Det huvudsakliga asteroidbältet är hem för de flesta av solsystemets asteroider. Bild med tillstånd av NASA I "Imperiet slår tillbaka, "det femte avsnittet av" Star Wars "-filmerna, Han Solo och hans besättning av andra rebeller flyr från planeten Hoth, bara för att flyga rakt in i ett asteroidfält. Fältet är tätt packat, och med enorma, snurrar stenig materia som vårdar fram och tillbaka runt Millennium Falcon, Han Solo måste behändigt manövrera sitt rymdskepp i säkerhet. Tyvärr, enligt C3PO, oddsen för att lyckas med det är mycket små - bara 3, 720 till 1.
Om ett rymdskepp sjösattes från jorden mot vårt solsystems asteroidbälte och försökte flyga genom det, skulle det se ut som "Star Wars, "med farligt skräp som flyger överallt, sätta uppdraget i fara? Som det visar sig, att navigera genom asteroidbältet skulle inte vara lika dramatiskt - bara en handfull asteroider är tillräckligt stora för att orsaka skador på ett rymdfarkoster, och det finns mycket mer utrymme mellan dem än du kanske tror.
Men det betyder inte det huvudsakliga asteroidbältet, belägen mellan planeten Mars och Jupiters banor, är något mindre intressant än fältet i "Star Wars". Ju fler astronomer studerar sammansättningen, aktivitet och bildning av asteroiderna i deras bana runt solen, desto mer förstår vi om hur hela solsystemet blev till. Vissa teorier antyder till och med att livet på jorden började med asteroider i planetens tidiga skeden. Å andra sidan, många forskare tror att en asteroid orsakade massutrotningen av dinosaurierna och andra organismer för 65 miljoner år sedan.
Hur bildades asteroidbältet, och hur påverkade det resten av solsystemet? Vad har Mars och Jupiter att göra med det, och hur påverkar deras banor huvudbältet? Hur är det med Kuiperbältet och Oort -molnet - skiljer de sig från det huvudsakliga? Finns det andra asteroidbälten i andra solsystem som vårt, eller är huvudbältet unikt? Fortsätt läsa för att ta reda på det.
Innehåll
2008 HowStuffWorks Det finns flera teorier som försöker förklara hur solsystemet började, men den mest accepterade är känd som nebulös teori . Astronomer och fysiker tror att solsystemet började som ett stort, formlöst gasmoln, damm och is, men något störde massan och satte igång saker - kanske explosionen av en närliggande stjärna.
Om du någonsin tittat på konståkning, du kanske har märkt att åkare kan snurra mycket snabbare om de drar armarna närmare kroppen. Ju mer koncentrerade deras kroppsmassor är, desto snabbare kommer de att kunna rotera. Samma sak hände med vårt solsystem. Den hypotetiska explosionen pressade ihop den oformade gasen och dammet, som började snurra allt snabbare i en cirkel. När solen bildades i mitten, molnet började platta ut till en skiva, ungefär som en frisbee eller en pannkaka, med små dammkorn som utgör resten av skivan.
Så småningom, damm började hålla ihop och bilda större kroppar som kallas planetesimaler . Ännu mer materia som flyger runt kolliderade med dessa planetesimaler och fastnade för dem i en process som kallades anhopning . När kropparna snurrade sig och tyngdkraften tog in mer damm och gas, planetesimalerna ackumuleras i protoplaneter, och snart in på de åtta planeter vi för närvarande känner och älskar - Merkurius, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus (förlåt, Pluto).
Det är området mellan den fjärde planeten, Mars, och den femte, Jupiter, det är viktigt. En astronomisk enhet (AU) är avståndet mellan jorden och solen, som är cirka 150 miljoner kilometer - astronomer använder detta avstånd som linjal för att mäta andra avstånd inom solsystemet och Vintergatan. Mars ligger cirka 1,5 AU från solen, eller 225 miljoner kilometer bort. Jupiter, under tiden, är cirka 5,2 AU från solen, eller 780 miljoner kilometer bort. Om vi subtraherar de två avstånden, det finns ungefär 3,7 AU mellan Mars och Jupiter, eller 555 miljoner kilometer. Det verkar som att det finns tillräckligt med utrymme mellan de två planeterna för ännu en planet, höger? Vad hände mellan Mars och Jupiter under solsystemets bildning?
För att ta reda på vad forskare tror har hänt, läs nästa sida.
2008 HowStuffWorks Så hur förklarar vi det stora avståndet mellan Mars och Jupiter? Vissa astronomer har föreslagit att en separat planet eller protoplanet faktiskt bildades mellan de två planeterna, men effekten av en höghastighetskomet bröt upp och spred den nybildade kroppen för att skapa det vi nu känner som huvud asteroidbälte .
Även om det är möjligt att kometer och andra stora föremål flyger runt solsystemet och bryter upp material under de tidiga stadierna, de flesta forskare accepterar en mycket enklare teori - asteroider är överblivna material från solsystemets bildning som aldrig framgångsrikt gick ihop som en planet. Men varför kom ingenting ihop?
Om du tittar på Jupiters massa, du kommer att märka att det är extremt stort. Människor hänvisar till det som en gasjätte av goda skäl - medan jordens massa är cirka 6x10^24 kilogram, Jupiters massa uppskattas till 2x10^27 kilogram. Det är en mycket närmare släkting till vår sol än till steniga planeter som jorden eller Mars.
Jupiters massiva storlek skulle räcka för att störa den steniga materia som föll mellan den och Mars - dess starka gravitationskraft skulle få eventuella protoplaneter att kollidera och bryta sönder i mindre bitar. Vi är sedan kvar med en stor, spridd samling av asteroider som kretsar runt solen i samma riktning som jorden-det huvudsakliga asteroidbältet. Med sitt centrum omkring 2,7 AU från solen, bältet skiljer Mars och de andra steniga planeterna från de massiva, kalla gasjättar som Jupiter och Saturnus.
För en närmare titt på asteroider i bältet, se nästa sida.
Kirkwood -luckornaJupiters gravitationskraft påverkar fortfarande bältet än idag - dess jätte massa stör asteroidernas väg och skapar stora luckor i huvudbältet som kallas Kirkwood luckor . Detta händer pga orbital resonans , som är punkten när en kropp ställer sig i linje med en annan kropps bana och upplever en kraft. Till exempel, en asteroid kan göra två hela banor runt solen under den tid det tar Jupiter att göra en bana. Varannan bana, att asteroiden skulle ställa upp med Jupiter, och dess bana skulle uppleva en liten förändring. Detta får flera olika grupper av asteroider att samlas tillsammans, beroende på hur ofta de cirkulerar solen - det lämnar också flera luckor där det inte finns några asteroider.
Det finns också två "moln" av asteroider framför och bakom Jupiters väg, känd som Jupiter -trojaner, som fungerar ungefär som livvakter runt om i världen. Två liknande grupper finns längs Mars omloppsbana som kallas Mars -trojaner.
Läs mer
Asteroid 951 (Gaspra) sett av rymdfarkosten Galileo 1991. Bild med tillstånd av NASA Majoriteten av asteroiderna i huvud asteroidbältet faller under tre kategorier:
C-typ (kolhaltig) - Dessa utgör cirka 75 procent av alla kända asteroider. C-typ asteroider tros faktiskt likna solen i sammansättning, bara utan väte, helium och annat brännbart material. De är väldigt mörka och absorberar lätt ljus, och du kan hitta dem på huvudbältets ytterkanter.
S-typ (kiselhaltig) - Dessa utgör cirka 17 procent av alla kända asteroider. Deras sammansättning består huvudsakligen av metalliskt järn och järn-magnesiumsilikater, och de finns i innerbältet på huvudbältet.
M-typ (metallisk) - De återstående 8 procenten av asteroiderna är gjorda av metalliskt järn och finns i mitten av huvudbältet.
Asteroider reser vanligtvis i en lätt elliptisk bana runt solen i samma riktning som jorden. De roterar helt enkelt, ungefär som jorden, utom under en mycket kort tidsperiod - var som helst mellan en timme och en dag, beroende på deras storlek. Intressant, de flesta asteroider större än 200 meter snurrar mycket långsamt, inte snabbare än en gång var 2,2 timme. Detta fick astronomer att anta att större asteroider hålls mycket löst samman på grund av konstant bombardemang från andra asteroider. Om de snurrar snabbare, de går sönder och flyger ut i rymden. Det antyds att asteroiden 253 (Mathilde) är ungefär lika tät som vatten, även om den är 52 kilometer bred.
Många människor kan bli förvånade över att få veta att de flesta asteroider i huvudbältet bara är lika stora som en sten. Trots den stora mängden utrymme det tar upp, astronomer uppskattar den totala massan av hela huvud asteroidbältet till mindre än 1/1, 000:e jordens massa, eller mindre än hälften av månens storlek. Sexton asteroider har diametrar på 240 kilometer eller större, varav den största är Ceres, som har en diameter på cirka 1, 000 kilometer.
Är alla asteroider i vårt solsystem i huvudbältet, eller finns det andra kroppar som delar utrymmet mellan Mars och Jupiter? Och hur är det med andra asteroidbälten där ute? Se nästa sida för att gå bortom huvudbältet.
Även om en huvudbältskomet beter sig som vanliga kometer genom att avge en svans av gas och damm, dess bana är mer som en asteroid. Pedro Lacerda/University of Hawaii Den 26 november 2005, doktoranden Henry Hsieh och professor David Jewitt från University of Hawaii gjorde en häpnadsväckande upptäckt. När vi tittade genom ett 8-meters Gemini North Telescope på den vilande vulkanen Mauna Kea, de två märkte en mystisk asteroid, Asteroid 118401, avger kometliknande damm. När de tittade på två separata kometer, de insåg att dessa tre föremål varken var asteroider eller kometer, men en helt ny kategori kometer - huvudbältets kometer .
Kometer är helt enkelt stora isklumpar och damm som rör sig genom rymden. Värme från solen får isen att avdunsta, och ett spår av gas och damm lämnas kvar när föremålet rör sig genom rymden - därför har kometer svansar. Omloppet för en huvudbältskomet, dock, skiljer sig mycket från en vanlig komets, som vanligtvis kretsar solen i en lutande, mycket elliptiskt sätt som ett utsträckt gummiband. Istället, en huvudbälteskomet färdas ganska cirkulärt, nivåbana, ungefär som en asteroid.
Den största uppenbarelsen som kommer från upptäckten av huvudbältskometer är möjligheten att en isig asteroid kan ha kraschat in i jorden och försett den med liv. Astronomer trodde ursprungligen att is från vanliga kometer försåg jorden med sitt vatten, men de senaste upptäckterna har visat att kometvatten inte har mycket gemensamt med vår planets vatten. Om asteroidalt vatten är något liknande vårt, huvudbältets kometer kan ge oss viktig inblick i jordens bildning och till och med vår egen existens.
En annan upptäckt som gjordes samma år tyder på att det finns andra bälten där ute. Astronomer på NASA hittade vad som kan vara ett massivt asteroidbälte runt HD69830, en stjärna 41 ljusår bort som är nära besläktad med vår sol. Detta asteroidbälte är antingen detsamma som vårt solsystems bälte - en samling skräp som inte kunde formas till en stor kropp - eller de tidiga stadierna av ett nytt solsystem. Om det är det senare fallet, observera bältet kan hjälpa oss att bättre förstå den viktiga processen för planetbildning [källa:National Geographic News].
För att lära dig mycket mer om asteroider, utforskning av rymden och rymden, se nästa sida.
KuiperbältetKuiperbältet liknar det huvudsakliga asteroidbältet genom att det är en annan skivformad samling av kvarvarande skräp från solsystemets bildning. Den stora skillnaden är att den sträcker sig mycket längre ut i rymden - den börjar förbi Neptunus vid 30 AU och når så långt som 50 AU, eller 7,5 miljoner kilometer. Det kallas ofta "den sista gränsen" för vårt solsystem eftersom det blir allt svårare att mäta storleken på föremål inom eller förbi detta område. Skräpet som utgör Kuiperbältet är också mycket kallare på grund av det långa avståndet från solen. Idén om Kuiperbältet föreslogs av astronomen Gerard Kuiper 1951, men dess existens bekräftades inte förrän 1992 när astronomer observerade det första Kuiper Belt Object (KPO).
Källor
