Астероїди розкажуть, як виникла Сонячна система, Наука, ІноСМІ - Все, що варте перекладу
Все за сьогодні
Війна та ВПК
Вибори в Україні
Мультимедіа
У 2021 і 2023 роках НАСА запустить два космічні зонди під назвою «Люсі» та «Психея». "Люсі" відвідає троянські астероїди, а "Психея" полетить до самотнього астероїда з чистого металу.
Зараз НАСА займається створенням двох космічних зондів — «Люсі» та «Психея» — чиє завдання полягає в тому, щоб просвітити нас, як виникла Сонячна система, відвідавши загалом вісім астероїдів на орбіті Юпітера з 2025 по 2033 рік.
Україна знищуватиме астероїди за допомогою ракет часів холодної війни
Коли астероїди перетворили Землю на пекло
Лазерна система зможе випаровувати небезпечні астероїди
«Ці маленькі астероїди насправді залишки від формування планет, і саме тому ми назвали наш зонд «Люсі» на честь одного з людських предків».
Космічний зонд «Психея» отримав своє ім'я інакше — на честь одинокого астероїда, що складається практично виключно з металу, до якого він полетить.
Царство Юпітера
Юпітер - найбільша планета Сонячної системи з відповідною розмірами величезною силою тяжіння. І за допомогою цієї своєї сили Юпітер керує астероїдами на багато кілометрів довкола себе.
Вони отримали назву "Троянські астероїди" на честь Троянської війни. Астероїди в точці Лагранжа L4 носять імена грецьких героїв, а ті, що знаходяться в точці L5, названі на ім'я героїв Трої. Загалом у обох групах до мільйона астероїдів, чия величина перевищує квадратний кілометр.
"Люсі" стане першим у світі космічним зондом, який відвідає Троянські астероїди, і цей візит, сподіваються вчені, зможе пролити світло на освіту.Сонячна система. Тому що, хоча астероїди і відносяться до царства Юпітера, вони дуже відрізняються від свого оточення і один від одного. Це означає, що вони, швидше за все, сформувалися в різних місцях Сонячної системи.
Коли Сонячна система була зовсім юною, у планет ще не було їх сучасних орбіт, вони просто рухалися «як завгодно». Коли великі важкі планети на кшталт Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна проходили повз, вони викликали повний хаос серед мільйонів великих та маленьких астероїдів, які теж були у Сонячній системі.
Багато з цих астероїдів взагалі були викинуті за межі Сонячної системи, а деяку їхню кількість захопив могутній Юпітер, саме їх зараз і називають Троянськими астероїдами.
Історія про Сонячну систему
Гарольд Левісон із проекту «Люсі» сформулював це так: «Одна з разючих рис Троянських астероїдів — те, що дуже різні. Коли ми дивимося на них через телескоп звідси, із Землі, ми бачимо, що у них дуже різняться кольори та спектри. І тому, ми вважаємо, вони розкажуть нам дещо про те, як виникла та розвивалася Сонячна система. Ми вважаємо, що різноманітність пов'язана з тим, що астероїди формувалися у різних місцях Сонячної системи з різними фізичними характеристиками. Але під час розвитку системи вони подорожували всюди, доки не завершили свій шлях на орбіті Юпітера».
Довга подорож «Люсі»
У це важко повірити, але космічний зонд Люсі відвідає і грецьких героїв у точці L4, а потім і троянських героїв у точці L5. Це велике досягнення, адже L4 та L5 знаходяться на відстані мільярда кілометрів один від одного, кожна група на своєму боці Юпітера, так би мовити.
Деяку проблему є те, що «Люсі» пролетитьповз астероїди зі швидкістю понад 20 000 км на годину. Тому буде лише зовсім небагато часу, щоб оглянути кожен окремий астероїд.
Причина в тому, що немає можливості дати «Люсі» із собою стільки палива, скільки зонду знадобилося б, щоб загальмувати та повільно пролетіти повз. Космічний зонд важить 1435 кг і більшу частину цієї ваги складають інструменти, радіопередавачі та сонячні панелі.
Такі бінарні астероїди рідко зустрічаються у внутрішній Сонячній системі, як правило, вони знаходяться в поясі Койпера, за орбітою Нептуна — так що тут у «Люсі», можливо, буде можливість поглянути на астероїди, до яких нам інакше було б дуже далеко добиратися.
Психея - астероїд з металу
Подорож до астероїда Психея має іншу мету. Це космічне тіло розміром добрих 250 квадратних кілометрів знаходиться в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером, воно обертається по дещо довгастій орбіті на відстані від 2,5 до 3,3 астрономічних одиниць (а.е.) від Сонця, яке астероїд облітає за п'ять років .
Це звучить дивно, але Психея – єдиний відомий астероїд, який, ймовірно, складається із чистого металу. Є версія, що Психея починала своє існування як ядро невеликої планети, яка була щонайменше 500 км у діаметрі, а можливо і майже така ж велика, як Марс.
Коли Сонячна система була зовсім ще «дитиною», там траплялося безліч зіткнень між планетами та астероїдами, і є теорія, що планета, чиєю частиною була Психея, після одного чи кількох великих зіткнень втратила свою кам'янисту оболонку, тож залишилося лише ядро.
Єдина проблема цієї в іншому чудовій теорії полягає в тому, що залишки оболонки повинні були зберегтисяна майже тій самій орбіті, як і сама Психея, нагадуючи звичайні кам'яні астероїди. Але нічого подібного не було знайдено.
Вода на поверхні та розплавлене металеве ядро
У будь-якому випадку Психея для нас унікальна можливість подивитися, як виглядає металеве ядро планети. Ми знаємо, що Земля має ядро з рідкого металу, що створює магнітне поле, але до нього немає жодної можливості спуститися. Натомість ми можемо надіслати космічний зонд у подорож у 300 мільйонів кілометрів.
Космічний зонд «Психея» буде запущений у 2023 році і дістанеться своєї мети через п'ять років. Зонд керуватиметься за допомогою іонного двигуна, що дасть йому можливість стати на орбіту навколо астероїда Психея та вивчати його з 2028 по 2030 рік.
Це буде винятковий досвід, адже ми ніколи раніше не бачили планети із чистого металу. Який кратер виглядає від удару? Чи встигнуть краплі розплавленого металу, що розлетілися при ударі, знову застигнути до того, як впадуть назад?
Дивним було знайти сліди води на поверхні, але це, можливо, пов'язане зі зіткненнями з невеликими астероїдами, що містять лід.
Але найголовніше питання, звісно, пов'язані з магнетизмом. Сьогодні передбачається, що магнітне поле народжується через обертання металевих ядер усередині планет, досить великих, щоб мати розплавленим, як мінімум, частину металу ядра.
Психея з великою ймовірністю залишилася від досить маленької планети, яка навряд чи мала достатні розміри для рідкого ядра. Тому дуже цікаво дізнатися, чи залишилися в неї сліди магнітного поля з тих часів, коли вона ще була центром планети, або, як висловилася експерт у цій галузі Лінді Елкінс-Тентон (Lindy Elkins-Tanton): «Чи виявиться Психея маленьким магнітиком нахолодильник посеред космосу?
Точки Лагранжа
Як і у всіх планет сонячної системи, Юпітер має п'ять так званих точок Лагранжа. Це місця, де мале тіло слідуватиме за планетою таким чином, що з планети воно виглядатиме нерухомим.
Ті астероїди, які відвідає «Люсі», знаходяться в точках L4 і L5, на 60 градусів до і 60 градусів після Юпітера, але на тій же орбіті, що й сама планета.
Рухаються з тією ж швидкістю, як і планета
Поширена хибна думка про те, що сили, які впливають на мале тіло, врівноважують один одного в точках Лагранжа.
Це не так. У кожній з п'яти точок мале тіло піддається силі тяжіння як з боку планети (тут Юпітера), так і з боку Сонця.
Ці п'ять точок відрізняються тим, що сума цих сил у них саме така, що мале тіло починає обертатися навколо Сонця з тією ж швидкістю, що і планета і тому слідує за нею.
Це, однак, діє лише тоді, коли тіло настільки мало, що можна знехтувати його власною силою тяжіння — і цю умову астероїди чудово виконують.
L4 та L5 стабільні точки
L1, L2 і L3 - нестабільні точки, мале тіло може досить швидко зіскочити з них геть. Однак на них цілком можна повернутися знову, якщо використати трохи палива.
L4 і L5 - стабільні, і це означає, що якщо мале тіло не зовсім точно потрапило в одну з двох точок, воно може стати на орбіту навколо точки.
Саме тому L4 та L5 у системі Сонце-Юпітер настільки великі, що можуть вмістити понад мільйон астероїдів. Астероїди перебувають над самих точках, але в орбітах навколо них.