Чем астероиды интересны астрономам?

Наука и жизньНаука

Что «видели» астероиды?

Доктор физико-математических наук Валерий Шематович, заведующий отделом исследований Солнечной системы Института астрономии РАН.

Астероид Итокава на снимке космического аппарата «Хаябуса-1». Источник: ISAS/JAXA

Астероиды — малые тела Солнечной системы, но их значение для жизни на Земле отнюдь не мало, ведь именно они, скорее всего, были свидетелями и участниками рождения Солнечной системы и жизни на Земле. А в будущем астероиды могут стать источниками важных ресурсов. Астрономам же эти малые тела интересны как носители первичного вещества, из которого построена Солнечная система.

Маленькие, но важные

Кометы и астероиды — это малые тела, которые не относятся ни к планетам, ни к карликовым планетам, ни к их спутникам. Изучать их надо хотя бы потому, что они могут представлять опасность, если есть вероятность их падения на Землю. Ещё одна причина активного интереса к малым телам — космические ресурсы. Известно, что целый ряд металлических астероидов (есть и такие) богат редкими для Земли веществами, в первую очередь редкоземельными металлами. Существует несколько космических стартапов, которые всерьёз прорабатывают возможность выбрать какой-нибудь астероид и доставить его при помощи космических буксиров к Луне, чтобы эти богатства заполучить. К Земле его буксировать не стоит, потому что астероид может упасть из-за большой гравитации. У Луны гравитация меньше.

Кроме прикладной стороны исследований, есть и фундаментальная: мы хотим разобраться, как возникла Солнечная система, как возникла Земля, какие процессы привели к их формированию и как возникла жизнь на нашей планете. Какие бы научные исследования мы ни проводили, за ними всегда стоят эти фундаментальные для естествознания вопросы.

Особенность малых объектов в том, что они, видимо, остались с самых ранних времён образования Солнечной системы. Это избытки «строительного материала», из которого формировались планеты. Солнце составляет 99,86% всей массы Солнечной системы, около 0,13% — планеты. И очень небольшая часть приходится на всё остальное: кометы, астероиды, межпланетную пыль, то есть на малые тела. Астероиды — это как раз то первозданное вещество, из которого образовалась Солнечная система. Интерес к ним и другим малым телам изначально был чисто академическим, потому что телескопы не позволяли их видеть детально. Возрос он с началом космической эры, когда появились проекты полётов к малым телам.

Мы знаем, что на нашей планете существуют минералы возрастом до четырёх с небольшим миллиардов лет, но не более. Первые несколько сотен миллионов лет на ранней Земле бушевал океан магмы. То было горячее время: на поверхность планеты падали астероиды, планетезимали, всё плавилось и кипело. В общем, было очень жарко, как сейчас в жерлах действующих вулканов.

А с малыми телами практически ничего не происходило. Они расположены на периферии Солнечной системы, куда приходят ослабленные солнечные излучение и плазменный ветер, так что изменения, произошедшие на их поверхности с тех ранних времён, минимальные. Поэтому именно с ними связывают первичное вещество, из которого образовалась Солнечная система. Есть у малых тел и ещё одна очень важная особенность: в отличие от Солнца и планет, которые сейчас находятся на своих определённых орбитах, малые тела мобильны, они перемещаются между разными областями Солнечной системы. Эта мобильность была очень важна на самых ранних стадиях формирования нашей планетной системы, потому что благодаря ей происходил перенос вещества из внешних областей во внутренние.

Загадка «каменной» воды

Современная теория образования планетных систем и у Солнца, и у других звёзд предполагает, что внутренние каменистые планеты возникли из малочисленной пылевой фракции и поэтому они относительно небольшие. За орбитой Марса расположена «линия снега», за которой находятся ледяные объекты. А на поверхности Земли много воды. Откуда она появилась? Её было очень мало на ранней стадии, потому что молодое Солнце активно светило в инфракрасном диапазоне и испаряло ледяные мантии пылевой фракции во внутренних областях протосолнечной туманности. Только на поверхности нашей планеты сохранился водный океан, в отличие от соседних планет земного типа — Венеры и Марса. Понятно, что эта вода была на Землю привнесена.

Сначала предполагали, что воду к нам принесли кометы, поскольку их ядра содержат много водяного льда. Но потом с помощью инструментов на Земле и на специализированных космических аппаратах измерили соотношение содержания в них изотопов водорода (дейтерия и водорода), а оно для малых тел в нашей Солнечной системе указывает на область их образования. Если для изучаемого малого тела измерено соотношение изотопов, то мы знаем, на каком расстоянии от звезды оно родилось и какие химические процессы там работают. Так вот, это соотношение оказалось в несколько раз больше, чем соотношение изотопов водорода для нашего земного океана, а во времени оно практически не меняется.

Астероиды же состоят из углистых хондритов — это такие твёрдые первичные образования, в которых присутствует связанная вода, ещё там есть льды. Вот у этой воды соотношение дейтерия и водорода такое же, как в земном океане. Поэтому сейчас мы говорим, что «космическую доставку» воды осуществляли, скорее, астероиды. Но и это ещё не вся правда. Где-то у орбиты Юпитера обнаружили несколько комет, у которых соотношение изотопов водорода такое же, как в земном океане. Одним словом, тут ещё много открытых вопросов, и малые небесные тела нужно изучать дальше. Более того, сейчас господствующей является теория о том, что кометы и астероиды — это единая общность тел.

Возможно, некоторые астероиды — это остатки ядер комет. Недавно были открыты и сейчас широко изучаются активные астероиды. Они представляют собой не просто груду связанных гравитацией булыжников, летающих в космическом пространстве, — иногда они освобождаются от пыли и пара, как кометы. Исследовать в лаборатории первичное вещество астероидов — мечта всех учёных, занимающихся космохимией и астрохимией!

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Зимой и летом одним цветом Зимой и летом одним цветом

Какие растения из умеренных широт сохраняют зимой листья и зеленый цвет?

Наука и жизнь
«Послы Ермака у Красного крыльца перед царём Иоанном Грозным» «Послы Ермака у Красного крыльца перед царём Иоанном Грозным»

Настоящее покорение земель Сибири началось в 1580-х годах

Дилетант
БИНТИ БИНТИ

Древние термитники, умный ремень безопасности и секрет меха белого медведя

Наука и жизнь
«Позеленение» Арктики: как его оценить и о чём оно свидетельствует «Позеленение» Арктики: как его оценить и о чём оно свидетельствует

Как арктические экосистемы приспосабливаются к изменениям климатических условий

Наука и жизнь
«Книголюб долго живёт» «Книголюб долго живёт»

Эпизод «давно минувших дней», который произошёл в начале 1990-х

Дилетант
Хирургия без шрамов: как появилась лапароскопия Хирургия без шрамов: как появилась лапароскопия

Как и когда хирургия стала щадящей?

ТехИнсайдер
Польский узел Польский узел

В 1980 году ситуация в Польше складывалась непростая...

Дилетант
Короткая ответственность Короткая ответственность

Почему короткие страховки ОСАГО остаются непопулярными?

Ведомости
Битва континентов Битва континентов

История Межконтинентального кубка: скандальные матчи и конкуренция с ФИФА

Ведомости
Михаил Бахтин Михаил Бахтин

Зачем Бахтин понадобился Андропову и почему он так известен в Европе и Штатах?

Дилетант
Запах города Запах города

Аромастилист о том, как не ошибиться в выборе парфюмерного гардероба

ЖАРА Magazine
«Мои счастливейшие дни…» «Мои счастливейшие дни…»

Понятие гения места, «genius loci» – к Остафьево применимо как нельзя более

Знание – сила
Воздушная болезнь: что делать, если вас укачивает в самолете Воздушная болезнь: что делать, если вас укачивает в самолете

Что такое воздушная болезнь и как облегчить ее симптомы?

ТехИнсайдер
Млечный Путь и Андромеда прямо сейчас мчатся навстречу друг другу — космический апокалипсис или слияние галактик? Млечный Путь и Андромеда прямо сейчас мчатся навстречу друг другу — космический апокалипсис или слияние галактик?

Млечный Путь и Андромеда сейчас стремительно движутся навстречу друг другу

Inc.
Как королевские особы влияли на моду? Посмотрите на примеры королевы Виктории и принцессы Дианы Как королевские особы влияли на моду? Посмотрите на примеры королевы Виктории и принцессы Дианы

Влияние монархов на стиль даже в XXI веке куда глубже, чем кажется

ТехИнсайдер
«Астероиды: рожденные пламенем» «Астероиды: рожденные пламенем»

Как ученые научились анализировать состав астероидов

N+1
Он пережил и многое, и многих… Он пережил и многое, и многих…

Петр Вяземский, князь. О нем вспоминают обычно в связи с А. С. Пушкиным

Знание – сила
Наука под знаком «Аненербе» Наука под знаком «Аненербе»

Наука может прекрасно себя чувствовать и в тиранических режимах

Знание – сила
Топ-9 летних ягод Топ-9 летних ягод

Какие летние ягоды помогут укрепить иммунитет и избежать проблем со здоровьем

Лиза
Объединяя народы Объединяя народы

Летний уикенд в Казани — что посмотреть в столице Татарстана?

Отдых в России
Постельный режим Постельный режим

Мифы о сексе, которые пора забыть

Лиза
Развод и утрата: как справиться с последствиями Развод и утрата: как справиться с последствиями

Как утрата влияет на наше психологическое состояние?

VOICE
Финкульт-привет Финкульт-привет

Низкая финграмотность — вызов не только для клиентов, но и для банков

Ведомости
Посвящено Беатриче Посвящено Беатриче

Он не смел поверить, что Биче исчезла навсегда. Его мир рухнул

Наука и жизнь
Советский Дэн Сяопин? Советский Дэн Сяопин?

Именно Андропов смог нарисовать траекторию экономических реформ. Так ли это?

Дилетант
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Как в СССР подчинили фантастику пропаганде социалистических достижений

Наука и жизнь
Переславская флотилия Переславская флотилия

Переславль-Залесский: город на Золотом кольце, где хочется остановиться

Отдых в России
Новый метод поиска экзопланет помог найти суперземлю в обитаемой зоне Новый метод поиска экзопланет помог найти суперземлю в обитаемой зоне

Астрономы впервые обнаружили суперземлю Kepler-725c в зоне солнцеподобной звезды

ТехИнсайдер
Смерть им к лицу Смерть им к лицу

Вышел жизнеутверждающий комедийный сериал «Вверх дном: хаос на кладбище»

Weekend
Филипп Киркоров: «Публика принимает меня любым, но далеко не всё прощает» Филипп Киркоров: «Публика принимает меня любым, но далеко не всё прощает»

Какой путь прошел Филипп Киркоров и сколько еще впереди

ЖАРА Magazine
Открыть в приложении