Пояс Астероидов:
Около 98% всех астероидов имеют орбиты, заключенные между орбитами Марса и Юпитера . Остальные выходят за эти пределы. Двигаясь по сильно вытянутым эллиптическим орбитам, некоторые из мелких планет подходят к Солнцу вдвое ближе, чем Меркурий. Другие уходят за орбиту Сатурна. Астероиды не случайно именуются иначе малыми планетами. Только у 14 из них поперечники превосходят 250 километров. Остальные лишь по форме орбит напоминают крупные планеты и большинство из них имеют неправильную, осколочную форму, роднящую астероиды с метеоритами.
Самые крупные из астероидов это Церера (поперечник 940 км), Паллада (610 км), Веста (540 км), Гигея (450 км). О них мы знаем пока очень мало. Бесспорно, однако, что их недра не имеют слоистого строения, как у крупных планет. Скоре они похожи на метеориты и по плотности, и по составу. Одни из астероидов имеют плотность около 2 г/см3 и в этом отношении напоминают каменные метеориты, другие гораздо плотнее (7-8 г/см3) и сходны с железо-никелевыми метеоритами. Есть и такие, которые похожи на углекислые ходриты - разновидности каменных метеоритов, весьма богатые органическим веществами.
Пояс астероидов - основной поставщик мелкой твердой пыли в Солнечной системе. Эта пыль не остается постоянно в роли "микропланеток", т. е. спутников Солнца. Если поперечник пылинки меньше 10-5 м, то она выметается прочь из Солнечной системы давлением солнечных лучей. Происходит это и с частицами с поперечником равным 10-5 см, но только они улетают от Солнца не по гиперболам, а по прямым. А вот частицы большего размера солнечные лучи не в силах выгнать прочь из Солнечной системы. Они лишь тормозят их полет вокруг Солнца и частицы в полном соответствии с законами небесной механики падают на Солнце.
В октябре 1977 г. американский астроном Коуэл обнаружил на снимках звездного неба слабый, сравнительно медленно движущийся объект - астероид или остатки кометы. Оказалось, что этот объект должен иметь диаметр от 150 до 600 км и движется по околосолнечной орбите (с большей полуосью в 13,7 автономических единиц), которая проходит в пространстве между орбитами Юпитера и Урана, совершая один оборот вокруг Солнца за 50,682 года. В перигелии он приближается к Солнцу на 8,5 астрономических единиц, а в афелии уходит на расстояние, равное 18,9 единиц. Объект был назван Хироном, по имени кентавра - сына Сатурна.
В том, что астероиды - бесформенные осколки, нас убеждает периодическая переменность их блеска, вызванная осевым вращением. Амплитуды невелики, периоды заключены в пределах от 2,25 часа до 18 часов. Только два астероида - Эрос и Географ изменяют свой блеск с амплитудой в 1,5-2,0 звездной величины.
Сразу же после открытия в 1898 г. Эрос привлек внимание исключительностью его орбиты. Эксцентриситет его эллиптической орбиты равен 0,223, большая полуось 1,458 астрономической единицы. Поэтому в некоторых противостояниях, которые называются "великими", Эрос может приблизится к Земле до 20 млн. км. В это время его блеск повышается до 7-ой звездной величины. В афелий он удаляется от Солнца за орбиту Марса почти на 30 млн. км; пересечения орбит быть не может, так как наклонение его орбиты к плоскости эклиптики велико.
Хотя противостояние Эроса наступают в среднем через 2-3 года, великие противостояния происходят через 30 лет. В нашем столетии они были в 1901, 1931, 1975 и 1982 г.
Большие сближения Эроса с Землей астрономы использовали для точных определений его положений. При этих наблюдениях была открыта переменность его блеска, период которой равен 5 ч. 16 мин. с изменяющейся амплитудой, доходящей до 1,5 звездной величины. Как в 1930-31, так и в 1974-75гг. было получено много наблюдений блеска астероида, так что период и кривая изменения блеска определены очень надежно . Амплитуда изменения блеска Эроса переменная и зависит от того, как наклонена его ось вращения к лучу зрения. Это позволило определить направление оси вращения, которая пересекает небесную сферу около звезды Альфа Андромеды. Амплитуда наибольшая, когда Земля, "входит" в плоскость экватора планеты.
В 1975 г. наблюдалось еще более редкое явление. Эрос на несколько секунд закрыл звезду c Близнецов и звезда "погасла". Это позволило оценить диаметр астероида в 20 км таким образом, Эрос - вытянутая каменная глыба, вращающаяся вокруг малой оси, в результате чего изменяется его блеск.
Планета Фаэтон:
Согласно наиболее популярной теории, все астероиды представляют собой осколки распавшейся (или так и не сформировавшейся) планеты Фаэтон
В астрономии не раз бывало, что открытию помогала случайность. Вот как это произошло с малыми планетами. Немецкий физик и математик И. Тициус в 1766 году нашел числовую закономерность в расстояниях планет от Солнца. Согласно этому правилу, между орбитами Марса и Юпитера должна была существовать какая-то планета. Английский астроном В. Гершель в 1781 году открыл планету Уран, причем расстояние планеты от Солнца очень мало отличалось от величины, которую предсказывала формула Тициуса. Это обстоятельство повысило доверие ученых XVIII века к правилу Тициуса, и в 1796 году на конгрессе в Готе было решено начать поиск недостающей планеты. Однако случилось так, что никому из тех астрономов, которым поручили наблюдения, не повезло. Планету обнаружил в первую новогоднюю ночь 1801 года Дж. Пиацци, директор обсерватории в Палермо (Сицилия). Надо сказать, что у Пиацци была совсем другая задача, он хотел составить точную карту звездного неба в области созвездия Тельца. Сверяясь со звездным каталогом Волластoна (как выяснилось позже, в каталоге была допущена опечатка), астроном никак не мог обнаружить одну из звезд. Неожиданно он заметил звездоподобный объект, который медленно перемещался по небу. Когда вычислили орбиту космического тела, оказалось, что оно движется поразительно точно на том расстоянии от Солнца, какое предсказано формулой Тициуса. Астрономы торжествовали: найдена недостающая планета. Ее назвали Церерой, в честь богини - покровительницы Сицилии.
Однако вскоре последовала цепь новых открытий. В 1802 году была открыта еще одна планета - Паллада. В 1804 году - третья малая планета - Юнона, а в 1807 году - Веста. Все они двигались примерно на таком же расстоянии от Солнца, что и Церера, - 2,8 астрономической единицы (около 420 миллионов километров). Именно это обстоятельство позволило немецкому астроному и врачу Г. Ольберсу в 1804 году высказать гипотезу о том, что малые планеты (их еще называют астероидами, то есть "звездоподобными”) произошли в результате разрыва на куски одной большой планеты, радиус орбиты которой лежал на расстоянии 2,8 астрономической единицы.
Заметим, кстати, что современники Г. Ольберса (В. Гершель, Лаверье, П. Лаплас) высказывали другие предположения о происхождении астероидов, однако наибольшей популярностью пользовалась все же точка зрения Ольберса, которая наилучшим образом объясняла все известные к тому времени факты.
Между тем поток открытий астероидов не иссякал, и к 1890 году было известно уже свыше 300 малых планет. Астрономы пришли к твердому убеждению, что в некоторой зоне между Марсом и Юпитером по орбитам вокруг Солнца вращается целый рой малых планетных тел. Открытия малых планет продолжаются и до настоящего времени. По некоторым оценкам, их число может превышать 70000.
Итак, "правило планетных расстояний” Тициуса, как мы видим, сыграло выдающуюся роль в истории открытия малых планет. Однако само это правило до сих пор не получило своего теоретического истолкования и, как считают современные космогонисты, не содержит физического смысла. Поистине приходится лишь удивляться, как иногда неверные предпосылки или попросту случайное стечение обстоятельств приводят к открытиям, значение которых трудно переоценить.
Вернемся, однако, к гипотезам о происхождении малых планет. В принципе их все можно распределить на две большие группы. Первую группу образует гипотеза Ольберса и ее различные модификации, предполагающие происхождение астероидов (и комет) как результат взрыва гипотетической планеты. К этой гипотезе обратился российский астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов, который считает, что планету - прародительницу астероидов и комет было бы правильнее назвать не Фаэтон, а Астерон. Другая группа гипотез рассматривает происхождение астероидов (и комет) в единой эволюционной схеме образования Солнечной системы. Среди этих гипотез наиболее подробно разработана гипотеза советского ученого О. Ю. Шмидта.
Какая же из этих двух концепций лучше удовлетворяет современным представлениям о малых телах Солнечной системы?
К сороковым годам XX века каталоги астероидов с указанием их орбит содержали около полутора тысяч объектов. Используя методы небесной механики, теоретически можно повернуть события вспять, "собрать" астероиды вместе и определить приблизительную орбиту родительской планеты. Такую работу проделал московский астроном А. Н, Чибисов. Его вывод однозначен: исходя из современных данных о движении астероидов, невозможно определить ни область, где разорвалась планета, ни орбиту, по которой она двигалась до взрыва. Азербайджанский ученый Г. Ф. Султанов подошел к этому вопросу с другой стороны. Он рассчитал, как должны распределиться в пространстве осколки при разрыве планеты. Полученные данные сравнил с существующим распределением астероидов. И вновь результат оказался не в пользу гипотезы Ольберса. Различия в распределении столь велики, что говорить о взрыве небесного тела нет никаких оснований
