формировании планет. Ранняя Солнечная система могла быть переполнена пылью, которая становилась камнями, которые, в свою очередь, становились планетами. В результате столкновений планеты могут терять свою атмосферу, кору, и даже мантию, или могут быть раздроблены на группу меньших объектов. Столкновения могут также дать объяснения различному составу астероидов, включая падающие на Землю метеориты. Каменистые астероиды похожи на осколки коры планет, а богатые железом осколки могут происходить из ядра планет.

Если от какого-либо астероида откалывается обломок и продолжает свое независимое движение в космическом пространстве, то космический возраст этого обломка будет определяться возрастом его наиболее "свежей" грани или стороны. После выполнения ряда измерений оказалось, что космические возрасты получаются различными для метеоритов разных классов. В частности, для энстатитовых хондритов удалось измерить два достаточно молодых возраста - 7 и 20 млн. лет. В то же время, железоникелевые по "космическим" часам намного старше - им около 700 млн. лет. Если же говорить об абсолютном возрасте метеоритов, то он оказывается в пределах 4,5-4,7 млрд. лет, как и у земных пород.

На основании исследований метеоритов следуют два вывода: Первый - формирование родительских тел метеоритов произошло 4,5 – 4,7 млрд. лет, а процесс дробления начался порядка 700 млн. лет назад, что входит в противоречие с гипотезой О. Ю. Шмидта, согласно которой процесс дробления в поясе астероидов должен был начаться порядка 4,5 млрд. лет назад. Второй - астероиды порой похожи на осколки коры планет – каменистые астероиды, а богатые железом осколки могут происходить из ядра планет. Согласно второй гипотезы в районе пояса астероидов формирование планеты (и ее спутников – прим. автора) не произошло.

Первая и вторая гипотезы, происхождения пояса астероидов, опровергаются полученными результатами исследований метеоритов. Логично предложить третью гипотезу (сценарий) происхождения пояса астероидов предполагающую существование ПЛАНЕТЫ ФАЭТОН, КОТОРАЯ ИМЕЛА СПУТНИКИ в количестве предположительно 6 – 8. Примерно 700 млн. лет назад ( космический возраст железных метеоритов ) произошло столкновение планеты Фаэтон с крупным объектом, что привело к разрушению планеты и образованию крупных и мелких обломков. Затем, на протяжении миллионов лет и вплоть до наших дней, обломки сталкивались между собой – шел процесс дробления. Происходили столкновения со спутниками планеты Фаэтон. При столкновении с крупными обломками спутники разрушались, пополняя пояс астероидов новыми обломками. Допустимо предположить, что Церера – самый крупный астероид имеющий диаметр 930 км. и шарообразную форму, один из уцелевших спутников Фаэтона. Столкновения приводили к отклонению траектории многочисленных крупных и мелких обломков, которые, покинув пояс астероидов, подвергли «бомбардировке» планеты и спутники Солнечной системы.

В третью гипотезу логично вписываются результаты исследований химического состава метеоритов, которые свидетельствуют о том, что метеориты не являются продуктом деления одного родительского тела.

Третья гипотеза (сценарий) происхождения пояса астероидов проливает свет на невозможность, по орбитам астероидов, определить орбиту (одной) родительской планеты и область ее взрыва.

Истинность данной гипотезы смогут подтвердить или опровергнуть дальнейшие исследования пояса астероидов и метеоритов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.Рожанский И.Д. Анаксагор. М: Наука, 1972
2.Гетман В.С. Внуки Солнца. М: Наука, 1989.
3.Флейшер М. Словарь минеральных видов. М: "Мир", 1990, 204 с.
4.Симоненко А.Н. Метеориты - осколки астероидов. М: Наука, 1979.
5.И. А. Климишин . Астрономия наших дней. - М.: «Наука».,1976. - 453 с.
6. А. Н. Томилин. Небо Земли. Очерки по истории астрономии/ Научный редактор и автор предисловия доктор физико-математических наук К. Ф. Огородников. Рис. Т. Оболенской и Б. Стародубцева. Л., «Дет. лит.», 1974. - 334 с., ил.
7.Энциклопедический словарь юного астронома/ Сост. Н. П. Ерпылев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Педагогика, 1986. - 336с., ил.
8. Клодин и Жан-Мишель Массон. Космос. М. АСТ. Астрель 2001.
9. Флоренский К.П., Базилевский А.Т., Бурба Г.А. и др. Очерки сравнительной планетологии. М. Наука 1981.
10.Кузнецова Л.И. Вестники вселенной. М. Знание 1980.
11. Ульянов А.А. Метеоритика, метеориты и присутствующие В них минералы. МГУ http://www.pereplet.ru/obrazovanie/ Stsoros/1170html 2001
12.Амбарцумян В.А., Александров А.П. и др. Физика космоса. Маленькая энциклопедия. М. Сов. энциклопедия 1986.