Космические лилипуты или мир астероидовю Часть 1

Космические лилипуты или мир астероидов

Цель проекта – обеспечить учебно-воспитательное пространство, способствующее получению информации о мире астероидов, её обработке, анализу и презентации.

Задачи проекта:

1. Проанализировать и обобщить информацию о малых планетах в различных источниках.

2. Исследовать возможные направлениям по изучению и использованию астероидов в интересах человека.

3. Активизировать интеллектуально-познавательную деятельность ребят.

4. Провести презентацию проекта в рамках защиты 6-го тома «Энциклопедии ИКАРа»-

« Малые тела Солнечной системы».

ОТКРЫТИЕ и обозначение МАЛЫХ ПЛАНЕТ.

Гроздья светил разноцветных,-

Гроздья из звёзд и планет.

В их тайниках заповедных

Вселенной хранится СЕКРЕТ!

( 2001г. )

Широким кольцом в сотни миллионов километров простирается в Солнечной системе между орбитами Марса и Юпитера пояс малых планет. Около 120000 планет

(на 1. 01. 2006г) с хорошо известными орбитами — это лишь малая толика множества небесных тел, образующих пояс. Ежегодно на разных обсерваториях мира открывается несколько десятков новых планет, получающих номер и имя. Весомый вклад в открытие и изучение малых планет вносят советские астрономы. В нашей работе рассказывается об истории открытий малых планет в нашей стране, о правилах присвоения номеров и имен малым планетам, приводятся сведения о планетах, названных в честь выдающихся отечественных и зарубежных деятелях, о планетах, в названиях которых отражена история нашей страны и ее география.

Открытие первой малой планеты совпало с началом девятнадцатого века. Сицилийский астроном Джузеппе Пиацци (1746—1826) в ночь на 1 января 1801 г. обнаружил звёздообразный объект в созв. Тельца, который не значился в звёздном каталоге. Наблюдения показали, что объект медленно перемещается по небу, и Пиацци решил, что он открыл новую комету. Вскоре выяснилось, что орбита объекта близка к круговой, с большой полуосью а = 2,8 а. е. , как раз той, которая давно предсказывалась на основе эмпирического правила планетных расстояний для недостающей планеты в промежутке между орбитами Марса и Юпитера. Стало ясно, что новое тело не комета, а планета, с открытием которой в Солнечной системе, казалось, воцарилась полная гармония. Однако в течение шести последующих лет были найдены еще три планеты, обращающиеся вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. Все четыре новые планеты оказались по своим размерам значительно меньше ранее известных больших планет, так что даже в телескопы у них нельзя было обнаружить характерные для планет диски. Их открытием было положено начало изучению нового типа тел в Солнечной системе — малых планет, или астероидов (т. е. «звёздообразных»). Пятая по счету малая планета была открыта лишь в 1845 г. , но затем открытия новых астероидов стали следовать одно за другим, и за двадцатилетие 1851 — 1870 гг. было открыто уже 110 малых планет.

Первые малые планеты получали имена, заимствованные из мифологии: Церера, Паллада, Юнона, Веста, Астрея. По мере того как запас мифологических имен истощался, вновь открываемым планетам все чаще стали давать женские имена. Постепенно вошло в обычай образовывать имена малых планет от топонимов — названий городов, рек, стран, часто в их латинизированной форме. Стали присваиваться имена в честь учёных, писателей, композиторов По традиции эти имена снабжались окончаниями женского рода. Так, например, образованы имена: Ламберта, Ньютония, Моцартия и другие. Это правило соблюдалось долгое время, пока в середине ХХ века от него не отказались.

Пока малых планет было известно сравнительно немного, каждая вновь открытая планета тщательно наблюдалась, ее орбита определялась по большому числу наблюдений в течение недель или даже месяцев В результате, орбита планеты определялась достаточно надёжно, и планета получала постоянный номер в порядке открытия и название.

По мере роста числа открываемых малых планет проблема слежения за ними становилась более трудной. Ведь первыми были открыты наиболее яркие и потому наиболее доступные наблюдениям планеты.

С уменьшением блеска вновь открываемых планет возрастает опасность неправильного отождествления объектов и путаницы в наблюдениях разных планет.

Наиболее благоприятные условия для наблюдений малых планет складываются на протяжении одного-двух месяцев вблизи эпох их противостояния (оппозиции): блеск планеты становится максимальным, так как планета находится в наибольшем сближении с Землей, а сама планета кульминирует около полуночи. Так как периоды обращения большинства малых планет вокруг Солнца составляют 3 - 5,5 года, то две последовательные оппозиции планеты следуют одна за другой через год и три — шесть месяцев. Чтобы найти малую планету в следующую оппозицию, следует заранее по элементам орбиты предвычислить ее положение на небе - ее эфемериду (коор. ). Задача предвычисления эфемериды осложняется возмущающим действием больших планет, оказываемым на движение малых планет. Без учета этих возмущений эфемерида оказывается грубой и планету можно не найти.

К началу 1891 г. число открытых астероидов достигло трехсот. В этом году Макс Вольф (1863 - 1932) в Гейдельбергской обсерватории (Германия) применил для наблюдений планет фотографию. Это сразу привело к резкому увеличению числа открываемых объектов. За пятилетие 1891 - 1895 гг. было открыто 149 новых малых планет, но далеко не для всех удалось определить надёжные орбиты, вследствие чего некоторые астероиды были потеряны. Такое положение поставило вопрос о системе предварительных обозначений для вновь открываемых планет. Первая система была введена с 1892 г. : сначала планете давалось предварительное обозначение и лишь впоследствии, если удавалось надёжно определить её орбиту, планета получала постоянный номер.

На протяжении десятков лет, до конца второй мировой войны, регистрация всех вновь открываемых малых планет, присвоение постоянных номеров, вычисление и публикация эфемерид этих планет проводились в Берлинском вычислительном институте. До известной степени он также координировал наблюдательную и вычислительную работу, выполнявшуюся в других обсерваториях, играя таким образом роль мирового центра по малым планетам.

В России первые наблюдения малых планет проводились в Петербурге уже в начале 19-го века. В восьмидесятых годах 19 в. значительное число наблюдений астероидов было выполнено в Московской обсерватории. Во второй половине 19-го и в начале ХХ века аналогичные наблюдения проводились в Пулковской обсерватории. Велись наблюдения малых планет и в Казани, но все же подлинная история открытий малых планет в России началась в Симеизе, после того как там вступила в строй обсерватория, ставшая в 1908 г. отделением Пулковской обсерватории.

В Симеизской обсерватории был установлен двойной цейсовский астрограф, имеющий две фотографические камеры с 12-сантиметровыми объективами с фокусным расстоянием 60 см. На этом инструменте были открыты все симеизские малые планеты.

В 1909 г. заведующим Симеизским отделением Пулковской обсерватории был назначен

С. И. Белявский. При нём Симеизское отделение включилось в международную службу наблюдений малых планет. В конце 1912 г. на обсерваторию прибыл Г. Н. Неуймин, начавший активные наблюдения планет и комет. Уже 14 марта 1913 г. он нашел новую планету, а спустя три недели еще одну; планеты получили постоянные номера 748 и 749.

В названии первой открытой в России малой планеты 748 Симеиза Г. Н. Неуймин увековечил место расположения обсерватории.

До Великой Октябрьской социалистической революции Г. Н. Неуймин и С. И. Белявский открыли 35 малых планет, получивших постоянные номера. В их число входит и планета 852, открытая С. И. Белявским 2 апреля 1916 г. Из-за первой мировой войны сообщение об открытии этой новой планеты попало в Берлинский вычислительный институт с большим опозданием. Только в 1918 г. новой планете был присвоен постоянный номер 852. В 1924 г. С. И. Белявский назвал эту планету Владиленой - в честь основателя первого в мире социалистического государства Владимира Ильича Ленина.

Гражданская война и хозяйственная разруха нарушили работу Симеизской обс. , но уже в 1921 г. началось её возрождение. Вскоре Советское правительство выделило значительные средства на приобретение в Англии метрового телескопа-рефлектора для Симеизской обс. Штат обсерватории пополнился новыми сотрудниками. В 1922 г. на обсерватории начал работать В. А. Альбицкий (1891-1952), а в 1925 г. из Пулковской обсерватории в Симеиз перевелись супруги Г. А. и П. Ф. Шайн. В 20-30-е годы Г. Н. Неуймин, С. И. Белявский, В. А. Альбицкий и П. Ф. Шайн являлись основными наблюдателями малых планет.

Благодаря хорошо продуманной и организованной работе Симеизская обс. выдвину- лась на второе место в мире по числу открытых и занумерованных малых планет.

С 1913 по 1941 г. в Симеизе было открыто 547 астероидов, получивших предваритель- ное обозначение. Из них 116 получили постоянные номера ещё до начала Великой Отечественной войны. Во время войны обсерватория была сожжена фашистами, а её оборудование, библиотека, научные архивы вывезены в Германию. После войны началось восстановление обсерватории, удалось спасти и восстановить двойной астрограф, на котором В. А. Альбицкий и П. Ф. Шайн возобновили в 1947 г. наблюдения малых планет и открыли ещё около двухсот планет, получивших предварительные обозначения. В 1954 г. наблюдения малых планет в Симеизе прекратились. Тем не менее, до настоящего времени Симеизские астрономы по их прежним наблюдениям признаются первооткрывателями новых астероидов, получающих постоянные номера.

Чтобы понять, почему так происходит, cлeдyeт обратиться к ныне действующим правилам присвоения номеров и названий малым планетам и установления авторства открытия. В настоящее время почти все наблюдения малых планет выполняются фотографическим путём.

Найдя на фотонегативе изображения малых планет и вычислив их экваториальные координаты, наблюдатель сравнивает положения этих планет с теми, которые имеют в ночь наблюдений известные занумерованные планеты. Положения последних на даты вблизи оппозиции публикуются в ежегодных выпусках «Эфемерид малых планет». Если наблюденное положение достаточно близко к эфемеридному месту одной из занумерованных планет, то вычисленные координаты обычно приписывают этой планете. Если же наблюденное положение нельзя отнести ни к одной из занумерованных планет, то имеются основания предполагать открытие новой планеты.

Когда эти сведения поступают в планетный центр, такой планете присваивают предвари - тельное обозначение, состоящее из номера года наблюдения и двух букв латинского алфавита. Первая буква обозначает номер половины месяца, в котором проведено наблюдение. Так, планетам, наблюдавшимся с 1 по 15 января, присваивается первая буква А, а планетам, наблюдавшимся с 16 по 31- буква В и т. д. Вторая буква обозначения дается в порядке поступления сведений в Планетный центр, причем каждые полмесяца этот порядок возобновляется с начала алфавита. В этой системе предварительное обозначение 1980 СЕ означает, что данная ненумерованная планета наблюдалась в первой половине февраля 1980 г. (третья по счёту половина месяца в году) и что это пятое наблюдение ненумерованных планет в данном полумесяце. Если букв алфавита недостаточно для обозначения всех наблюдений в какой-либо половине месяца, то вторая буква может сопровождаться дополнительными индексами.

По трём и более наблюдениям обнаруженной малой планеты вычисляется её предварительная орбита. После наблюдений той же планеты не менее чем в трех оппозициях вычисляется окончательная орбита (с учетом: планетных возмущений), и если она отличается от орбит уже известных астероидов, то такая планета считается новой (ранее неизвестной), и ей присваивается постоянный номер. Первооткрывателем планеты признается тот, чьи наблюдения положены в основу вычислений предварительной орбиты, далее постепенно уточняющейся, а датой открытия считается момент первого из этих наблюдений. При этом может оказаться, что планета неоднократно наблюдалась задолго до момента ее открытия, но этих наблюдений было недостаточно, чтобы связать их единой орбитой.

Рассмотрим один пример. Малая планета, получившая обозначение 1948 TR1, была сфотографирована П. Ф. Шайн 4, 12 и 26 сентября, а затем 4 ноября 1948 г. В 1978 г. на основе предварительной орбиты, вычисленной по этим наблюдениям, было установлено, что планета 1935 FN, наблюдавшаяся в Йоханнесбурге 28 марта 1935 г. , и планета 1973 FD1, наблюдавшаяся в Крымской астрофизической обс-рии (КРАО) 27 марта и 2 апреля 1973 г. , тождественны планете 1948 TR1. После 1973 г. планета наблюдалась ещё несколько раз на разных обсерваториях. Окончательная орбита была определена по 16 наблюдениям в четырёх оппозициях. Первооткрывателем планеты является П. Ф. Шайн. Планета получила № 2103, а в 1980 г. ей было присвоено имя Отто Шмидт.

Вторая мировая война разрушила международную службу малых планет. В 1946 г. эта служба была восстановлена.

По предложению Международного астрономического союза Институт теоретической астрономии АН СССР (ИТА) принял на себя подготовку и издание ежегодника «Эфемериды малых планет». Этот ежегодник, содержащий данные об элементах орбит всех занумерованных планет и эфемериды планет, имеющих оппозицию в очередном году, регулярно издается с 1948 г.

Другая часть функций была передана обсерватории Цинциннати (США), получившей статус Планетного центра. Этому центру было поручено присвоение предварительных обозначений и постоянных номеров планетам, публикация наблюдений и других данных в «Циркулярах малых планет». В 1978 г. Планетный центр переведен из Цинциннати в Смитсоновскую астрофизическую обсерваторию (США).

Испытывая потребность в наблюдениях малых планет для уточнения их орбит, ИТА организовал собственную наблюдательную базу в КрАО АН СССР. Дирекция КрАО предоставила в распоряжение Института 40-сантиметровый двойной астрограф и создала условия для работы группы наблюдателей малых планет и комет. В 1965 г. Крымская группа приступила к регулярному фотографированию эклиптикальной области неба. В настоящее время группа работает в составе четырех сотрудников ИТА: Л. В. Журавлевой, Л. Г. Карачкиной, Т. М. Смирновой, Л. И. Черных и руководителя группы, научного сотрудника КрАО - Н. С. Черных. Уже через несколько лет после ее организации группа выдвинулась на первое место в мире по числу ежегодно наблюдаемых астероидов.

На 40-см астрографе при благоприятных условиях могут быть сфотографированы планеты до 18-й звездной величины, причем на одной фотопластинке фиксируются изображения многих, иногда нескольких десятков малых планет. Втечение года сотрудники Крымской группы получают до 150 пар фотографий различных участков неба. После тщательного обследования фотонегативов, отснятых в течение года, на них обнаруживается 2000-3000 изобра- жений малых планет. Примерно одна треть из них принадлежит занумерованным планетам, но большая часть - новым планетам. Крымская группа пронаблюдала свыше 95 % всех занумерованных планет, большинство из них - по нескольку раз. Определено около 30 тысяч положений занумерованных и ненумерованных планет, что составляет примерно десятую часть фотографических наблюдений планет за всю многолетнюю историю их исследования. К 1 ноября 1980 г. сотрудниками Крымской группы открыто 117 малых планет, получивших постоянные номера. Кроме того, благодаря их усилиям был найден ряд считавшихся утерянными или давно не наблюдавшихся астероидов.

Первооткрыватель планеты, получившей постоянный номер, имеет право дать ей имя по своему усмотрению. Если первооткрывателя уже нет в живых, то преимущест -венным правом присвоения названия пользуется вычислитель, отождествивший наблюдения планеты в разных оппозициях, затем наблюдатель, чьи наблюдения внесли вклад в определение окончательной орбиты, и, наконец, руководство обсерватории, где была открыта планета. Предложение о присвоении имени, вместе с кратким изложением его смысла, направляется в Планетный центр для утверждения. Имя считается утверждённым после опубликования в «Циркулярах малых планет» сообщения о присвоении имени вместе с изложением его смысла.

Какие же имена выбирают ныне астрономы для открываемых ими малых планет? Как и прежде, некоторая часть названий отражает мифологию различных народов. Мифологические имена принято, например, давать планетам, орбиты которых заходят внутрь орбиты Земли. Например, открытая Л. И. Черных планета 2212, приближающаяся к Солнцу до расстояния 0,36 а. е. , получила недавно имя Гефест. Планетам так называемой троянской группы принято давать имена героев Троянской войны. Некоторые планеты получают названия в честь родных и близких первооткрывателя, или их названия связаны с какими-то фактами его биографии. Однако в большинстве случаев названия малых планет представляют всеобщий интерес, поскольку в них увековечиваются имена героев, видных учёных, деятелей культуры, отражаются важные исторические события.

На 1 января 2003г. в Международном каталоге малых планет числится 1500 астероидов, открытых советскими астрономами. Большинству из этих планет уже присвоены имена. В нашей работе мы постарались собрать сведения о тех малых планетах, названия которых могут быть интересны всем, поскольку они даны в честь отечественных ученых, писателей, композиторов, героев Великой Отечественной войны и героев освоения космоСА, включены также планеты, названия которых связаны с географией Земли.

В заключение хотелось бы ответить на вопрос, который может возникнуть: «Зачем вообще нужно открывать новые малые планеты?»

История изучения пояса малых планет наглядно свидетельствует о том, что увеличение числа занумерованных планет на разных этапах приводило к выявлению новых особенностей структуры этого пояса. В 1867 г. , когда число малых планет едва превысило 90, Д. Кирквуд (1814—1895) обнаружил неравномерность распределения малых планет по их средним движениям (люки Кирквуда) и дал качественно верное объяснение этой неравномерности как результата резонансного взаимодействия планет с Юпитером. Детали этой структуры продолжают уточняться, но удовлетвори- тельного во всех отношениях объяснения существованию люков пока нет.

В 1898 г. была открыта малая планета 433 Эрос, сближающаяся с Землей до расстояний, значительно меньших 1 а. е. , из чего вытекала возможность ее использования для уточнения астрономической единицы длины. В 1906 г. была открыта первая планета троянской группы 588 Ахиллес, остающаяся всегда вблизи одной из вершин равностороннего треугольника, в то время как Солнце и Юпитер находятся в двух других его вершинах. Возможность такого типа движения была задолго до этого предсказана Ж. Лагранжем (1736 - 1813). Затем последовали открытия новых троянцев, обнаружение малых планет, выходящих далеко за орбиту Юпитера (944 Гидальго) или проникающих внутрь орбиты Земли (первая планета этого типа 1862 Аполлон была открыта в 1932 г. ). В конце 1910-х годов японский астроном К. Хираяма (1874-1943) обнаружил в поясе астероидов семейства малых планет со сходными элементами орбит. Исследование семейств малых планет является сейчас одним из важных направлений в разработке теории происхождения и последующего развития пояса астероидов.

Этот список можно продолжать. В ряду тахих открытий являются малая планета 2060 Хирон, найденная в 1977 г. между орбитами Сатурна и Урана, и малые планеты 2062 Атен и 2100 Ра-Шалом с большими полуосями их орбит, меньшими, чем у земной орбиты. Каждое такое открытие ставит новые проблемы перед небесной механикой и астрономией Солнечной системы Открытие пояса Койпера (1992г. ) за орбитой Нептуна произвело настоящую революцию в астрономии: в Солнечной системе 8 больших планет, а Плутон теперь просто «карликовая» планета с № 134340

(Постановление МАС от 24. 08 2006г. ).

А с открытием астероидов сближающихся с Землёй (АСЗ) вопрос «зачем изучать?» совсем отпадает. Чтобы суметь себя защитить, необходимо знать «от кого, от чего и как?»

Упомянутые открытия в большинстве своём были сделаны лишь благодаря тому, что на протяжении десятилетий во многих обсерваториях и вычислительных центрах ведётся настойчивая работа по систематическому наблюдению малых планет и вычислению поисковых эфемерид. В настоящее время практически известны все малые планеты до 16-й звездной величины и более 97 % всех планет до 18-й звёздной величины.

- «Астероид» - в переводе с греческого «звёздоподобный» (В. Гершель).

- Первый астероид Церера № 1 был открыт 1. 01. 1801г. итальянским учёным Джузеппе Пиацци, Геката № 100 открыт 11. 07. 1868г. Дж. Уотсоном и назван в честь греческой богини мрака и Луны, ночных видений и чародейства, дочери титанидов Перса и Астерии

- Астероиды движутся вокруг Солнца в ту же сторону, что и большие планеты, в основном между орбитами Марса и Юпитера – Главный пояс астероидов.

- Средний период обращения астероидов около 4 лет

- Общая масса всех астероидов, собранных вместе, примерно в 20 раз меньше массы Луны. Из всех астероидов получилась бы планета диаметром меньше 1500 км

- За последние десять лет на Земле обнаружено около 150-ти крупных кратеров ударного происхождения.

Если упавший на Землю метеороид имеет диаметр (d) 1-2 км. , то может быть глобальная катастрофа (гибель обитателей Земли), как 65 млн. лет назад (на рубеже Мелового периода Мезозойской эры и Третичного периода Кайнозойской эры).

Астероид с d = 5км. – образовал кратер Юкатан и погибли динозавры.

Сейчас (конец ХХ века) каждый год открывается около 50 астероидов, сближающихся с Землёй (АСЗ). В связи с этим выделился даже специальный раздел в астрономии – ОКОЛОЗЕМНАЯ астрономия и проблема изучения малых тел Солнечной системы.

– Кентавры – это угасшие кометы (характерна поверхностная корка).

Хирон был открыт в 1977г. , его d ~ 180 км. Он расположен позади Урана и совершает оборот вокруг Солнца за 51 год. В 1988г. он окружил себя облаком пыли и газа, как это делают кометы. Поэтому учёные полагают, что Хирон когда-то был кометой.

– Комета Галлея при одном приближении к Солнцу теряет около 400 млн. тонн вещества,

С 446г. до н. э. – это её 30-е приближение (в 1986г. ) к Земле. Интересное совпадение: за 2 года до её появления (26. 02. 1984г. ) над Землёй пролетел Чулымский болид, как и в предпоследнем появлении 1910г. – Тунгусский метеорит (30. 06. 1908г. )

– список бинарных (двойных) астероидов насчитывает 60 объектов в разных частях Солнечной системы: уже 17 – в главном поясе, в поясе Койпера и на орбите