17 июля 2019 г. | Автор: Алексей Левин
Астероиды: От открытия до взятия грунта

Солнечная система — это восемь планет и множество других тел с меньшими массой и размерами. Часть из них состоит из пыли и замёрзшего газа (кометы), остальные сложены из твёрдого грунта: это малые планеты, или планетоиды. Одни вращаются вокруг Солнца не дальше орбиты Юпитера, другие, напротив, странствуют по периферии Солнечной системы в так называемом поясе Койпера. Малые планеты первой группы называются астероидами.

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №11(39). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

​В поисках планеты

Первым о существовании астероидов догадался Иоганн Кеплер. В 1596 году, изучая радиусы планетных орбит от Меркурия до Сатурна, он предположил, что между Марсом и Юпитером должна быть ещё одна планета — слишком уж большое расстояние между ними. В конце XVIII века это предположение подтвердил немецкий астроном Иоганн Боде, сославшись на работу немецкого же физика Иоганна Тициуса. Тот в 1766 году вывел эмпирическое правило для вычисления размеров планетных орбит, которое указывало на существование планеты между Марсом и Юпитером.

Директор Готской обсерватории Франц фон Цах убедил нескольких немецких астрономов принять участие в коллективном поиске таинственного светила. Позднее к этой группе (называвшей себя «небесной полицией») присоединился директор Палермской обсерватории Джузеппе Пиацци. Именно он в ночь с 1 на 2 января 1801 года заметил в созвездии Тельца тусклое светящееся тело, которое смещалось относительно соседей. Пиацци рассказал о нём Боде, который решил, что это та самая, предсказанная Тициусом планета. Интересно, что в ночь открытия директор обсерватории ничего не искал на небе, а занимался рутинным уточнением звёздного каталога.

Пиацци не успел вычислить орбиту загадочного объекта: он пропал из виду. Меж тем Боде написал заметку, побудившую знаменитого математика Карла Гаусса разработать метод вычисления орбит, который требовал бы меньше данных, нежели общепринятые расчёты. Метод оказался действенным: Гаусс поделился результатами работы с фон Цахом, и тот обнаружил «пропажу» 1 января 1802 года, через год после Пиацци. В тот же день её увидел в домашний телескоп другой участник «небесной полиции», астроном-любитель Генрих Ольберс. По желанию Пиацци новое небесное тело назвали в честь римской богини плодородия Цереры.

Наблюдая за Церерой, Ольберс заметил 28 марта 1802 года другой движущийся объект и назвал его Палладой — в честь греческой богини мудрости. Вычисления Гаусса показали, что Паллада обращается вокруг Солнца практически за то же время, что и Церера (4,6 земного года), но её траектория наклонена к плоскости эклиптики на 34 градуса. Если бы во время наблюдений Ольберса Паллада не оказалась вблизи Цереры, вполне возможно, её обнаружили бы лишь спустя несколько десятилетий.

В письме английскому астроному Уильяму Гершелю Ольберс предположил, что Церера и Паллада — осколки планеты, погибшей от взрыва или от столкновения с кометой. Но если это так, между Марсом и Юпитером должны быть и другие солнечные спутники. Гершель предложил называть их астероидами (в переводе с древнегреческого — «подобные звёздам»). Он имел в виду, что эти тела сильно уступают планетам в яркости и потому их трудно отличить от большинства звёзд. Это название стало общепринятым.

Данные о строении астероидов мы получаем с помощью спектрального анализа отражённого ими солнечного света, а также на основе результатов исследования геохимического состава метеоритов (астероиды — их основной источник). По этому критерию астероиды делятся на три основных класса:

  • С (с высоким содержанием углерода),
  • S (силикаты с примесью металлов),
  • M (по большей части железо-никелевые).

На долю класса С приходится три четверти астероидов главного пояса, S — 17%. Есть, однако, и более детальные классификации с куда большим числом групп.

Астрономы-«полицейские» обнаружили ещё два астероида, которые тоже получили имена римских богинь. 1 сентября 1804 года Карл Гардинг открыл Юнону, а 29 марта 1807‑го Ольберс увидел Весту. Выбрать имя для четвёртого астероида позволили Гауссу, который вычислил его орбиту всего за несколько часов (в такой срок непросто уложиться даже с помощью современного калькулятора!).

Потом открытия прекратились, и «небесная полиция» распалась. Охота за астероидами возобновилась только в середине XIX века. 8 декабря 1845 года немецкий опять же астроном-любитель Карл Хенке открыл Астрею. К 1890 году в астрономические каталоги было внесено около трёхсот небесных тел этого семейства. С того времени число «прописанных» астероидов увеличилось в две с половиной тысячи раз и продолжает расти. Кстати, в 2006 году Цереру повысили в статусе до карликовой планеты.

ПОДПИШИСЬ, ЧТОБЫ УВИДЕТЬ ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ!