Asteroidni pojas
ili
glavni planetoidni pojas
je podru?je
Sun?eva sustava
između
Marsove
i
Jupiterove
putanje u kojem se gibaju
patuljasti planet
Cerera ili
Ceres
, oko 750 000
planetoida
(
asteroida
) s
promjerom
ve?im od 1
kilometar
(na primjer
Junona
,
Vesta
,
Higijeja
) i milijuni manjih. U tom se pojasu ne nalaze planetoidi
Amori
,
Apoloni
i
Trojanci
. Planetoidni pojas oblikovao se kad i ostali dijelovi Sun?eva sustava, a
gravitacijski
utjecaj Jupitera (
plimna sila
) onemogu?io je stvaranje
planeta
, ograni?io njegovu ?irinu i odredio pukotine u njemu (
Kirkwoodove pukotine
). Smatra se da su u tom podru?ju postojala ve?a tijela koja su prvih 10 milijuna godina bila iznutra vru?a. Ta su tijela bila izlo?ena mnogobrojnim udarima pa su razmrvljena. Sada?nji planetoidni pojas sadr?i samo malen dio
mase
prvotnoga (oko 0,1%), a ostatak je
Sun?evim vjetrom
potisnut u
svemir
.
[2]
Asteroidni pojas je podru?je s prosje?nim udaljenostima od
Sunca
između 1.7 i 4
AJ
. Ve?ina asteroida u pojasu imaju
ekscentricitete
od 0.1 do 0.2. Podru?je najve?e gusto?e putanja asteroida je između 2.2 i 3.3 AJ.
Planetoidi predstavljaju zanimljivu vrst
nebeskih tijela
i zbog brojnosti i zbog svog posebnog smje?taja u procijepu između
Marsove
i
Jupiterove
staze. Staze tih dvaju planeta toliko su odvojene da je ve?
Johannes Kepler
1596. u knjizi
Tajne kozmografije
, spekulirao o nebeskom tijelu koje se u tom prostoru giba. 1772. nađeno je matemati?ko pravilo koje do danas nije fizikalno potkrijepljeno, a kojim se veoma dobro određuju udaljenosti planeta.
Johann Daniel Titius
i
Johann Elert Bode
prona?li su jednostavnu zakonitost prema kojoj se mogu ra?unati udaljenosti planeta od Sunca. Premda
Titius-Bodeovo pravilo
nije pouzdano fizi?ki rastuma?eno, a također ne daje dobre rezultate za daleke planete, ipak je nagovijestilo da se između putanja Marsa i Jupitera treba nalaziti neki planet. Ovo pravilo predviđa postojanje planeta na udaljenosti 2.8
AJ
od Sunca. Pravilo je dano izrazom:
gdje je:
n
- redni broj planeta,
a
- udaljenost n-tog planeta do Sunca u astronomskim jedinicama (
AJ
). No prvi ?lan niza znatno odstupa od udaljenosti koju ima
Merkur
, ne uzme li se
n
= - ∞, ?to dakako, nije u
aritmetskom nizu
s ostalim
eksponentima
. To magi?no pravilo dobro je pretkazalo udaljenost
Urana
, ?to ga je otkrio
William Herschel
1781. Kasnije ?e se vidjeti da je osmi planet,
Neptun
, prekobrojan, no jednakost jasno pokazuje da između Marsa i Jupitera ima mjesta za jo? jedan planet.
Godine 1800. u potragu za "nedostaju?im" planetom krenulo je 12 njema?kih astronoma. Potraga je dala rezultat u no?i od 31. prosinca 1800. na 1. sije?nja 1801. kada ih je preduhitrio Talijan
Giuseppe Piazzi
koji je u Palermu, tijekom rutinskog pretra?ivanja neba otkrio tijelo Sun?eva sustava koje je nazvano
Ceres
(?ensko ime Cerera). Iste je godine znameniti njema?ki matemati?ar
Karl Friedrich Gauss
prora?unao elemente staze ovog tijela i pokazao da bi se moglo raditi o "nedostaju?em" planetu. Astronome je zbunjivala veli?ina Ceresa (samo 940 km u promjeru), jer su o?ekivali mnogo ve?e tijelo. No, ve? nakon dvije godine
Heinrich Wilhelm Olbers
je otkrio
Pallas
(?ensko ime Palada), koje se giba sli?nom stazom kojom i Ceres. Do 1807. godine su otkriveni
Juno
i
Vesta
, dva nebeska tijela malog sjaja i veli?ine, koja se dobro uklapaju u redoslijed planeta. Ubrzo se pokazalo da je
Sun?ev sustav
prepun malih planeta koje danas zovemo planetoidi ili asteroidi.
Koliko je time Titius-Bodeovo pravilo zadovoljeno, toliko je i dovedeno u pitanje. Otkuda dva planeta na mjestu jednoga? Olbers je stoga postavio hipotezu katastrofe praroditeljskog tijela, nekog zami?ljenog planeta
Faetona
. Odlomci tog planeta mora da lutaju stazama koje se pribli?avaju i sijeku. Na hipotezu ga je potaknulo upravo to svojstvo staza Ceres i Pallas da se jako zbli?avaju u dvije dijametralno suprotne to?ke. U jednom od podru?ja zbli?avanja na?ao je
Karl Ludwig Harding
1. rujna 1804. tre?e tijelo,
3 Juno
(?ensko ime Junona). Olbers je 29. o?ujka 1807. otkrio i ?etvrto tijelo (4 Vesta). Otkri?a ostalih planetoida nastavljena su tek 1845. Iako planetoida ima mnogo vi?e, u vi?e razli?itih skupina, Olbersova je hipoteza o nastanku malih planeta uvjetovala na?in gledanja na prirodu malih planeta.
Među otkriva?ima planetoida bilo je i dosta
amatera
. Do kraja 19. stolje?a bilo je poznato nekoliko stotina planetoida. Fotografske metode otkrivanja razvile su se poslije 1900. Ako staza nije dovoljno to?no određena, planetoid se poslije otkri?a mo?e zagubiti i ponovo otkriti. To se događa i unato? pomo?i
ra?unarske tehnike
. Gubljenju poma?e promjenjivost planetoidnih staza. Danas planetoide izu?ava dvadesetak
opservatorija
. Upisano je i imenovano vi?e od 2 300 planetoida i određene su im staze.
Istra?ivanje planetoida, a i ostalih tijela Sun?eva sustava, bilo je u prvoj polovici 19. stolje?a zanemareno na ra?un
astrofizi?kih
ispitivanja. Istra?ivanje fizi?kih osobina planetoida zahuktalo se poslije 1970., kada su otkriveni planetoidi vrlo malih i neobi?nih staza; onih koji sti?u u blizinu Sunca i Zemlje i među kojima se nalaze roditeljska tijela meteorita. Uznapredovala labaratorijska ispitivanja meteorita omogu?ila su sa svoje strane dublji uvid u fizi?ki razvoj malih tijela Sun?eva sustava, u njihovu dob i evolucijske veze. Male dimenzije planetoida ote?avaju ispitivanje njihova fizi?kog stanja. Samo malobrojnim planetoidima vide se
kutne dimenzije
. Od 1970. uvedena su bolja instrumentalna pomagala, kao opti?ko - elektronski poja?iva?i slika, te novi postupci
opti?ke interferometrije
. Od klasi?nih metoda primjenjuje se mjerenje mo?i odraza, vi?ebojna
fotometrija
, mjerenja polarizacije svjetlosti,
radiometrija
(usporedba sjaja u vidljivom i
infracrvenom podru?ju
) i metoda
okultacija
. Istodobnim promatranjima okultacija neke zvijezde, iz vi?e zvjezdarnica na Zemlji, jednostavno se određuje oblik i veli?ina nebeskog tijela koje je zvijezdu zaklonilo. Tim su putem vrlo to?no određene dimenzije nekolicini planetoida.
Najve?i broj planetoida dobio je ?enska imena, najprije iz
mitologije
, zatim obi?na vlastita ?enska imena, pa imena u?enjaka u ?enskom rodu, raznih naziva, omiljenih jela, literarnih junaka, te imena gradova, dr?ava, suvremenih ili mitolo?kih li?nosti, bez obzira na to da li su izvorni oblici u mu?kom ili ?enskom rodu. Tako se među njima nalaze Ana, Marija, Bredihina, Vladilena (kovanica po Lenjinu), Filozofija, Geometrija, Papagena, Gagarina, Hermes, Sizif, Kecalkoatl. Prigodom otvaranja
Zvjezdarnice Hrvatskoga prirodoslovnog dru?tva
u
Zagrebu
dan je jednome i naziv
589 Croatia
. U
Puli
je u 19. stolje?u otkriveno dvadesetak planetoida, među kojima su
143 Adria
,
183 Istria
i drugi.
Korado Korlevi?
poznati je hrvatski
astronom
iz
Vi?njana
u Istri. Prema podacima na stranici
Minor Planet Discoverers
, 11. je najproduktivniji traga? za asteroidima svih vremena. U periodu od 1996. do 2001. otkrio ih je 947, te bio suotkriva? kod jo? 110 asteroida.
[3]
Uobi?ajeno je da se asteroidi grupiraju prema
orbitalnim
karakteristikama i prema fotometrijskim i
spektroskopskim
svojstvima, koja ukazuju na razlike u strukturi. Staze planetoida su zbog razli?itih
inklinacija
i
ekscentriciteta
vrlo razbacane, pa njihova izravna snimka ne pokazuje nikakvih pravilnosti. No ako se staze srede tako da se na crte? unesu samo srednje udaljenosti (
velike poluosi
staza
a
, ili
sideri?ki period ophoda
P
, ili srednje dnevno gibanje
n
), tada se planetoidni prsten raslojava u podsisteme - u otprilike 7 prsten?i?a. Tako priređene staze nazivaju se srednjim stazama. Srednje dnevno gibanje određeno je kao:
To je u stvari
kutna brzina
ω = 2 π / P
, izra?eno brojem
kutnih sekundi
koje tijelo prevali u prosjeku u jednom danu.
Staze planetoida ovise o na?inu na koji su planetoidi nastali i o stalnim poreme?enjima. ?im se staza planetoida malo poremeti, bilo bliskim susretom ili direktnim srazom s drugim planetoidom,
gravitacijski
se utjecaj planeta odmah izra?ava pa dolazi do sna?nog poreme?enja, koje djeluje sve dok planetoid ne uđe u podru?je gdje je poreme?enje slabije. Stoga planeti odlu?uju?e utje?u na razmje?taj planetoida, te ovi neka podru?ja izbjegavaju, a u nekima se gomilaju. Dolazi do
rezonancija
. Utjecaj
Jupitera
je odlu?uju?i, zatim slijedi utjecaj
Marsa
i drugih planeta. Za rezonancije va?an je odnos između perioda obilaska planetoida
P
i perioda obilaska planeta
P
P
. One staze za koje je omjer između tih perioda sumjerljiv imaju to svojstvo da je poreme?enje ili veoma jako ili veoma slabo.
?istine u srednjim gibanjima planetoida uo?io je
Daniel Kirkwood
1866. ?istine odgovaraju omjerima perioda planetoida i Jupitera:
te omjeru perioda planetoida i
Marsa
jednakom 2 : 1. Za neke pak omjere perioda planetoida i Jupitera staze su veoma stabilne, pa se tu oni ba? okupljaju. To su rezonantni planetoidi. Za njih vrijedi:
Prva grupa od nekoliko planetoida predvođena je
Hildom
. Staze tih tijela stabilne su iako se zbog velikog ekscentriciteta pru?aju blizu Jupiterove staze, ali se zbog zgodnog odnosa u broju obilazaka (komenzurabilnosti perioda) nikada istovremeno, na bliskom dijelu staza, ne nađu Jupiter i planetoidi. Zato ih Jupiter jako ne poreme?uje. Druga grupa je manja (primjer
279 Thule
), a tre?u grupu ?ine znameniti
Trojanci
.
Zanimljiva skupina planetoida dijeli putanju s
Jupiterom
, staza im se nalazi u rezonanciji 1 : 1 s Jupiterovom stazom. Trojanci ?ine povijesno prvi ustanovljeni primjer stabilnih rezonantnih putanja, a smje?teni su u
Lagrangeovim to?kama
L
4
i L
5
. Prvi od Trojanaca,
Ahilej
, otkriven je 1904. To su prili?no krupni planetoidi; njih desetak ve?e je od 100 km. Ukupno ih ima vi?e stotina; ve?i ih se broj nalazi u vode?oj to?ki, a manji na za?elju. Planetoidi nose imena heroja, u?esnika
Trojanskog rata
; otuda im je skupno ime. Oni koji su ispred Jupitera nose imena Grka (uz
Ahileja
jo?
Odisej
,
Agamemnon
,
Hektor
,
Diomed
, Ajaks,
Nestor
), a oni koji su za Jupiterom nose imena
Maloazijaca
, branitelja Troje (Patroklo,
Eneja
,
Prijam
, Anhis, Troil). Zato ih i razlikuju kao "Grke" i "Trojance". Svi Trojanci ne mogu se smjestiti u istu to?ku. Uostalom, oni periodi?ki titraju oko Lagrangeove to?ke kojoj pripadaju. Ta se
libracija
odvija u pruzi polo?enoj uzdu? putanje. Do libracije dolazi na taj na?in da Jupiter izmjeni?no planetoidima oduzima i dodaje
energiju
. Kada im je oduzima (a planetoid se nalazi ispred njega), dimenzija putanje ne?to se smanji zajedno s periodom, pa planetoid zabrza ispred Jupitera; kada mu energiju dodaje, planetoid se uspori i pribli?i Jupiteru. Zbog toga se međusobni odnos Trojanaca u svakoj grupi neprestano mijenja. Pruga kojom se gibaju po stazi dulja je nego ?ira, jer se tijela ubrzavaju relativno prema Jupiteru sve dok nisu to?no na njegovoj stazi. Nije isklju?eno da pri ve?im libracijama planetoid napusti grupu, ali u grupu mo?e biti zahva?en i prolazni planetoid. Pretposavlja se da se Trojanci snabdijevaju planetoidima iz podru?ja između Jupitera i
Saturna
.
Planetoid
Hidalgo
dugo je bio poznat kao najdalji. Otkriven je 1920.
Velika poluos
staze je 5.8
AJ
,
ekscentricitet
je znatan, 0.66, a
inklinacija
je velika, od 42° do 43°. Period njegove revolucije od 13.7 godina dulji je od Jupiterove godine. Zbog izdu?enosti staze u
perihelu
priđe Suncu na 1.9 AJ, a u
afelu
udalji se na 9.7 AJ. Zbog velikog nagiba staza Hidalga ostaje svuda veoma daleko od Saturnove staze, nikada joj se ne pribli?i na udaljenosti manju od 5.7 AJ.
Rekord najve?e staze izgubio je 1977. kada je otkriven
Hiron
. On mora imati promjer između 200 do 400 km, jer se samo velika tijela mogu vidjeti tako daleko. Zbog ekscentriciteta od 0.379 od Sunca se udalji na 18.9 AJ, a pribli?i na 8.5 AJ. Velika poluos staze iznosi 13.7 AJ, a
period ophoda
50.7 godina. Nagib staze je malen, svega 7°.
Među planetoidima dadu se izdvojiti oni koji su nastali od istog roditeljskog materijala; oni ?ine porodicu (
Kijocugu Hirajama
, 1918. ? 1919.). Na zajedni?ko ishodi?te ?lanova porodice ukazuju elementi staza ispravljeni za vjekovna poreme?enja, a i fizi?ka svojstva tijela. Po?etne staze ?lanova porodice moraju se ukr?tavati na mjestu gdje se dogodio raspad roditeljskog tijela. Prepoznavanju "rođaka" poma?e ?injenica da se
ekscentricitet
i
inklinacija
staze s vremenom malo mijenjaju, te elemente planetoidi "te?ko zaboravljaju". Danas je poznato vi?e desetaka porodica. U velikom broju porodica jedan je planetoid mnogo krupniji od ostalih i s masom od 10 do 1 000 puta ve?om. Starost porodica procjenjuje se na milijun i vi?e godina. Porodica nastaje prilikom neelasti?nog sudara dvaju tijela. Produkti drobljenja ne dobivaju velike relativne brzine pa se ne mogu daljim sudarima međusobno drobiti. Mali odlomak radije ?e se vratiti i zabiti u povr?inske slojeve ve?eg odlomka. U toku vremena ?lanovi se raspr?uju uzdu? staze, a mnogi napu?taju porodicu. Postojanje porodica svjedo?i da se orbite planetoida ne mijenjaju samo zbog poreme?enja, ve? i
sudarima
.
Planetoidi koji zalaze unutar Marsove putanje
[
uredi
|
uredi kod
]
Nađeno je nekoliko desetaka planetoida koji ili zbog male srednje udaljenosti, ili zbog velikog ekscentriciteta, prilaze Suncu mnogo bli?e nego
Mars
. Prepoznate su 3 istaknute skupine. U skupinu
Amora
ulaze oni kojima se
perihel
nalazi u rasponu od 1.017
AJ
do 1.310 AJ. U skupinu
Apolona
ulaze oni kojima je perihel Suncu bli?i od 1.017 AJ. Planeti iz obje skupine imaju prosje?nu udaljenost ve?u od 1 AJ. U tre?oj skupini, prozvanoj po planetoidu
Aten
, za sada su nađena 4 planetoida kojima je srednja udaljenost od Sunca manja od 1 AJ.
Amor
i
Apolon
otkriveni su 1932. Kao prvi iz skupine Amora, i najpoznatiji, otkriven je 1898.
Eros
. Vi?e razloga ?ini ga interesantnim. Zemlji mo?e pri?i na daljinu od 23 300 000 km. Velike se
opozicije
ponavljaju svakih 37 i 44 godina. U pro?lom stolje?u su bile 1931. i 1975. Mo?e se vidjeti i manjim teleskopom. Sjaj mu se zbog vrtnje mijenja u periodu od 5 sati i 16 minuta. Mjere su mu 13 km x 15 km x 36 km. Prije
radarskog
razdoblja slu?io je za određivanje veli?ine
astronomske jedinice
, jer njegova dnevna
paralaksa
dosti?e 60", ?to je vi?e i od Marsove i od Venerine paralakse. Apolon ulazi unutar
Venerine staze
. U Apolone (skupinu Apolona) spadaju jo?
Adonis
otkriven 1932.,
Hermes
otkriven 1937. i
Ikar
otkriven 1939. Hermes se pribli?ava Zemlji do na 580 000 km; tada u jednoj no?i prevali polovicu neba. Ikar je planetoid koji se vi?e od svih drugih pribli?ava Suncu jer mu je perihel na 0.186 AJ = 28 milijuna km; zađe ?ak unutar
Merkurove
staze. Ekscentricitet njegove staze iznosi 0.83. U perihelu zagrije se na 1 000 K. Veoma je malen, od 1 do 1.5 km. Zemlji ne priđe bli?e od 6 do 7 milijuna km. Putanja mu je veoma dobro ispitana. Predstavljao bi dobru bazu za svemirsku ekspediciju koja bi uz njegovu pomo? proputovala kroz razne predjele Sun?eva sustava. U
afelu
se udaljava ne?to preko Marsove staze.
Skupina planetoida Aten pripada Zemlji sli?no tome kako Trojanci pripadaju Jupiteru. Staze su im prakti?ki kru?ne. Ve?ina planetoida koji Suncu prilaze bli?e od staze Marsa ima ekscentricitet ve?i od prosje?nog. Oni su planetoidni pojas napustili razmjerno nedavno. Dana?nji je pojas ostatak oblaka tijela koji je pro?imao ?itav
Sun?ev sustav
i o kojemu nepobitno svjedo?e
krateri
utisnuti u tijelima planeta. Planetoidni pojas predstavlja "ostavu", u kojoj su planetoidi najmanje poreme?eni. Oni pak planetoidi koji se dijelom ili u cjelini kre?u unutar Marsove staze imaju ve?a poreme?enja, te ne mogu ovdje du?e opstati, pa među njima treba tra?iti tijela odlomci kojih stignu do Zemlje kao
meteoriti
. U nekoliko slu?ajeva pra?en je pad meteorita (
P?ibram
,
?e?ka
, 1959.;
Lost City, California
,
SAD
, 1970.;
Innisfree, Alberta
,
Kanada
, 1977.), pa je ustanovljeno da su meteoriti stigli iz podru?ja staza smje?tenih unutar Marsove putanje.