Астрономія, супутник, космос

Близькоземні астероїди



Які вони і звідки вони беруться?


Девід К. Лінч,
Концепція художника про астероїд. Зображення НАСА.

З тих пір, як Земля утворилася 4,5 мільярда років тому, її обстрілювали скелі з космосу. Щороку близько 50 000 тонн астероїдного матеріалу потрапляє в атмосферу Землі. Більшість його спалюється високо в іоносфері через тертя з повітрям. Але проходить кілька скель. Впливи в океан проходять непомітно, хоча більші з них можуть спричинити цунамі. Інші б’ють землю і залишають кратери. Це триває з зорі часу і, як очікується, триватиме довгий час, коли Сонце відкине наші океани приблизно через 5 мільярдів років.

Великі космічні скелі називають астероїдами, а маленькі - метеороїдами. Коли вони проникають через атмосферу, їх називають метеорами, або "стріляючими зірками". Якщо вони досягають землі, їх називають метеоритами.


Астероїд Ітокава, відвіданий японським космічним кораблем Хаябуса в 2005 році. Це було виявлено командою LINEAR-астероїдів з обстеження в 1998 році. Використовується з дозволу.

Звідки вони беруться?

Походження комет і астероїдів до кінця не з’ясовано. Деякі астероїди вважаються сміттям, що залишився від утворення Сонячної системи. Вважається, що інші - фрагменти від зіткнення великих астероїдів або протопланет. Комети, як відомо, є залишками ранньої Сонячної системи, але їх кількість дуже невизначена. Щороку виявляється кілька десятків нових комет.

Більшість астероїдів обходять навколо Сонця майже круговими шляхами, що лежать між Марсом та Юпітером. Комети зароджуються у зовнішніх межах Сонячної системи, далеко за межами Плутона. Вони мають надзвичайно витягнуті еліптичні орбіти, і кожна поїздка навколо Сонця займає тисячі чи мільйони років.

Загалом, ні астероїди, ні комети не становлять загрози для Землі. Це тому, що їх орбіти залишаються однаковими рік і рік, як і Земля. Після того, як астероїд буде ідентифікований і визначена його орбіта, його майбутній шлях можна передбачити дуже точно. Більшість астероїдів не приходить ніде поблизу Землі. Але деякі були висунуті зі своїх спочатку круглих орбіт завдяки близькій зустрічі з Юпітером або зіткненням з іншими астероїдами. Їх нові орбіти - які також передбачувані - приводять їх до внутрішньої Сонячної системи, де вони можуть загрожувати Землі. Це так звані астероїдні родини "пересічення Землі"; Аполлос, Амор і Атенс.


Концепція художника про фрагменти комети Shoemaker-Levy 9, врізавшись у Юпітер у липні 1994 року. NASA Image.

З чого вони виготовлені?

Більшість астероїдів і метеоритів складаються з гірських порід, схожих на Землю - олівіна, піроксена тощо. Вони називаються "хондритами" або "камінням". Камені, багаті вуглецем, називають "вуглекислими хондритами", а деякі з них містять амінокислоти, будівельні блоки життя. Деякі астрономи вважають, що життя на Землі було засіяне кометами та метеоритами.

Близько 10% метеоритів називають прасками. Праски - це сплави нікелю та заліза та щільні металеві тіла. Більшість метеоритів, що відображаються в музеях, - це праски, оскільки вони досить жорсткі, щоб пережити нашу атмосферу. Праски також легше визначити на землі, оскільки хондрити часто нагадують звичайні скелі. Метеорний кратер в Арізоні був викликаний залізом.

Комети набагато рідше, ніж астероїди, але раз у раз вони вражають і Землю. Комети - це нерегулярні кулі із запиленого льоду - "брудні сніжні кулі" - поперек кількох км. Вони значною мірою інертні, за винятком випадків, коли вони нагріваються, коли проходять поблизу сонця і виділяють газ та пил, утворюючи хвости. Об'єктом, який вразив Сибір у 1908 році, вважається комета. За оцінками, повітряний вибух 10-20 мегатонів спустошив понад 2000 кв. Лісів поблизу Тунгуська. Жодного фрагмента не було знайдено, що вірило б, що це комета, її лід випарувався. У 1994 році комета Шокер-Леві 9 врізалася в Юпітера, тверезе нагадування про те, що космічні зіткнення все ще відбуваються.

Як часто вони б’ють землю?

Щодня! Але лише рідко хтось досягає землі. Залежно від їх складу метеори менше 10 м в діаметрі не переживають свого проходу через атмосферу. Менше залізо, ймовірно, зможе пройти, але для виживання нашої атмосфери знадобиться більша комета. У таблиці нижче показана приблизна частота та енергія астероїдів, а також оцінки кількості загиблих людей для астероїдів різного розміру. Чим більший астероїд, тим він рідше.


Графік, що показує залежність між розміром астероїда, що впливає на землю, та частотою такої події.

Кратери та пошкодження від удару?

Величина ураженої шкоди та її ступінь залежать від кінетичної енергії астероїда. Ті, хто рухається швидше, несуть більше енергії, ніж ті, хто рухається повільніше, а більш масивні мають більше енергії, ніж менші. Незважаючи на те, що BB може мати таку ж енергію, як і гарматний куля, BB повинен мандрувати в сто разів швидше. Енергія впливу вимірюється в метричних тонах тротилу. Атомна бомба, скинута на Хіросіму, становила близько 15 кілотонів.

Метеори заходять так швидко, що вони утворюють кратери дещо дивно. З швидкістю до 72 км / сек вони зариваються в землю і утворюють вузький тунель, стискаючи і випаровуючи себе і качаючись по своєму шляху. При цьому утворюється гаряча бульбашка газу. Тиск від цього газу вибухово розширюється і викидає матеріал вгору і назовні. Залишилося неглибокий круговий кратер. Значна частина сміття падає поруч і утворює підняту ковдру викиду. За винятком найповільнішого астероїда, який рухається, не має значення під яким кутом метеор заходить. Підземний вибух виробляє кратер, а не початкове проникнення. Також не має значення, який розмір має частинка, як виявили сферичні мікрократери на космічному кораблі LDEF НАСА.

Об'єкти діаметром 1-2 км являють собою критичний поріг глобальної катастрофи. Над цими розмірами матеріал, викинутий в атмосферу, оточує земну кулю і зменшує сонячне світло і ріст рослин. Навіть більші астероїди змусять гарячий матеріал дощити всю землю. Це почне пожежі, а дим ще більше заблокує сонячне світло. Такі зміни спричиняють глобальне похолодання та втрату рослин, що призводить до масового голодування та вимирання великих сухопутних тварин. Впливи в океан можуть створити цунамі, що спустошить прибережні райони. Морське життя в районі зони удару буде знищено. На щастя, удари від таких астероїдів надзвичайно рідкісні.

На Землі відомо менше 200 відомих кратерів. Але Місяць їх мільйони. Чому ми не маємо більше?

Перша причина - погода. Вітер і дощ, замерзання та відтавання, нагрівання та охолодження розмивають скелі, розбиваючи їх на крихітні шматочки. Рослини ростуть і покривають відкриті скелі, а також руйнуються. Якби ми могли бачити крізь ліси та джунглі, аерофотознімки, безумовно, показували б більше кратерів.

Але тектоніка пластин навіть важливіша за ерозію. Коли континенти рухаються і колються один проти одного, скелі складаються, піднімаються, закопуються і розбиваються. Кожні 200 мільйонів років або близько 75% поверхні Землі створюється та руйнується, переважно в Світовому океані. Континенти плавають над морським дном, але вони теж піддаються величезним переформатуванням. Ерозійні та тектонічні сили врешті-решт знищують кожну геологічну будову на поверхні Землі: гори, річки, пустелі, морські береги - та кратери удару. Ось чому більшість кратерів, про які ми знаємо, відносно молоді.

Вивчайте більше: Астероїди, що перетинають Землю: Як їх можна виявити, виміряти та відхилити?

Девід К. Лінч, доктор наук, є астрономом і планетарним вченим, що проживає в Топанге, Каліфорнія. Коли не висить навколо вини Сан-Андреаса або не користується великими телескопами на Мауна-Кеа, він грає в загадку, збирає гримучі змії, читає публічні лекції про веселки і пише книги («Колір і світло в природі», Кембриджський університетський прес) та есе. Найновіша книга доктора Лінча - польовий путівник по вині Сан-Андреаса. Книга містить дванадцять одноденних поїздок за кермом по різних частинах несправності та містить журнали доріг за милею та GPS координати для сотень несправностей. Як це відбувається, будинок Дейва був зруйнований у 1994 році магнітудою 6,7 в Нортріджі.