Od septembra 2017 je 503.850 oštevilčenih manjših planetov z izračunanimi orbitami in še 245.833 neštevilčenih.
Leta 1596 je Johannes Kepler opazil, da so povprečni polmeri planetarnih kroženj od Merkurja do Saturna, izračunani po Koperniku, 0,38: 0,72: 1,00: 1,52: 5,2: 9,2. Razmik med Marsom in Jupitrom se je Keplerju zdel preširok in predlagal je, da je tam drug planet. Ta hipoteza je bila potrjena na silvestrovo leta 1801, ko je direktor observatorija v Palermu Giuseppe Piazzi v ozvezdju Bika, ki se je premikalo glede na sosednja svetila, opazil šibko zvezdo. Zamislil jo je za komet, a kmalu podvomil. Nemški astronom Johann Bode, s katerim je Piazzi delil svoja opažanja, je to telo imel za nov planet, kar je objavil v mesečni reviji, ki jo je objavil direktor observatorija Gotha, baron Franz von Zach. Bode in Zach sta bila že prepričana, da prostor med Marsom in Jupitrom skriva neznan planet;še več, septembra 1800 je Zach prepričal več nemških astronomov, da sodelujejo v skupnem iskanju le-tega. Kasneje so se tej skupini pridružili tudi drugi znanstveniki, vključno s Piazzijem (ki so se imenovali "nebeška policija").
Sončna suita poleg osmih planetov vključuje tudi veliko različnih teles manjše mase in velikosti. Nekateri so sestavljeni iz prahu in zamrznjenega plina (to so kometi), ostali pa iz trdne snovi (manjši planeti ali planetoidi). Nekateri med njimi, z zelo redkimi izjemami, ne presegajo orbite Jupitra od Sonca, drugi pa, nasprotno, hodijo po obrobju Osončja. Po tradiciji se manjši planeti prve skupine imenujejo asteroidi.
Piazzi ni imel časa zbrati dovolj podatkov za izračun orbite domnevnega planeta, ki je evropsko nebo zapustil do jeseni 1801. Bodejeva opomba je velikega matematika Karla Friedricha Gaussa spodbudila, da je začel delati na računski metodi, ki je zahtevala manj opazovalnih podatkov kot običajni izračuni. Rezultate je poslal von Zachu, ki je z njihovo pomočjo 1. januarja 1802, natanko eno leto po Piazziju, ubežnika znova odkril. Iste noči jo je opazoval še en pripadnik "nebeške policije" Heinrich Olbers. Na prošnjo Piazzija je bilo novo nebesno telo poimenovano po rimski boginji plodnosti Ceres, ki je veljala za zavetnico Sicilije.
Olbers je še naprej opazoval Ceres in 28. marca 1802 je v bližini opazil še eno premično točko. Prejela je ime Pallas, grška boginja modrosti. Ko je Gauss izračunal elemente svoje orbite, je postalo očitno, da je imel Olbers fantastično srečo. Pallas se vrti okoli Sonca v skoraj istem času kot Ceres (4,6 zemeljska leta), vendar je njegova pot do naklona ekliptike nagnjena za 34 stopinj. Če ne bi bila med Olbersovimi opazovanji v bližini Ceres, bi jo lahko odkrili šele po nekaj desetletjih. V petih letih so odkrili še dve taki nebesni telesi. A po tem se je "nebeška policija" razšla. Olbers je zdržal dlje kot drugi, vendar je leta 1816 zapustil tudi lov na asteroide. Nadaljevalo se je šele sredi 19. stoletja, ko odkriteljev ni bilo več med živimi.
Kot zvezde
Promocijski video:
V pismu Williamu Herschelu je predlagal, da sta Ceres in Pallas drobca planeta, ki je umrl zaradi eksplozije ali trka s kometom. Iz tega je sledilo, da bodo med Marsom in Jupitrom obstajali drugi sončni sateliti. Herschel je predlagal, da bi jih imenovali asteroidi, kar v prevodu iz starogrške pomeni "kot zvezde" (mislil je, da so ta telesa po svetlosti precej slabša od planetov in jih je zato težko ločiti od večine zvezd). Ta neologizem je vstopil v jezik astronomije.
Olbersova hipoteza je napovedovala obstoj novih asteroidov, zato je nebeška policija nadaljevala z iskanjem. Udeleženci tega kolektivnega raziskovalnega projekta (mimogrede, prvega v zgodovini astronomije) so odkrili še dva asteroida, ki sta prejela tudi ime rimskih boginj. 1. septembra 1804 je Karl Harding odkril Junono, 29. marca 1807 pa je Olbers zajel Vesto. Pravico, da izbere ime četrtega asteroida, je dobil Gauss, ki je njegovo orbito izračunal v samo nekaj urah (v takem časovnem okviru ni enostavno obdržati niti s pomočjo sodobnega kalkulatorja!).
Sezona lova
Leta 1830 je matematik in astronom Friedrich Wilhelm Bessel pozval nemške opazovalnice, naj začnejo preslikavati nebo z namenom iskanja asteroidov. Nekaj je bilo storjenega v tej smeri, vendar prva najdba ni pripadla strokovnjaku, ampak amaterju, poštnemu mojstru Karlu Henkeju. 8. decembra 1845 je po 15 letih brezplodnih opazovanj odkril peti asteroid Astrea. Leta 1847 je isti Henke opazil asteroid številka 6 - Hebu, kmalu pa je mladi angleški astronom John Russell Hind odkril asteroida Iris in Flora. Po tem je iskanje manjših planetov hitro dobilo zagon. Prvi ameriški lovec na ta telesa Christian Peters je od leta 1861 do 1889 odkril 48 asteroidov, nemški astronom Karl Luther - 24. Do leta 1890 pa je bilo v astronomske kataloge vpisanih približno tristo prebivalcev prostora med Marsom in Jupitrom.
In potem se je začelo novo obdobje. Docent na Univerzi v Heidelbergu, Maximilian Wolf, je prvi na svetu uporabil fotografijo za iskanje manjših planetov. Decembra 1891 je odkril svoj prvi asteroid, naslednje leto - že 13. Leta 1902 je Wolff vodil novo univerzitetno opazovalnico in jo spremenil v svetovno središče "manjše planetologije". Njegov mlajši kolega Karl Reinmuth je od leta 1912 do 1957 odkril 389 asteroidov in tega rekorda ni mogel nihče premagati.
V obdobju med obema vojnama je bilo iskanje asteroidov izjemno intenzivno in je samo v tridesetih letih prineslo skoraj štiristo odkritij. Potem je upočasnil - dolgo, približno trideset let. Njeno oživitev je olajšalo opremljanje teleskopov s polprevodniškimi fotometri in drugimi elektronskimi napravami ter pojav močnih računalnikov, ki so lahko hitro izračunali asteroidne orbite. V zadnjem času se za preučevanje majhnih planetov uporabljajo zemeljski robotski teleskopi, orbitalni observatoriji in oddaljene vesoljske sonde.
Razredi asteroidov
Podatki o zgradbi asteroidov temeljijo na rezultatih spektralne analize odbojne sončne svetlobe, popravljenih z geokemičnimi podatki o sestavi meteoritov (saj so asteroidi njihov glavni vir). Po tem kriteriju jih delimo v tri glavne razrede: C (telesa z visoko vsebnostjo ogljika), S (silikati z dodatkom kovin) in M (večinoma železo-nikeljevi asteroidi). Razred C predstavlja tri četrtine asteroidov v glavnem pasu, razred S - 17%. Vendar obstajajo podrobnejše klasifikacije z veliko večjim številom skupin.
Vsi asteroidi brez izjeme se vrtijo in njihove osi so v prostoru usmerjene povsem naključno. Običajno trajanje asteroidnega dne traja od 6 do 13 ur, vendar obstajajo izjeme. Na primer, majhen (približno 30 metrov v širini) asteroid 1998 KY26 naredi popoln obrat v 10 minutah 42 sekundah. Najverjetneje je dobil tako visoko kotno hitrost kot rezultat večkratnih spopadov z bližnjimi sorodniki.
Glavni pas
Orbite skoraj vseh asteroidov ležijo v obroču, katerega notranji polmer je enak dvema astronomskim enotama, zunanji pa tri in pol (strogo gledano to ni obroč, ampak krof, saj poti številnih asteroidov presegajo ekliptično ravnino). To območje se imenuje glavni asteroidni pas. Vsebuje približno dvesto manjših planetov, katerih povprečni premer je več kot 100 km. Po grobih ocenah najdemo 1-2 milijona asteroidov, velikih vsaj kilometer, skupna masa prebivalcev glavnega pasu pa je približno 25-krat manjša od mase Lune!
Prostorska porazdelitev poti asteroidov v glavnem pasu še zdaleč ni enakomerna. Najprej obstajajo razpoke, ki jih je v šestdesetih letih odkril profesor univerze Indiana Daniel Kirkwood. Na podlagi študije poti 97 asteroidov je Kirkwood ugotovil, da se ta telesa izogibajo orbitam s sorazmernimi obdobji z obdobjem Jupitra (na primer, če so ta obdobja povezana kot 1: 3). Kirkwood je razumel tudi razlog: taka telesa se občasno približujejo Jupitru na istem delu svoje poti in posledično pod vplivom njegove gravitacije zaidejo v prejšnjo smer (ta učinek, ki ga je Laplace na začetku 19. stoletja opazil na primeru Jupitrovih lun, imenujemo orbitalna resonanca). V glavnem pasu so reže Kirkwood (v ruskojezični literaturi jih imenujejo tudi lopute) in z drugimi resonancami - 1: 2, 2: 5, 3: 5, 3: 7. Drugič,nič manj kot tretjina tamkajšnjih asteroidov je združenih v družine z bližnjimi orbitalnimi elementi (kot so dolžina pol glavne osi, ekscentričnost in naklon orbite do ravnine ekliptike). Prvo od teh družin je pred skoraj sto leti izoliral profesor na tokijski univerzi Kiyotsugu Hirayama. Hirayama je menil, da je vsaka družina sestavljena iz drobcev večjega asteroida, ki je razpadel zaradi trka z manjšim telesom, in ta interpretacija še vedno velja za najbolj verjetno.razpadel zaradi trka z manjšim telesom in ta razlaga še vedno velja za najbolj verjetno.razpadel zaradi trka z manjšim telesom in ta razlaga še vedno velja za najbolj verjetno.
Asteroidi glavnega pasu bodo verjetno trčili tudi zdaj (vendar ga v živo še ni bilo mogoče videti), v preteklosti so bili trki najpogostejši. Številni (če ne vsi) asteroidi so delčki svojih predhodnikov. To pojasnjuje, zakaj v pasu ni veliko asteroidov, ki bi imeli svoje satelite. Kot je povedal Clark Chapman, starejši raziskovalec na Southwest Research Institute v Koloradu, njihov delež ne presega 15% (pri planetih 75%). Najverjetneje asteroidi svoje lune izgubijo ne le med neposrednimi trki, temveč tudi zaradi gravitacijskih motenj, ki jih povzroči videz sosedov. Kaotična porazdelitev osi vrtenja asteroidov je tudi posledica trkov. Samo Ceres, Pallas in Vesta imajo neposredno rotacijo, podedovano od primarnega predplanetarnega roja,iz katerih so nastali tako asteroidi kot planeti. To rotacijo so ohranili zaradi impresivne mase, ki jim zagotavlja velik kotni zagon.
Trojanski asteroidi
Skoraj vsi asteroidi, odkriti v 19. stoletju, se gibljejo znotraj glavnega pasu. Izjema sta le Efra in Eros, ki prečkata Marsovo orbito. Takrat drugih primerov pobega iz ujetništva znotraj pasu ni bilo.
XX. Stoletje je tudi tu prineslo spremembe. 23. februarja 1906 je Wolff fotografiral zelo šibek asteroid, ki se je gibal po skoraj krožni orbiti z enakim polmerom kot Jupitrov, 55,5 stopinje pred planetom. Imenovan je bil Ahil in prejel je številko 588. Kmalu je švedski astronom Carl Charlier spoznal, da je bil Ahile v svojem gibanju vezan na eno od dveh točk stabilnega tresenja, ki jo je leta 1772 napovedal Joseph Louis Lagrange. Ahil se občasno vrača v bližino libracijske točke L4, ki se premika 60 stopinj pred Jupitrom. Čez nekaj časa so tam odkrili asteroid Patroclus in Hektorja našli v bližini točke L5, ki se je gibal za 60 stopinj za planetom. Kmalu za tem se je pojavila tradicija, da so te asteroide poimenovali v čast junakov trojanske vojne - v bližini točke libriranja L4 z imeni Ahejcev (Ahil, Nestor, Agamemnon, Odisej, Ajaks,Diomedes, Antilochus, Menelaus) in blizu libracijske točke L5 - imena branilcev Troje (Priam, Enej, Antif). Vendar se ta tradicija ni pojavila takoj, tako da sta Hector in Patroclus sčasoma ostala v "sovražnih taboriščih".
Do danes je bilo v bližini Jupitra odkritih približno 5000 trojancev. Kotna razdalja med njimi in Jupitrom se zelo razlikuje - od 45 do 100 stopinj. Še štirje Trojanci živijo v bližini Marsa in osem v orbitalnem območju Neptuna. Kanadski astronomi so julija 2011 imenovali prvega kandidata za naslov trojanskega partnerja našega planeta. Ta 300-metrski asteroid 2010 TK7 je zajel infrardeči teleskop WISE, ki je deloval v orbiti nizke Zemlje od januarja do oktobra 2010.
Asteroidi blizu Zemlje
Druga faza odkrivanja se je začela spomladi 1932. 12. marca je belgijski astronom Eugene Delport odkril asteroid Amur, ki se Soncu približa na 1.08 AU v periheliju. in se zato skoraj dotakne zunanje strani zemeljske orbite. In le šest tednov kasneje je Karl Reinmuth naletel na asteroid Apollo, katerega orbita prečka tako Zemljo kot Venero in je v periheliju le 0,65 AU od Sonca.
Kupid in Apolon sta postala prednika dveh družin manjših planetov, ki obiskujeta notranje predele sončnega sistema. Imajo skupno ime - Asteroidi blizu Zemlje (NEA). Perihelij asteroidov tipa Amor je od 1,3 AU. do največjega polmera zemeljske orbite, ki je enak 1,017 AU. Asteroidi tipa Apolon vključujejo telesa s perihelijem manj kot 1,017 AU. in pol-glavna os več kot 1 AU. Obstaja tudi družina asteroidov blizu Zemlje, katerih pol glavna os je manjša od ene astronomske enote. Približno 50% takšnih asteroidov, od katerih je bil prvi odkrit leta 1976 in je dobil ime po egipčanskem bogu Atonu, se še vedno bolj oddaljuje od Sonca kot od Zemlje, saj se gibljejo po elipsah z veliko ekscentričnostjo. Med atoni ločimo poddružino asteroidov,katerega apoge je manjši od najmanjšega polmera zemeljske orbite, 0,983 AU. Ta telesa so seveda vedno bližje Soncu kot naš planet.
Orbite blizu zemeljskih asteroidov so zelo raznolike. Nekateri se občasno vrnejo v glavni pas in včasih gredo celo dlje, drugi pa se vedno držijo bližje Soncu. Tak je na primer asteroid 1685 Toro z apogejem 1,96 AU. in perihelij 0,77 AU. Prečka orbite Zemlje in Marsa, manjka pa mu le 0,05 AU. e, da pridemo v venerino orbito. Za pet obratov okoli Sonca mu potrebuje 8 zemeljskih in 13 venerinih let, zato je Toro v orbitalnem resonanci z obema planetoma. Obstajajo celo asteroidi, ki se upajo približati Soncu bližje Merkurju. Tak je asteroid 1566 Ikar iz družine Apollo, ki ga je leta 1949 odkril ameriški astronom Walter Baade.
Nedokončani planeti
Asteroidi so v nekem smislu nedokončani planeti. Oba sta bila nekoč oblikovana iz trčenja in spajanja planetezimal, trdnih teles v velikosti od metra do kilometra, ki krožijo okoli novorojenega Sonca. Ta telesa pa so nastala zaradi oprijema delcev primarnega oblaka plina in prahu, iz katerega je nastal sončni sistem. V območju zunaj Marsove orbite se planetezimalci niso mogli združiti v velik planet. Najverjetneje je bilo to posledica gravitacijskih motenj Jupitra, čeprav bi lahko delovali tudi drugi mehanizmi. Zlasti je mogoče, da je Jupiter večkrat vrgel velika telesa proti Soncu, kar je tudi destabiliziralo pas asteroidov.
Prvi asteroidi, ki so nastali neposredno iz ravnin, so se gibali v ravnini ekliptike po skoraj krožnih orbitah in so imeli nizke relativne hitrosti. Zato se v trkih niso razdelili, ampak so se držali skupaj in rasli. Vendar je gravitacija Jupitra asteroide postopoma prisilila, da so se z naglo nagnjenimi orbitami pomaknili z veliko ekscentričnostjo, zaradi česar se je njihova relativna hitrost povečala na 5 km / s (to je zdaj). Pri trčenju s takšno hitrostjo so se asteroidi razbili na drobce, ki niso imeli možnosti za zagon pravega planeta.
Ti procesi so radikalno spremenili pas asteroidov. Njegova začetna masa ni natančno znana, vendar bi lahko bila po izračunih modelov 2200-krat večja od trenutne mase in približno enaka masi Zemlje. Isti izračuni dokazujejo, da je bilo na stotine teles po masi in velikosti manj kot Ceres. Ta telesa so med trki umrla, njihovi ostanki pa so šli v nestabilne orbite in zapustili pas. Na koncu se je toliko razredčil, da so trki postali redki, preživeli asteroidi pa so ostali na dokaj stabilnih poteh. Sedanji glavni pas je torej bleda senca nekdanjega sijaja.
Clark Chapman je opozoril, da bi po mnenju številnih planetarnih znanstvenikov med Zemljo in Venero lahko obstajal še en pas. Vendar je bilo te asteroide veliko težje preživeti. Predvidevamo lahko, da so se skoraj vsi po trkih razdelili, njihovi drobci pa so bili vrženi stran od Sonca.
Nikelj-železna mrzlica
Pisci znanstvene fantastike že dolgo napovedujejo tako rekoč nacionalni gospodarski razvoj asteroidov - spomnimo se na primer zgodbe Azimova "Pot Marsovcev". To je razumljivo. Pas asteroidov vsebuje ogromne zaloge najčistejšega vodnega ledu in veliko različnih mineralov. Kubični kilometer tipičnega asteroida razreda M vsebuje 7 milijard ton železa, milijardo ton niklja in milijone ton kobalta. Skupni stroški teh kovin po današnjih cenah presegajo 5 bilijonov dolarjev. Upati je še, da jih bo človeštvo, če bo prišlo do teh virov, uporabilo pametno in z resnično koristjo.
Alexey Levin