╥хъёЄ ЁхЇхЁрЄр: ёЄЁрэшЎр 2
. Пиацци предложил наз-вание Церера Фердинанда, посвящая планету своему королю. Но не обош-лось без споров. Наполеон считал, что планету нужно назвать Юноной.Лаланд, бывший, к стати, учителем Пиацци, предложил назвать ее именемсвоего достойного ученика. Сохранилось название Церера. Новая планета заняла, как будто, равноправное положение средиостальных, к радости астрономов, заполнив брешь между Марсом и Юпите-ром. И все же было ясно, что Церера обманула надежды астрономов. Тех,кто надеялся найти между Юпитером и Марсом большую планету, постиглоразочарование. Церера, как и остальные планеты, была холодной и свети-ла отраженным солнечным светом. Но как же слаб был этот свет ! Венераи Юпитер светили в сотни раз ярче. Она была слабее более далекого Ура-на, а ее диск не удавалось рассмотреть в лучшие телескопы того временирефлекторы Вильяма Гершеля. Это означало одно : Церера очень невеликапо размерам. Между Марсом и Юпитером двигалась планета-крошка. В Берлине Генрих Вильгельм Ольберс, немецкий врач и астроном,член Парижской Академии наук, член Лондонского королевского общества ируководитель Берлинской обсерваторией, внимательно следил за движениемЦереры. 28 марта 1802 г. он неожиданно неподалеку от нее обнаружил ещеодну, но более слабую планетку (около 9m). Ольберс дал ей названиеПаллада, в честь Афины Паллады. Мало того, что Паллада двигалась тожена расстоянии 2,8 а. е. от Солнца, уже занятом Церерой, ее орбита ктому же сильно отклонялась от плоскости эклиптики (на 35o). Почему жебыло две планеты-крошки, вместо одной большой, на расстоянии, предска-занном законом Тициуса-Боде ? "Где тот прекрасный закономерный порядок, которому подчинялисьпланеты в своих расстояниях ? -сокрушался Ольберт в письме к Боде.-Мне кажется, еще рано философствовать по этому поводу; мы должны сна-чала наблюдать и определять орбиты, чтобы иметь верные основания длянаших предположений. Тогда, быть может, мы решим или по крайней мереприблизительно выясним, всегда ли Церера и Паллада пробегали свои ор-биты в мирном соседстве, относительно одна от другой, или обе они яв-ляются только обломками, только кусками прежней большой планеты, кото-рую взорвала какая-нибудь катастрофа. " Место поисков новых астероидов было локализованно. Тертья пла-нета между Марсом и Юпитером (около 8m) была открыта в созвездии Кита.ЕЕ обнаружил К. Гардинг в Лилиентале 1 сентября 1804 г. Ее посвятили,наконец, Юноне, снова римской богине. Далее 29 марта 1807 гю Ольберсоткрыл четвертую планету (около 6m), названную Вестой в честь римскойбогини домашнего очага и огня. Веста - единственный астероид, которыйиногда можно видеть невооруженным глазом. Несмотря на малые размеры, Церера, Паллада, Юнона и Веста ста-ли включаться в общий список планет, хотя потребность как-то выделитьих ощущалась с самого начала. Пиацци предложил именовать новые членыСолнечной системы планетоидами (т.е. планетоподобными), а Гершель -астероидами (звездоподобными) а отсутствие у них видимого диска. Ихназывали и телескопическими планетами, так как они не были видны нево-оруженным глазом. В настоящее время используют термин "астероид", нонаряду с ним существует и другой - "малая планета". Вереница открытий. Кольцо астероидов После открытия большой четверки астероидов в течение последую-щих 40 лет поиски новых астероидов оставались безуспешными. Ольберстак и не узнал, что между Марсом и Юпитером движется огромное множест-во астероидов, заполняющих толстый тор, именуемый кольцом астероидов.Он умер за пять лет до того, как началась вереница их открытий. Не до-жили до этого ни Пиацци, ни Гардинг. В конце 1845 года Карл Людвиг Генке открыл пятый астероид(9m,5), получивший название Астрея. Еще через полтора года - 1 июня1847 г. - неутомимый Генке открывает шестой астероид, названный Гебой.В том же году американец Дж. Э. Хемд открывает Ирис и Флору, а чутьпозже их же обнаруживает англичанин Д. Хтнд. Затем открытия следуютнепрерывной чередой. Четырнадцать астероидов за 9 лет (с 1852 по 1861 г.) открылнемецкий художник Герман Майер Соломон Гольдшмидт. В 1860 г. было известно уже 62 астероида, к 1870 - 109, к1880- 211. А затем новых астероидов стало появляться все меньше.Иссякли "запасы" крупных и довольно ярких объектов. Теперь открывалиастероиды 13-14m, и лишь изредка попадался пропущенный ранее объект.Таким, к примеру, оказалась Папагена (около 8m), открытая лишь в 1901г. В сентябре-окрябре 1960 г. на обсерватории Маунт Паломар в СШАбыло проведено систематическое фотографирование небольшой области не-ба, размером 8 Х 12o, расположенной вблизи точки весеннего равно-денствия. За два месяца было сфотографировано около 2200 астероидоввплоть до 20m, причем для 1811 из них удалось определить орбиты, хотяи не очень точные. Полагают, что общее число астероидов, движущихся вкольце, от крупнейших (1 Церера, диаметром около 1000 км) вплоть дотел поперечником 1 км достигает 1 млн. Число астероидов быстро растет по мере уменьшения их размеров.В интервале от 1 до 100 км суммарное число тел, диаметр которых превы-шает D, оказывается обратно пропорционально квадрату диаметра : N~D-2.Именно такое распределения по размерам ожидается у осколков раздроб-ленных тел, и, по-видимому, дробление астероидов во взаимных столкно-вениях уже давно и полностью завуалировало то распределение, котороебыло у молодых, едва успевших сфорироваться в протопланетном облакепервичных, небльших по размерам тел, называемых планетезималями. Семейства астероидов В 1876 г., когда было известно всего около 150 астероидов, Д.Ктрквуд пытался разобраться в "хаосе" астероидных орбит и нашел около10 групп астероидов, каждая из которых состояла всего из 2-3 членов,двигавшихся по сходным орбитам. Среди них оказались, например, 3 Юнонаи 97 Клота. Казалось, что такие группы можно рассматривать, как связанныеобщностью происхождения и что члены групп - обломки более крупных тел.Попытки Кирквуда продолжил Ф. Тиссеран, составивший в 1891 г. свойсписок из 417 астероидов. Число групп росло по мере роста числа откры-тых астероидов. По существу, это был вариант гипотезы Ольберса, только родствораспространялось не на все астероиды, а на некоторые группы. Но делооказалось совсем не таким простым, а родство в группах сомнительным.Это стало ясно, когда японский астроном К. Хираяма в 1918-1919 гг. об-ратил внимание на то, что сходство орбит астероидов вовсе не означает,что эти астероиды в прошлом были частями одного, более крупного тела.При большом числе астероидов не исключено объединение астероидов вгруппы из-за случайного сходства их орбит. Но главная ошибка заключа-лась в том, что в поисках "родственников" сравнивались современные ор-биты астероидов. Между тем возмущения со стороны планет, накапливаясьс течением времени, могли постепенно до неузнаваемости и по-разномуизменить орбиты тех астероидов, которые действительно являлись облом-ками одного и того же тела и действительно двигались в прошлом посходным орбитам. С другой стороны, сходство современных орбит еще неозначает, что и в далеком прошлом астероиды двигались по сходным орби-там. Поэтому, используя методику Кирквуда, если и можно обнаружить ре-альные группы "родственников", то лишь образровавшиеся совсем недавно,скажем, 1000 лет назад. Хираяма поставил вопрос : можно ли выявить группы астероидов,связанных давним родством, т.е. семейства астероидов (как он их наз-вал), и как это сделать ? Теория движения спутников планет с учетом возмущений, разрабо-танная еще раньше Лангражем, указывала, что эксцентриситеты и наклоныорбит спутников остаются почти неизменными на больших промежутках вре-мени, в то время как долготы перицентра и узла орбиты непрерывно меня-ются. Это привело Хираяму к идее "инвариантных" )неизменных) жлементовастероидных орбит, которые тоже не менялись бы (или менялись медленно)под действием планетных возмущений. Такие элементы можно было исполь-зовать для поисков семейства астероидов. Хираяма нашел такие инвариан-тные элементы и назвал их собственными элементами орбиты, т. е.унаследованными астероидами от их "родителей". Конечно, при дробленииастероидов их обломки, получив разные, о малые добавки к орбитальнойскорости, движутся по разным орбитам со слегка различными собственнымиэлементами. Однако эти различия не настолько велики, чтобы помешатьузнать члены семейства. Вообще говоря, собственные элементы представляют собой кепле-ровы элементы орбит астероидов, исправленные за вековые возмущения. Утипичных орбит собственные наклоны и эксцентриситеты почти не подвер-жены вековым изменениям, и можно считать, что они оставались неизмен-ными на протяжении миллиарда лет. Что касается долготы перигелия идолготы узла, то они меняются значительно быстрее. Сосбтвенная долготаперигелия очень медленно (со скоростью от десятков секунды до десятковминут дуги в год), но непрерывно растет, а собственная долгота узлаубывает с той же скоростью. для тел в кольце астероидов периоды обра-щения перигелия и восходящего узла орбит вокруг Солнца порядканескольких тысяч лет. Они возрастают с уменьшением размеров орбит. Таким образом, астероиды долго "помнят" лишь наклон орбиты иее эксцентриситет, но быстро "забывают" свой узел и перигелий. Хираяма решил воспользоваться собственным наклоном и эксцент-риситетом орбит для поисков семейств. Сначала, чтобы упростить расче-ты, он учитывал только возмущения от Юпитера, пренебрегая более слабымвлиянием Сатурна и остальных планет. Ему удалось выявить три семейства(семейства Фемиды, Эос и Корониды, названные по одному из членов се-мейств), а затем еще четыре и, менее уверенно, еще шесть. Но скоро Хи-раяме стало ясно, что учитывать воздействие Сатурна и других планетвсе же необходимо. Сатурн, например, оказывал заметное воздействие наастероиды с малым средним суточным движением. Сделав это, Хираяма при-ешл к выводу о существовании пяти семкйств - Фемиды, Эос, Корониды,Марии и Флоры. К этим семействам он в 1923 г. отнес десятки известныхастероидов. В дальнейшем они были пополнены астероидами, открытымипозднее. Самым многочисленным оказалось семейство Флоры. Д. Бауэр, наосновании уточненной им теории возмущений, разделил его на четыре от-дельных семейства - I, II, III ии IV. К 70-м годам стало ясно, что "семейственность" широко расп-ространена среди астероидов : из 1697 нумерованных к этому времениастероидов 712 (или 42 %) были отнесены к 37 семействам. Они еще "пом-нят" орбиту родительского тела. Аналогичной оказалась ситуация у болеемелких астероидов Паломар-Лейденского обозоения : из 980 новых астеро-идов 389 (40 %) вошли в то или иное семейство, уже известное или но-вое. Семейство обнаруживает себя как область повышенной концентра-ции точек на распределениях собственных элементов орбит. Границы се-мейств проводятся не всегда уверенно, и отнесение астероида к тому илииному семейству иногда остается сомнительным. К тому же, когда разныеисследователи учитывают возмущения от планет с разной степенью точ-ности и отбирают члены семейства, пользуясь слегка разными критериями,они получают немного разные результаты. Однако эти различия не принци-пиальны и не позволяют сомневаться в самом существовании семействен-ности у астероидов. Японский исследователь И. Козаи к концу 70-х годовсреди 2125 нумерованных астероидов около 3/4 отнес к 72 семействам.Американские исследователи Дж. Градье, К. Чепмен и Дж. Вильямс полага-ют, что число семейств превышает 100. Однако приходится быть внима-тельным, чтобы не принять за семейство случайную группу точек. Долгоевремя считали, что существует семейство Венгрии (a=1,8 a. e. ) и Фокен(a=2,4 a. e. ) на орбитах большого наклона (собственное наклонение20-25O). Однако в действительности это лишь группы случайных астерои-дов, изолированные от остальной части кольца пустыми зонами вековыхрезонансов (рис. 26). Астероиды в них не связаны общностью происхожде-ния точно так же, как члены групп Гильды, Аполлона, Амура или Атона.Они имеют лишь сходную динамическую эволюцию орбит. Пока не ясно, существует ли семейство Паллады, или мы снова,как в случае с Венгрией и Фокеей, имеем дело с группой астероидов,изолированной вековыми резонансами. Многие семейства насчитывают десятки и сотни известных членов.Предполагают, что истинное число членов семейств на один - два порядкабольше. В конце 60-х годов астрофизик Х.Альвен попытался выявить вкольце астероидов (точнее, в уже известных семействах) соколки недав-него происхождения. Для этого он выделил орбиты, сходные не по двум, апо четырем собственным элементам (не считая большой полуоси), в томчисле по собственной долготе перигелия и собственной долготе узла. Всемействе Флоры I Альвен нашел 13 таких астероидов (из 23), а в се-мействах Флоры II, III и IV он обнаружил еще две группы, состоящие из20 и 28 астероидов. Аналогичные группы были выявлены и в других се-мействах. Альвен назвал их струйными потоками, или просто струями, илипотоками. Как бы тесно ни оказались расположенными узлы орбит в моментобразования осколков при дроблении родительского тела семейства, из-занебольших различий в размерах орбит через несколько сотен тысяч летосколки все равно распределятся более или менее равномерно по всемдолготам. Поэтому струйные потоки можно рассматривать как молодые об-разования, свидетельствующие о недавних дроблениях, происшедших уже вэпоху существования на Земле человека. Правда, сам Альвен придержива-ется иного мнения: он считает, что струйные потоки представляют собойструктурные образования тел, находящихся на пути к аккумуляции (объ-единению). Попытки выделить струйные потоки предпринимали и другие иссле-дователи. Пользуясь слегка различными критериями отбора, они получалидовольно противоречивые резулльтаты: и сами потоки, и их члены оказы-вались разными. Это дает повод сомневаться как в возможности обнаруже-ния, так и в самом существовании многих из них. Советский астрофизик Б.Ю.Левин показал, что значительная частьсемейств и струй содержит лишь один довольно крупный астероид, резковыделяющийся среди остальных более мелких членов семейства или струи.Из 54 рассмотренных им семейств и струй у 14 (26%) крупнейший членпревосходит остальные по массе на порядок и более. В четырех случаях(7%) различия по массе оказываются просто колоссальным - в 1000 раз иболее. Это означает, что глава семейства имеет поперечник более, чем в10 раз превосходящий поперечники остальных астероидов. Главами подоб-ных семейств являются Церера и Веста. Возникновение подобного семейства или струйного потока можетбыть связано со столкновением астероидов, сильно различающихся помассе, когда больший астероид не разваливается нацело, а лишь теряет ввиде осколков значительную часть массы, а также с косыми, почти каса-тельными столкновениями астероидов со сравнимыми массами. в последнемслучае возможно образование семейств с двумя крупными членами. Такимсемейством является содержащее 19 Фортуну и 21 Лютецию. Но большинство семейств образовалось, по-видимому, при катаст-рофических разрушениях астероидов, давших начало этим семействам, и несодержит подобных астероидов - великанов. Обломки, образовавшиеся при лроблении астероида, из-за слегкаразных у них гелиоцентрических скоростей обгоняют друг друга, остава-ясь в окрестностях орбиты родительского тела. В течение нескольких летили десятков лет они растягиваются вдоль всей орбиты, образуя рой. За-бавно, что уцелевшие "родители" семейств не терпят своих "детей". Ро-дительские астероиды вычерпывают их из роя, причем из-за малой относи-тельной скорости (десятки или сотни метров в секунду) встреча астерои-да со своим обломком не приводит к дальнейшему дроблению: осколокпросто зарывается в реголит своих родителей (под реголитом понимаетсяповерхностный слой, перемолотый падениями многочисленных мелких асте-роидных осколков). Впрочем, такая участь постигант очень немногоих.Кроме того, путем гравитационного воздействия родители изгоняют своиобломки на периферию возникшего роя, снижая пространственную плотностьтел в рое. Ана
