Opis Układu Słonecznego zawiera nie tylko informacje o ośmiu planetach i Plutonie, ale także o kilku innych strukturach, w tym o dużej liczbie ciał kosmicznych. Należą do nich pas Kuipera, dysk rozproszony, obłok Oorta i pas asteroid. Te ostatnie zostaną omówione poniżej.
Definicja
Termin „asteroida” został zapożyczony przez Williama Herschela od kompozytora Charlesa Burneya. Słowo to ma pochodzenie greckie i oznacza „jak gwiazda”. Użycie takiego terminu wynikało z faktu, że podczas badania przestrzeni kosmicznej przez teleskop asteroidy wyglądały jak gwiazdy: wyglądały jak kropki, w przeciwieństwie do planet, które przypominały dyski.
W dzisiejszych czasach nie ma definicji tego terminu. Główną cechą charakterystyczną obiektów pasa asteroid i podobnych struktur jest wielkość. Dolna granica to średnica 50 m. Mniejsze ciała kosmiczne to już meteory. Górna granica to średnica planety karłowatej Ceres, prawie 1000 km.
Lokalizacja i niektóre funkcje
Pas asteroid leży pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Dziś znanych jest ponad 600 tys. jego obiektów, z czego ponad 400 tys. posiada własny numer, a nawet nazwę. Około 98% tych ostatnich to obiekty pasa asteroid, oddalone od Słońca w odległości od 2,2 do 3,6 jednostek astronomicznych. Największym z nich jest Ceres. Na spotkaniu IAU w 2006 roku wraz z Plutonem i kilkoma innymi obiektami otrzymała status planety karłowatej. Następne pod względem wielkości Vesta, Pallas i Hygiea, wraz z Ceres, stanowią 51% całkowitej masy pasa asteroid.
Kształt
Ciała kosmiczne, które tworzą pas, oprócz rozmiaru, mają szereg podstawowych cech. Wszystkie są skalistymi obiektami, które krążą po swoich orbitach wokół Słońca. Obserwacje planetoid pozwoliły ustalić, że z reguły mają one nieregularny kształt i obracają się. Zdjęcia wykonane przez statek kosmiczny przelatujący przez pas planetoid w Układzie Słonecznym potwierdziły te przypuszczenia. Zdaniem naukowców kształt ten jest wynikiem częstych zderzeń asteroid ze sobą i innymi obiektami.
Skład
Dziś astronomowie rozróżniają trzy klasy asteroid według głównej substancji, która tworzy ich skład:
- węgiel (klasa C);
- krzemian (klasa S) z przewagą krzemu;
- metal (klasa M).
Pierwsze stanowią około 75% wszystkich znanych asteroid. Taka klasyfikacja jednaknie jest uważany za akceptowalny przez niektórych badaczy. Ich zdaniem istniejące dane nie pozwalają jednoznacznie stwierdzić, który pierwiastek dominuje w składzie ciał kosmicznych pasa planetoid.
W 2010 roku grupa astronomów dokonała interesującego odkrycia dotyczącego składu asteroid. Naukowcy odkryli na powierzchni Temidy, dość dużego obiektu tej strefy, lód wodny. Znalezisko pośrednio potwierdza hipotezę, że asteroidy były jednym ze źródeł wody na młodej Ziemi.
Inne funkcje
Średnia prędkość, z jaką obiekty tego regionu krążą wokół Słońca, wynosi 20 km/s. Jednocześnie na jedną rewolucję asteroidy pasa głównego spędzają od trzech do dziewięciu lat ziemskich. Większość z nich charakteryzuje się niewielkim nachyleniem orbity do płaszczyzny ekliptyki – 5-10º. Istnieją jednak również obiekty, których tor lotu tworzy bardziej imponujący kąt z płaszczyzną obrotu Ziemi wokół gwiazdy, do 70º. Ta cecha stała się podstawą do klasyfikacji planetoid na dwa podsystemy: płaski i sferyczny. Nachylenie orbit obiektów pierwszego typu jest mniejsze lub równe 8º, drugiego - większe od podanej wartości.
Wzrost
W przedostatnim stuleciu hipoteza martwego Faetona była szeroko dyskutowana w kręgach naukowych. Odległość od Marsa do Jowisza jest imponująca, a na orbicie tej planety mogłaby krążyć inna planeta. Jednak takie pomysły są obecnie uważane za przestarzałe. Współcześni astronomowie wyznają wersję, że w miejscu, w którym przechodzi pas asteroid, planeta po prostu nie mogła powstać. Powodem tego jest Jowisz.
Gazowy olbrzym, nawet we wczesnych stadiach swojego powstawania, oddziaływał grawitacyjnie na obszar położony bliżej Słońca. Przyciągnął część substancji z tej strefy. Ciała nieschwytane przez Jowisza zostały rozrzucone w różnych kierunkach, wzrosły prędkości protoasteroidów i wzrosła liczba zderzeń. W efekcie nie tylko nie zwiększyły swojej masy i objętości, ale wręcz stały się mniejsze. W procesie takich przekształceń prawdopodobieństwo pojawienia się planety między Jowiszem a Marsem stało się równe zeru.
Stały wpływ
Jowisz i dzisiaj "nie zostawia sam" pasa asteroid. Jego potężna grawitacja powoduje zmiany orbit niektórych ciał. Pod jego wpływem pojawiły się tzw. strefy zabronione, w których praktycznie nie ma asteroid. Lecące tu ciało w wyniku zderzenia z innym obiektem zostaje wypchnięte ze strefy. Czasami orbita zmienia się tak bardzo, że opuszcza pas asteroid.
Dodatkowe dzwonki
Główny pas asteroid nie jest sam. Na jej zewnętrznej granicy znajdują się jeszcze dwie, mniej imponujące, podobne formacje. Jeden z tych pierścieni znajduje się bezpośrednio na orbicie Jowisza i jest reprezentowany przez dwie grupy obiektów:
- „Grecy” prowadzą gazowego giganta o około 60º;
- Trojany mają tę samą liczbę stopni za nimi.
Cechą charakterystyczną tych ciał jest stabilność ich ruchu. Jest to możliwe dzięki lokalizacji asteroid w „punktach Lagrange'a”, gdzie wszystkie oddziaływania grawitacyjne na te obiekty są zrównoważone.
Pomimo stosunkowo bliskiego położenia Ziemi, pas asteroid nie został wystarczająco zbadany i skrywa wiele tajemnic. Pierwszym z nich jest oczywiście pochodzenie małych ciał Układu Słonecznego. Istniejące założenia dotyczące tej partytury, choć brzmią dość przekonująco, nie uzyskały jeszcze jednoznacznego potwierdzenia.
Zadawanie pytań i niektóre cechy struktury asteroid. Wiadomo na przykład, że nawet powiązane obiekty pasa dość mocno różnią się od siebie niektórymi parametrami. Badanie charakterystyk planetoid i ich pochodzenia jest niezbędne zarówno do zrozumienia wydarzeń poprzedzających powstanie Układu Słonecznego w znanej nam postaci, jak i do budowania teorii na temat procesów zachodzących w odległych częściach kosmosu, w układach innych gwiazd.
