Planetoida
Z Wikipedii
Planetoida (planeta + gr. eídos postać), asteroida (gr. asteroeidés – gwiaździsty), planetka (ang. minor planet) – ciało niebieskie o małych rozmiarach - od kilku metrów do czasem ponad 1000 km, obiegające gwiazdę centralną (w Układzie Słonecznym - Słońce), posiadające stałą powierzchnię skalną lub lodową, bardzo często – przede wszystkim w przypadku asteroid mniejszych i mało masywnych – o nieregularnym kształcie, często noszącym znamiona kolizji z innymi podobnymi obiektami.
Obecnie znanych jest ponad 470 tys. planetoid (w tym ponad 228 tys. ponumerowanych)[1], z których większość porusza się po orbitach nieznacznie nachylonych do ekliptyki, pomiędzy trajektoriami Marsa i Jowisza – w tzw. głównym pasie planetoid oraz w pasie Kuipera. W przypadku tej ostatniej grupy nachylenie do ekliptyki może być znaczne.
Trudno oszacować całkowitą liczbę występujących w Układzie Słonecznym planetoid; wynosi ona zapewne wiele milionów.
Spis treści |
[edytuj] Powstanie planetoid
Reguła Titusa-Bodego przewiduje, że pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza (w odległości około 2,8 j.a od Słońca) powinna znajdować się planeta. Jednak obszar o szerokości około 500 milionów kilometrów takiego obiektu nie zawiera. Już w XVII wieku faktem tym zainteresował się Jan Kepler. Jednak dopiero pod koniec XVIII wieku problemem tym zaczęto się szerzej interesować, a początek kolejnego stulecia przyniósł obserwacyjne rozwiązanie kwestii braku planety. Pierwszy obiekt, nazwany później Ceres wypełniający lukę pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza odkrył 1 stycznia 1801 roku Giuseppe Piazzi w Palermo. Kolejne lata przyniosły odkrycia większej liczby tych ciał niebieskich, które nazwano planetoidami. Według najbardziej prawdopodobnej hipotezy, planetoidy powstawały w początkowym okresie kształtowania się Układu Słonecznego. Tak jak i same planety utworzyły się one z obłoku gazu – pierwotnej mgławicy, w której tak samo narodziło się Słońce. Z gazu mgławicowego, który w gigantycznym dysku wirował wokół Słońca, zaczęły się z wolna tworzyć większe skupiska materii. Powstawały nieduże, bliższe Słońca planety (Merkury, Wenus, Ziemia i Mars) oraz planety olbrzymy (Jowisz, Saturn, Uran i Neptun). Pomiędzy Marsem a Jowiszem mogłaby utworzyć się teoretycznie kolejna planeta, jednakże – jak dziś się uważa - silne oddziaływanie grawitacyjne Jowisza nie dopuściło do tego. W ten sposób powstawały mniejsze i mało masywne ciała, których było bardzo wiele, a ich budowa mogła przypominać planety wewnętrzne. Silne oddziaływanie gigantycznego Jowisza wytrącało je z ich orbit, w wyniku czego zderzały się one często, zmieniając swoje trajektorie.
Stygnąc, zarówno planety wielkości Ziemi, jak i pierwotne planetoidy przybierały coraz bardziej skalistą postać, aż do obecnego wyglądu. Zderzenia między planetoidami doprowadzały niejednokrotnie do rozbicia wielu asteroid na mniejsze obiekty, zaś różnice w składzie obserwowanych dziś planetek tłumaczyć można tym, iż pochodzą one z różnych warstw wcześniej rozbitych planetozymali, z których wykształcały się asteroidy. Konkurencyjna teoria wysunięta przez profesora Thomasa van Flandera mówi o powstaniu jednej dużej lub kilku małych planet w obrębie Pasa Planetoid, które pod wpływem grawitacji Jowisza lub w czasie zderzenia rozpadły się. Ta sama teoria tłumaczy powstanie komet jako fragmentów zniszczonego około 3 mln. lat temu lodowego księżyca jednej z skalnych planet. Teoria ta jednak nie jest popularyzowana i nie ma wiarygodnych dowodów zarówno na jej słuszność jak i błędność.
Podobnie zapewne wyglądało powstawanie dalszych planetoid, które dziś krążą po orbitach poza Uranem, Neptunem oraz jeszcze dalej. W ich składzie będzie można jednak stwierdzić więcej lodu wodnego. Dla astronomów niezwykle ważne jest poznanie fizyki tych ciał (podobnie jak i komet), gdyż w rozszyfrowaniu ich historii ukryte są tajniki powstania całego Systemu Słonecznego.
[edytuj] Typy planetoid
Wśród asteroid można wyróżnić na podstawie badania ich widm następujące grupy:
- asteroidy klasy C – w składzie powierzchni przeważa węgiel i związki węgla, planetoidy te mają małe albedo
- asteroidy klasy S – planetoidy, na których powierzchni stwierdza się występowanie dużej ilości materiału krzemianowego
- asteroidy klasy M – planetoidy o składzie niklowo-żelazowym, metaliczne
- asteroidy klasy E – asteroidy, w których widmach występuje minerał enstatyt, rzadkie
- asteroidy klasy V – skład chemiczny powierzchni podobny do asteroid klasy S, jednak dodatkowo występuje tam podwyższony udział piroksenu
- asteroidy klasy G – podgrupa asteroid klasy C,charakterystyczna duża zawartość węgla, jednakże w ultrafiolecie występują dodatkowe linie absorpcyjne np.Ceres (planeta karłowata)
- asteroidy klasy B – podobne do klasy C i G, wykazują odstępstwa w ultrafioletowej części widma
- asteroidy klasy F – również podgrupa klasy C, jednak z różnicami w ultrafioletowej części widma, dodatkowo brak linii absorpcyjnych na długości fal wody
- asteroidy klasy P – asteroidy o bardzo małym albedo, najjaśniejsze w czerwonej części widma, w skład najprawdopodobniej wchodzą krzemiany z udziałem związków węgla, występują na zewnętrznych obrzeżach pasa głównego
- asteroidy klasy D – planetoidy o podobnym składzie jak klasa P, mają małe albedo i są najjaśniejsze w czerwonej części widma
- asteroidy klasy R – planetoidy podobnie zbudowane jak grupa V, wykazują jednak duży udział w składzie oliwinu i piroksenu
- asteroidy klasy A – widmo tych planetoid wykazuje wyraźne linie oliwinu
- asteroidy klasy T – wykazują ciemne czerwonawe widmo, różnią się jednak od klas P i R
[edytuj] Orbity planetoid oraz ich występowanie
Orbity wielu asteroid cechuje znaczny mimośród oraz to, iż są one bardzo gęsto rozmieszczone w pewnych obszarach Układu Słonecznego, a co za tym idzie, orbity ich są podobne do siebie. Spora ilość planetoid wykazuje się także trajektoriami znacznie nachylonymi do ekliptyki.
Najczęściej spotykane grupy planetoid:
- Wulkanoidy
Hipotetyczne planetoidy, które mają krążyć wokół naszej Dziennej Gwiazdy po orbitach wewnątrz trajektorii Merkurego. - Planetoidy, których orbity znajdują się bliżej Słońca (częściowo lub całkowicie) niż orbita Marsa
- Asteroidy typu Amor – są to planetoidy, które zbliżają się ku orbicie Ziemi w swoim biegu wokół Słońca (np. 1221 Amor czy 433 Eros)
- Asteroidy typu Apollo – te planetoidy przecinają nie tylko orbitę Ziemi, ale również Wenus. Nazwane od pierwszego ich odkrytego przedstawiciela 1862 Apollo
- Asteroidy typu Aten – planetoidy te poruszają się po trajektoriach wewnątrz orbity Ziemi (np. 2062 Aten od którego wzięła nazwę cała ta grupa)
- Planetoidy pasa głównego
Są to asteroidy, które obiegają Słońce najczęściej pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza po orbitach z niejednokrotnie sporym mimośrodem. W pasie tym występuje najwięcej znanych planetoid (ok. 90%), np. 4 Westa. Często występują w rodzinach planetoid o podobnych parametrach orbit i właściwościach fizycznych. - Planetoidy krążące po orbitach planet
Trojańczycy - planetoidy te poruszają się po orbitach przede wszystkim Jowisza oraz Neptuna i Marsa w tzw. punktach Lagrange'a, np. 588 Achilles - Planetoidy pomiędzy orbitami Saturna i Neptuna
Centaury - do tej grupy należy np. 2060 Chiron. - Planetoidy transneptunowe; wyróżniamy tu:
- obiekty z pasa Kuipera, w tym:
- Plutonki – planetoidy poruszające się w rezonansie orbitalnym 3:2 z Neptunem, np. 38083 Rhadamanthus, 38628 Huya
- Twotino – obiekty poruszające się w rezonansie orbitalnym 2:1 z Neptunem, np. (20161) 1996 TR66
- Cubewano – planetoidy, które krążąc w pasie Kuipera, nie wykazują żadnych rezonansów orbitalnych, np. (15760) 1992 QB1, 50000 Quaoar, 20000 Waruna
- obiekty z dysku rozproszonego – np. 136199 Eris czy (84522) 2002 TC302
- obiekty z obłoku Oorta – przedstawicielką tej grupy prawdopodobnie jest 90377 Sedna
- obiekty z pasa Kuipera, w tym:
[edytuj] Cechy fizyczne planetoid
Planetoidy są niewielkimi ciałami kosmicznymi, wśród których nieliczne mogą wykazać się rozmiarami powyżej 1000 km (w tej grupie nie ma ani jednej asteroidy z pasa głównego). Gdy chodzi o wskazanie jednoznacznej dolnej granicy rozmiarów dla tych ciał, sprawa się bardziej komplikuje. Najmniejsze zaobserwowane podczas przelotu w pobliżu Ziemi planetoidy miały rozmiary kilku, kilkunastu czy kilkudziesięciu metrów. Zapewne istnieją ogromne ilości jeszcze mniejszych obiektów, które należałoby raczej nazywać meteoroidami. Wiele takich „kosmicznych kamieni” wpada w atmosferę Ziemi, dając zjawiska meteoru (popularnie „spadająca gwiazda”) lub bolidu (bardzo jasny obiekt, któremu towarzyszy często grzmot). Niektóre bolidy nie spalają się całkowicie w atmosferze i upadają na powierzchnię Ziemi. Odłamki takie są nazywane meteorytami. Badanie ich daje szansę poznania budowy i składu chemicznego planetoid.
[edytuj] Powierzchnie planetoid
Cała masa materiału skalnego w pasie głównym zbliżona jest do masy ziemskiego Księżyca. Duże planetoidy 1 Ceres i 4 Westa kształtem swoim przypominają planety (są w przybliżeniu kulami), co zdaje się potwierdzać hipotezę, iż ukształtowały się one w podobny do planet sposób i dotrwały w prawie niezmienionej formie do dziś. Ich powierzchnie nie zostały jeszcze dokładnie zbadane, ale za pomocą teleskopów ziemskich i znajdujących się w przestrzeni kosmicznej można dostrzec obszary jasne i ciemne, wzniesienia i duże kratery.
Również powierzchnie mniejszych planetoid usiane są licznymi kraterami uderzeniowymi, na większości z nich leży warstwa regolitu. Bezpośrednie badania za pomocą sond kosmicznych ukazują naszym oczom ciała o nieregularnym kształcie, podobne do księżyców Marsa, które – same będąc wcześniej najprawdopodobniej planetoidami - zostały przechwycone przez siły grawitacyjne tej planety.
[edytuj] Księżyce planetoid
Odkrywa się także coraz więcej planetek posiadających swoje własne naturalne satelity. Wielu z towarzyszy planetoid ma niewiele mniejsze rozmiary od samych planetoid – takie podwójne obiekty nazywamy asteroidami podwójnymi.
[edytuj] Występowanie planetoid
Występowanie znanych planetoid w poszczególnych grupach według stanu na 19 listopada 2009 roku[2]:
| Występowanie planetoid |
Liczba ponumerowanych |
Liczba wszystkich w bazie JPL |
|---|---|---|
| wewnątrz orbity Ziemi |
2
|
10
|
| Grupa Atena |
72
|
521
|
| Grupa Apollo |
507
|
3526
|
| Grupa Amora |
377
|
2478
|
| Przecinające orbitę Marsa |
1649
|
7399
|
| wewnętrzna część Pasa głównego |
2550
|
6828
|
| Pas główny |
211 960
|
431 985
|
| zewnętrzna część Pasa głównego |
6216
|
12 885
|
| Trojańczycy Jowisza |
1706
|
3708
|
| Centaury |
35
|
134
|
| Obiekty transneptunowe |
199
|
1284
|
| inne |
3
|
23
|
| RAZEM PLANETOID | 225 276 | 470 781 |
| w tym NEO (4 pierwsze grupy) | 958 | 6535 |
| w tym PHA z różnych grup | 270 | 1082 |
[edytuj] Kolizje z planetami
Planetoidy, będąc ciałami mało masywnymi, mogą zostawać wytrącane ze swych orbit poprzez grawitacyjne oddziaływanie planet, w szczególności Jowisza. Ich trajektorie mogą się wtedy znacznie zmieniać, tak, iż zdarzyć się może, że jakaś asteroida wejdzie na kurs kolizyjny z planetą. W przeszłości wydarzenia takie miały miejsce bardzo często; ich pozostałości możemy oglądać na powierzchni Księżyca, Merkurego, Marsa oraz wielu księżyców planet. Również powierzchnie Ziemi i Wenus nie są wolne od występowania kraterów uderzeniowych, jednak w przypadku tych planet, zjawiska atmosferyczne i wietrzenie w wielu przypadkach skutecznie zatarło ślady takich kosmicznych katastrof.
Nie ma podstaw do stwierdzenia, że kiedyś w przyszłości nie zdarzy się kolejne uderzenie planetoidy w Ziemię lub inną planetę czy jakiś księżyc. Astronomowie coraz baczniej przyglądają się przelatującym w pobliżu naszej planety asteroidom, przede wszystkim tym z grupy Atena, gdyż są one potencjalnie największym zagrożeniem dla Ziemi. Uderzenie kilkukilometrowego ciała mogłoby doprowadzić do bardzo poważnych zniszczeń, a nawet do unicestwienia wielu gatunków zwierząt i być może ludzi.
W celu skwantyfikowania zagrożenia spowodowanego możliwym uderzeniem w Ziemię przez planetoidę stworzono skalę Torino i skalę Palermo. Skala Torino jest dziesięciostopniowa, z 10 najwyższym stopniem zagrożenia odpowiadającym kolizjom zagrażającym istnieniu cywilizacji. Do tej pory obiektem o najwyższym zagrożeniu w skali Torino był 99942 Apophis, który przez krótki okres w 2004 roku sklasyfikowany był jako 4 w tej skali.
[edytuj] Misje kosmiczne
Odbyte misje sond kosmicznych w okolicach planetoid:
- sonda Galileo – planetoidy 951 Gaspra (1991) oraz 243 Ida wraz ze swym księżycem Daktylem (1993)
- sonda NEAR Shoemaker – badała planetoidy 253 Mathilde (1997) oraz 433 Eros (finałowe lądowanie w roku 2001)
- sonda Deep Space 1 – przeleciała obok planetoidy 9969 Braille (1999)
- sonda Cassini-Huygens - przelot obok planetoidy 2685 Masursky (2000)
- sonda Stardust – sfotografowała asteroidę 5535 Annefrank (2002)
- sonda Hayabusa – stała się sztucznym satelitą planetoidy 25143 Itokawa (2005)
- sonda New Horizons – przelot obok planetoidy 132524 APL (2006)
Planowane misje:
- sonda Rosetta - 5 września 2008 — przelot koło planetoidy 2867 Šteins w odległości 1700 km
- 10 lipca 2010 — przelot koło planetoidy 21 Lutetia w odległości 3000 km.
- sonda Don Quijote - start 2011 uderzenie w powierzchnię niewielkiej planetoidy (2002 AT4 lub (10302) 1989 ML) przez impaktor Hidalgo.
- sonda New Horizons – lipiec 2015 – badanie 134340 Plutona i jego księżyców
- 2016 - 2020 – badanie pasa Kuipera
Przypisy
- ↑ Na dzień 24 grudnia 2009r.: 477 011 planetoid, w tym 228 203 ponumerowanych i 248 808 nie ponumerowanych - wg danych z: NASA/JPL/SSD: How Many Solar System Bodies (ang.)
- ↑ Dane według Bazy danych małych ciał Układu Słonecznego Jet Propulsion Laboratory JPL Small-Body Database Search Engine (ang.)
[edytuj] Zobacz też
