Карликові планети. Пояс Койпера. Хмара Оорта.
Карликовими планетами вважаються об’єкти, що обертаються навколо зорі, мають кулясту форму і не є супутниками планет.
У 2006 р. було прийнято нове визначення планети і введено поняття карликова планета. До цього часу Плутон вважався дев’ятою планетою Сонячної системи. Однак, за характеристиками він істотно відрізнявся від інших планет. У 1978 р. було відкрито, трішки більший за половину діаметра Плутона, супутник Харон. Деякі астрономи зарахували систему Плутон-Харон до подвійної планети.
Відмінність подвійної планети від системи планета-супутник полягає у розміщенні барицентра – загального центра мас. У подвійної планети він у відкритому космосі. У системи планета – супутник усередині планети.
Пояс Койпера – це дископодібна область крижаних об’єктів за орбітою Нептуна, на відстані від 30 до 60 а.о.. Найвідомішими з них є Плутон і Ерида.
Хмара Оорта є сферичною оболонкою, що займає простір на відстані від 50 до 100 тисяч а.о.. Пояс Койпера та розсіяний диск (дві інші відомі області транснептунових об’єктів) у тисячу разів менші за хмару Оорта. Зовнішня межа хмари визначає гравітаційний кордон Сонячної системи – сферу Гілла. Вона розраховується до Сонячної системи у 2 св. роки.
Хмара Оорта і пояс Койпера є домівкою для тіл, що обертаються навколо Сонця.
Планети і карликові планети – це два різних класи об’єктів. До карликових планет відносять: Плутон, Харон, розміщені між орбітами Марса і Юпітера Цереру, Весту, Палладу, і об’єкти поясу Койпера.
Усі інші об’єкти, крім карликових планет, які обертаються навколо Сонця і не є супутниками, називають малими тілами Сонячної системи.
Астероїди
Астероїд – мале тіло сонячної системи, що має неправильну форму і перебуває на геліоцентричній орбіті.
У наш час у базі даних налічується близько 100 млн об’єктів, у більше як 600 тис. визначено орбіти і надано сталий номер. Близько 18 тис. мають офіційно затверджені назви. Нові астероїди відкривають щороку.
Астероїди вважають залишками протопланетного диска, що утворився після формування Сонячної системи. Сумарна маса всіх астероїдів лише 0,1 маси Землі. Значна частина їх рухається по орбітах між орбітами Марса і Юпітера на відстані 2,2-4,5 а. о. від Сонця ( головний пояс астероїдів). Навколо Сонця астероїди рухаються в той самий бік, що й планети.
За однією з гіпотез, астероїди є залишками безлічі планетезималeй. Процес формування яких у планету, колись припинився через збурення Юпітера, що швидко обертається. Доведено, що збурення планет-гігантів змінюють орбіти астероїдів і змушують зіштовхуватися між собою та з іншими об’єктами. Згідно іншої гіпотези, астероїди виникли в результаті руйнування гіпотетичної планети, що знаходилася між Марсом і Юпітером.
Уперше сфотографував поверхню астероїдів міжпланетний космічний апарат «Галілео». Це були Гаспра та Іда із супутником Дактиль.
Першу посадку на поверхню астероїда зробив, у лютому 2001 р., космічний апарат NEAR. Астероїд Ерос виявився кам’янистим тілом неправильної форми із густиною близькою до густини порід земної кори. Поверхня всіяна кратерами і вулканами, вкрита пилом.
Орбіти астероїдів збільшують свій ексцентриситет до 0.8 через гравітаційні сили з боку планет-гігантів. Через це деякі астероїди проникають у середину орбіт планет. Вони можуть зіштовхуватися із Землею. Імовірність зіткнення з астероїдом, діаметр якого до 100 м, приблизно 1 раз на 5000 р. ( утворюється кратер до 1 км).
Метеорити
Метеоритні тіла – це кам’яні і залізні тіла найрізноманітнішої форми і хімічного складу.
У міжпланетному просторі їх величезна кількість. Коли таке тіло потрапляє в атмосферу Землі в результаті тертя об повітря воно нагрівається, плавиться і світиться – на небі з’являється яскрава куля. Це явище одержало назву – болід. За ним, вздовж траєкторії, залишається слід у вигляді світіння іонізованих молекул повітря і закінчується струменями пилу. Пил – це продукти руйнування метеоритного тіла. Уцілілий від повного руйнування падає на Землю. Це і є метеорит. У результаті удару відбувається вибух і утворюється метеоритний кратер, розміром від кількох метрів до 100 км. Найвідоміший – це Арізонський кратер, що має діаметр 1200 м, глибину 180 м, висоту вала 50 м. На поверхні нашої планети виявлено понад 180 зоряних ран – астроблем.
На території України є астроблема яка має назву Іллінецька астроблема, поблизу Вінниці ( кратер 5 км). Також виявлено Бовтиський кратер з діаметром 24 км.
Усі метеорити за складом діляться на три групи: кам’яні, залізо кам’яні й залізні. Кам’яні близькі за хімічним складом до земних гірських порід. Близько 90% кам’яних метеоритів містять хондри, їх називають –хондритами. Інші кам’яні метеорити називають – ахондритами.
Найбільший метеорит виявлено біля населеного пункту Гоба в Південно-Західній Африці. Це залізний метеорит, вага якого 60 т. На території України виявлено метеорит «Княгиня», вагою 500 кг ( Закарпатська обл.). Всього на території нашої країни виявлено 43 метеорити.
Комети
Майже всі комети рухаються по витягнутих орбітах з ексцентриситетом, близьким до одиниці. Їх поділяють на короткоперіодичні, з періодом обертання до 200 років, і довгоперіодичні.
Першу періодичну комету виявив Едмунд Галлей. Аналізуючи свій кометний каталог, вчений помітив подібність елементів орбіт комет 1531, 1607, 1682 років і припустив, що це послідовне повернення однієї і тієї самої комети, що рухається по сильно витягнутій орбіті з періодом у 76 років. Коли, в 1758 р., комета повернулася, як пророкував Галлей, теорію було підтверджено. За кометою було закріплено назву – комета Галлея. У будові комети виділяють чотири елементи: ядро, кома, голова і хвіст.
Ядро – це невелике крижане тіло, що включає тугоплавкі частинки та органічні сполуки. До 80% якого складаються з водяного льоду. Інше це замерзлий вуглекислий газ, чадний газ, метан, аміак, металеві частинки.
При наближенні до Сонця, в результаті нагрівання ядра і випаровування газів і пилу, у комети утворюється голова. Під дією тиску сонячного випромінювання на гази, що оточують голову комети, утворюється хвіст. Хвости тягнуться на сотні мільйонів кілометрів. Густина частинок у хвостах дуже мала.
Залежно від форми, кометні хвости поділяють на:
Хвіст утворюється при прискоренні сонячним вітром кометних йонів і спрямований у бік, протилежний до Сонця.
Хвіст трохи зігнутий і складається з пилинок, що мають розмір до десятків мікрометрів.
Хвіст, що складається з більшого пилу, сильно зігнутий під впливом магнітного поля.
«Антихвіст» - викидання з голови комети. Спрямоване до Сонця.
При кожному поверненні комети до Сонця ядро втрачає близько 1/1000 своєї маси. Тому комети не безсмертні. Також вони піддаються руйнуванню унаслідок внутрішніх напружень, гинуть при зіткненні з планетами й метеоритними тілами. Документально зареєстровано понад 30 комет, що розпалися. Існує ймовірність зіткнень ядер комет із Землею.
Видатна українська вчена в галузі небесної механіки Олена Казимирчак-Полонська присвятила своє життя вивченню комет. Встановила, що характерними закономірностями руху короткоперіодичних комет є їхнє зближення з великими планетами. Визначила типи змін кометних орбіт. Обґрунтувала гіпотезу захоплення короткоперіодичних комет великими планетами і розрахувала загальні закономірності кометних орбіт.
Метеори. Метеорні потоки.
Під час руху навколо Сонця комети розпадаються. Частинки пилу, входячи з космічною швидкістю в атмосферу Землі,згорають, утворюючи світлий слід. Це явище називають метеором, а саму частинку – метеоритним тілом.
Розміри метеоритних тіл від кількох мікронів до кількох сантиметрів.
При входженні в атмосферу Землі світіння розпочинається на висоті 120 км і зникає на висоті 60 – 80 км від поверхні планети. Весь політ триває від десятих частин до кількох секунд, залежно від швидкості.
Дослідження показали, що весь комплекс метеорної речовини ділиться на випадкові метерні тіла й метеорні частинки, що належать до метеорних роїв.
Метеорні тіла, що з’являються в певну пору року і падають десятками за годину, належать до метеорних потоків. Вони спостерігаються коли Земля перетинає орбіту метеорного рою. Метеори кожного потоку рухаються у просторі майже паралельно, але нам здається, що вони вилітають з однієї точки. Цю точку називають радіаном. Потік має назву того сузір’я або зорі, поблизу яких перебуває радіан. Найбільш відомим метеоритним потоком є потік Персеїдів, що спостерігається щорічно в серпні.