KUIDAS ASTEROIDID TEKKISID? (1)

Puhja Gümnaasium
ASTEROIDID
Referaat
Koostaja andmed:
Aljona Treffner
9a klass
Juhendaja : Kerli Mikk
2007
SISSEJUHATUS
1.jaanuaril, 1801 aastal avastas astronoom Giuseppe Piazzi taevast objekti, mida ta midas komeediks. Kuid olles selle liikumist mõnda aega jälginud, sai talle selgeks,et tegu pole mitte koeedi, vaid pigem justkui tillukese planeediga. Piazzi nimetas selle Sitsiilia viljajumalanna järgi Cereseks. Järgnevatel aastatel avastati veel sarnaseid taevakehi (pallas, Vesta, and Juno ), mis tiirlesid ümber Päikese Marsi ja Jupiteri vahelisel orbiidil. Neid pisitaevakehi nimetatakse asteroidideks.
KUIDAS ASTEROIDID TEKKISID?
Asteroidid on arvatavasti aine, mis jäi üle planeetide tekkimisel umber 4,6 miljardit aastat tagasi. Jupiteri tugev gravitatsiooniväli ei lubanud planeedialgetel korralikku planeeti moodustata. Selle asemel jäid nad igaüks omaette tiirlema. Aegade jooksul on kümneid tuhandeid väikeplaneete Marsi ja Jupiteri vahelisest asteroidide vööst välja heidetud. Seda põhjustavad asteroidide omavahelised põrked ja Jupiteri gravitatsioonilised häired. Esimese hüpoteesi asteroidide tekke kohta esitas Heinrich Olbers. Selle järgi on asteroidid kunagi Marsi ja Jupiteri vahel tiirelnud planeedi jäänused. Selle vastu räägib siiski asjaolu, et kõikide (nii avastatud kui ka avastamata) asteroidide kogumass arvatakse olevat alla 10% Kuu massist. Teiseks pole teada kamehhanismi, mis planeedi niiviisi purustaks. Tänapäeval peetakse tõenäoliseks, et tekkiva Jupiteri häiriva mõju tottu seal planetesimaalid (kehad, mille edasisel koondumisel moodustusid planeedid ) planeeti ei moodustunud, vaid lagunesid omavaheliste põrgete tõttu asteroidideks ja meteoorkehadeks. Seega kuuluvad asteroidid Päikesesüsteemi ürgsete kehade hulka, mistõttu nende uurimine aitab aru saada ka planeetide tekkimisest. H. Raudsaare raamatus „Pilk tähistaevale“ on asteroidide päritolu kohta neli hüpoteesi: esimene oletab, et asteroidid on tekkinud algsest udukogust või eraldunud Päikesest, teine oletab, et need tekkisid üheaegselt komeetidega, kolmas väidab, et asteroidid on gaasümbrise kaotanud komeetide tuumad , viimane oletab, et asteroidid tekkisid hüpoteetilise planeedi ( Phaeton ) lagunemisel.
ASTEROIDIDE NIMED JA TÄHISTUSED
Avastamise järel antakse asteroidile kõigepealt esialgne tähistus, mis koosneb aastaarvust ja sellele järgnevast kahest ladina suurtähest. Neist esimene näitab seda kalendrikuu poolt, millal avastus tehti, teine aga omistatakse avastamise järjekorras. Kui esimesel kuu poolel on avastatud rohkemkui 25 asteroidu (tähestikus 26 tähest jääb sälja ’I’ sarnasuse pärast numbriga ’1’), siis lisatakse indeks 2 jne. Näiteks 1991 CE tähistab selle aasta veebruari esimesel poolel avastatud viiendat väikeplaneeti. Kui asteroidi orbiit on usaldatavalt kindlaks tehtud ja asteroidi on vaadeldud vähemalt 2 positsioonis, siis omistatakse talle number. Alles pärast nummberdamist võib asteroidile anda nime. Traditsiooniliselt kuulub nime panemise õigus avastajale. Tavaliselt kirjutatakse asteroidi nime ette ka tema number. Selline miymeastmeline tähistuste andmine on vajalik seepärast et paljud esialgse tähistuse saanud asteroididest on tegelikult juba kunagi varem avastatud, paljusid aga ei nähta enam iial. Algul pandi asteroididele mütoloogiast pärinevaid nimesid , kusjuures need pidid kindlasi olema naissoost, siis võeti kasutusele geograafilised nimed. Hiljem hakati asteroididele andma ka tuntud meessoost isikute nimesid. Soome astreonoom Yrjö Väisälä andis tema pool 1939 avastatud asteroidile number 1541 nimeks „1541 Estonia“. Asteroid number 2099 kannab kuulsa eesti astronoomi Ernst Öpiku nime „2099 Opik “. Asteroid number 3738 kannab nime „3738 Ots“ eesti laulja Georg Otsa järgi. Asterid number 1743 kannab nime „1743 Schmidt “ Eestist pärit ptiku ja astronoomi Bernhard Schmidti järgi.
ASTEROIDIDE LIIGITAMINE
Värvuse järgi
Asreroide liigitatakse nende värvuse järgi, mille abil saab oletada, millest nad koosnevad. 75% asteroide näivad tumedana ja koosnead külmunud gaasidest . 17% asteroide näivad eredaina ning neil arvatakse olevat raud-nikkel tuum, mida katavad Kuu pinnale sarnased kivimid. Ülejäänud asteroidid on pistut vähem eredad ja koosnevad puhtast rauast ja niklist. Mõned asteroidid on koostiselt ka veel erinevad.
Asukoha järgi
Asteroide saab veel liigitada ka nende asukoha järgi Päikesesüsteemis: 1. Maalähedased asteroidid 2. Peamine asteroidide vöö Marsi ja Jupiteri vahel 3.Ka Veenuse ja Maa vahel tiirlevad mõned asteroidid 4.Mõned „asteroidid“ ( mida tuntakse ka Kenrauride nime all) on teada ka Päikesesüsteemi äärealadelt, kuid nende koostis sarnaneb rohkem komeeidele või Kuiperi Vöö objektidele.
ASTEROIDIDE SUURUSED
Nagu nimigi ütleb, paistavad asteroidid tähesarnastena, st. erinevalt planeetidest pole neil tavaliselt võimalik teleskoobis ketast näha ega otseselt lõbimõõtu mõõta. Sellest hoolimata püüdis silmapaistev ameerika astronoom-vaatleja E. Bernard sajandivahetusel seda nelja heledama asteroidi puhul teha. Taolised mõõtmised on aga võimaluste piiril ja sellepärast polnud ka saadud tulemused kuigi kindlad, kuid paremate puudumisel olid kasutusel üle poole sajandi. Ülejäänud asteroidide jaoks on see meetod aga täiesti mõeldamatu. Kõige massilisemalt saab väikeplaneetide läbimõõte leida fotomeetrilise meetodiga. Mõõtes mingi asteroidi heleduse ning teades tema kaugust nii Maast kui Päikesest, saaks läbimõõdu lihtsalt arvutada, kui oleks teada ka ta pinna peegeldusvõime ( albeedo ). Albeedo saab aga arvutustest elimineerida, kui lisaks mõõta asteroidilt tulev soojuskiirgus (pikalaineline infrapunakiirgus).
Asteroidid läbimõõduga 1-1,5km

Tõeliselt globaalne katastroof algaks asteroidist läbimõõduga 1-1,5 kilomeetrit, mis kiirusel 20 km/s tekitaks plahvatuse energiaga kuni 200 000 Mt. Selline katastroog ei pruugi tähendada veel kogu maapealse elu või inimkonna hävimist, kuid põllumajanduse kokkuvarisemine võib põhjustada vähemalt 1,5 miljardi inimese hukkumise. Selliseid katastroofe võib ette tulla kord poole kuni ühe miljoni aasta jooksul.

Suurimad asteroidid

Üldse on vaid 26 asteroidi suuremad kui 200 km, 250 suuremad kui 100 km ja 700 suuremad kui 50 km. Väikseimate senivaadeldud asteroidide diameeter on vaid mõnisada meetrit. Vaata ka suurimate asteroidide tabelit (Lisa 5 ).

ASTEROIDIDE KUJU

Asteroidid on ebakorrapärase kujuga , nende pinnal leidub meteoriidikraatreid ja nad on igati suurte planeetide väikeste kuude sarnased. Väikeste läbimõõtudega, sellepärast sarnanevad nad teleskoobis tähtedega, planeetidele iseloomuliku ketast pole näha. Enamik asteroide liigub akliptika tasandis perioodiga 3-6 aastat, moodustades seega Marsi ja Jupiteri orbiitide vahel asteroidide vöö. Heledamad asteroididest on vastasseisu ajal ka binokliga vaadeldavad, kuid nende leidmine tähtede hulgast nõuab vilunud ja head tähistaeva tundmist. Antud läbimõõdu juures on asteroid seda heledam, mida rohkem ta päikesekiirgust tagasi peegeldab (st. mida suurem on tema pinna albeedo), kuid seda vähem ta kiirgust neelab ning soojeneb ja tema poolt kiiratav soojuskiirgus väheneb. Kui on teada objekti läbimõõt, siis saab loomulikult välja arvutada ka tema albeedo. Asteroidi suurus ja heledus ei ole alati kooskõlas, näiteks heledaimate asteroidide hulka kuuluv Juno on suhteliselt väike. See viitab väikeplaneetide peegeldusvõime suurtele erinevustele. Kõige heledamatel ulatub albeedo ligi 40 protsendini. Seni pole leitud asteroide, mille albeedo oleks vahemikus 5%-6%.

ASTEROIDIDE ASUKOHT

See jaotus vastab vaid hetkeseisule, planeetide häirituste mõjul võivad asteroidid minna ühest tüübist teise. Suurem osa asteroididest, umbes 85%, kuulub C tüüpi. S-tüüpi asteroide on 13%. See jaotus ei sõltu oluliselt läbimõõdust. Veel peenema jaotuse saame, kui kõrvutada albeedod spektraalandmetega. Ruumiliselt ei paikne erinevat tüüpi asteroidid sugugi ühtlaselt. S-tüüpi asteroidid on koondunud vöö Päikesele lähimasse ossa . C-asteroidid seevastu asuvad vöö kaugemas osas, kuid neid on märkimisväärselt ka S-asteroidide " asualal ". Tumedad on ka vööst kaugemal asuvad asteroidid, näiteks Troojalased . Sellise paiknemise põhjuseks on füüsikaliste ja keemiliste tingimuste erinevus erineval kaugusel tsentrist Päikesesüsteemi tekkimise ajal. Nagu jooniselt 3 ja 4 näha, tiirleb enamik asteroide Marsi ja Jupiteri orbiitide vahel. Siiski on olemas küllalt palju suuri asteroide, mille tee lõikab Maa orbiiti. Et asteroide on palju ja et nad võivad üksteisele läheneda, on võimalikud ka orbiitide muutused. See tähendab aga reaalset ohtu, et mõni neist väikeplaneetidest Maaga kokku põrkab. Niisuguste kosmiliste katastroofide jälgi on geoloogid Maal ka avastanud. Asteroidi langemine tiheda asustatusega piirkonda tähendaks miljonite inimeste hukkumist ja tõsist ohtu elukeskkonnale Maal; seetõttu jälgitakse väikeplaneetide liikumist erilise hoolega; Maad ohustada võivad objektid on kõik arvel ja nende orbiite kontrollitakse pidevalt. Ootamatult ilmuva asteroidi leidmiseks kasutatakse lisaks tavalistele teleskoobivaatlustele ka radarsüsteeme.

Asteroidid, mille periheel jääb Marsi orbiidi sisse

Asteroide, mille periheel jääb Marsi orbiidi sisse, on teada alla saja. Neid võib jagada kolme tööpi ja neid nimetatakse tuntuima esindaja järgi: Amori – tüüpi asteroidide periheel jääb vahemikku 1 kuni 1,3 astronoomiline ühik| astronoomilist ühikud (aü) ehk kaugemale Maast; Apollo – tüüpi asteroidid tulevad aga Päikesele lähemale kui Maa. See on Maa-lähedaste asteroidide rühm, mis on saanud nime esimesena avastatud seda tüüpi asteroidi 1862 Apollo järgi; Ateni – tüüpi asteroidide keskmine kaugus Päikesest on Maa oma väiksem, s.t. nad tiirlevad peamiselt Veenuse ja Maa vahel.

Asteroidid, mille periheel jääb Jupiteri orbiidi sisse

Enamus asteroide tiirleb ümber Päikese Marsi ja Jupiteri vahel ega lähe meile eriti korda. Rõngakujulist piirkonda 2-4 aü Päikesest nimetatakse asteroidide vööks ning seal tiirleb 98% kõigist avastatud väikeplaneetidest. Tiiru ümber Päikese teevad nad 3-9 aastaga. Suure asteroidide vöö sees tuntakse ka suhteliselt tühje alasid, näiteks Kirkwoodi augud.

Asteroidide vööst kaugemal paiknevad asteroidid
Esimene asteroidide vööst kaugemal paiknev asteroid 588 Achilles avastati 1904 . selle orbiit ühtib Jupiteri omaga . Selliseid asteroide on avastatud üle 20. kõik nad on nimetatud Trooja sõja tegelaste järgi. Troojalased jagunevad kaheks rühmaks, millest üks liigub 60 aü Jupiterist eespool , teine osa samapalju tagapool. Tegemist on süsteemi Päike- Jupiter tasakaalu punktidega, mida kutsutakse Lagrange’i punktiks kuulsa prantsuse matemaatiku järgi, kes selliste punktide olemasolu juba 1772 ennustas.
Asteroidid, mille periheel jääb Jupiteri orbiidist välja
Neljas ala jääb teisele poole Jupiteri ja seda nimetatakse Kuiperi vööks. Sealt arvatakse pärinevat lühiperioodilised komeedid . Neid tuntakse ka Kentauride nime all. Nende koostis sarnaneb rohkem komeetidele või Kuiperi vöö objektidele.

KOKKUVÕTE

Asteroidid on arvatavasti aine, mis jäi üle planeetide tekkimisel umber 4,6 miljardit aastat tagasi. Jupiteri tugev gravitatsiooniväli ei lubanud planeedialgetel korralikku planeeti moodustata. Selle asemel jäid nad igaüks omaette tiirlema. Avastamise järel antakse asteroidile kõigepealt esialgne tähistus, mis koosneb aastaarvust ja sellele järgnevast kahest ladina suurtähest. Neist esimene näitab seda kalendrikuu poolt, millal avastus tehti, teine aga omistatakse avastamise järjekorras. Asteroide liigitatakse värvuse ja asukoha järgi. Oluline parameeter on ka suurus. Üldse on vaid 26 asteroidi suuremad kui 200km, 250 suuremad kui 100km ja 700 suuremad kui 50km . Asteroide, mille periheel jääb Marsi orbiidi sisse, on teada alla saja. Enamus asteroide tiirleb ümber Päikese Marsi ja Jupiteri vahel ega lähe meile eriti korda. Esimene asteroidide vööst kaugemal paiknev asteroid 588 Achilles avastati 1904. selle orbiit ühtib Jupiteri omaga. Asteroidi langemine tiheda asustatusega piirkonda tähendaks miljonite inimeste hukkumist ja tõsist ohtu elukeskkonnale Maal; seetõttu jälgitakse väikeplaneetide liikumist erilise hoolega; Maad ohustada võivad objektid on kõik arvel ja nende orbiite kontrollitakse pidevalt. Ootamatult ilmuva asteroidi leidmiseks kasutatakse lisaks tavalistele teleskoobivaatlustele ka seireradar – süsteeme.

LISAD
Lisa 1. Ceres on Päikesesüsteemi suurimaid Lisa 2.Asteroid 443 Eros tiirleb Marsi ja Maa
Asteroide läbimõõduga 930 km vahel ja seda on põhjalikult uuritud.