Пояс астероидов

По́яс астеро́идов — область Солнечной системы, расположенная между орбитами Марса и Юпитера, являющаяся местом скопления множества объектов всевозможных размеров, преимущественно неправильной формы, называемых астероидами или малыми планетами.

Эту область также часто называют главным поясом астероидов[1] или просто главным поясом[2][3], подчёркивая тем самым её отличие от других подобных областей скопления малых планет, таких как пояс Койпера за орбитой Нептуна, а также скопления объектов рассеянного диска и облака Оорта.

Выражение «пояс астероидов» вошло в обиход в начале 1850-х годов[4][5]. Первое употребление этого термина связывают с именем Александра фон Гумбольдта и его книгой «Космос: план описания физического мира» («Kosmos — Entwurf einer physischen Weltbeschreibung», 1845)[6].

Суммарная масса главного пояса равна примерно 4 % массы Луны, больше половины её сосредоточено в четырёх крупнейших объектах: Церера, (4) Веста, (2) Паллада и (10) ГигеяПерейти к разделу «#Крупнейшие объекты пояса астероидов». Их средний диаметр составляет более 400 км, а самый крупный из них, Церера, имеет диаметр более 950 км, и его масса вдвое превышает суммарную массу Паллады и Весты[7]. Но большинство астероидов, которых насчитывается несколько миллионов, значительно меньше, вплоть до нескольких десятков метровПерейти к разделу «#Размеры и масса». При этом астероиды настолько сильно рассеяны в данной области космического пространства, что ни один космический аппарат, пролетавший через эту область, не был повреждён имиПерейти к разделу «#Исследования».

Согласно общепринятой гипотезе, причина такого состава пояса астероидов в том, что он начал формироваться непосредственно вблизи ЮпитераПерейти к разделу «#Формирование», чьё гравитационное поле постоянно вносило серьёзные возмущения в орбиты планетезималей. Получаемый от Юпитера избыток орбитальной энергии приводил к более жёстким столкновениям этих тел между собой, что препятствовало их слипанию в протопланету и её дальнейшему укрупнениюПерейти к разделу «#Происхождение».

В результате большинство планетезималей оказалось раздробленным на многочисленные мелкие фрагменты, большая часть из которых либо была выброшена за пределы Солнечной системы, чем объясняется низкая плотность пояса астероидов, либо перешла на вытянутые орбиты, по которым они, попадая во внутреннюю область Солнечной системы, сталкивались с планетами земной группыПерейти к разделу «#Метеориты»; этот феномен получил название поздней тяжёлой бомбардировки.

Схема расположения пояса астероидов в Солнечной системе
Итальянский астроном Джузеппе Пьяцци, открывший Цереру, которая первоначально считалась планетой, потом в течение двух сотен лет просто крупным астероидом и наконец окончательно была определена в статусе как карликовая планета
Полёт космического аппарата Dawn к астероидам (4) Веста (слева) и Церера (справа)
Диаграмма распределения астероидов главного пояса в зависимости от наклона орбиты и размера большой полуоси. Красный — центральные области, голубой — периферия
Художественное представление протопланетного диска вокруг звезды
Диаграмма распределения орбит астероидов в зависимости от эксцентриситета и большой полуоси (центр пояса показан красным, периферия — синим)
Эффект Ярковского:
1. Тепловое излучение астероида
2. Вращение астероида
2.1 Поверхность, освещаемая днём
3. Орбита астероида
4. Тепловое излучение Солнца
Схема действия YORP-эффекта на астероид асимметричной формы
Этот график показывает распределение астероидов в центральной части главного пояса в зависимости от большой полуоси орбиты. Чёрные стрелки указывают на щели Кирквуда, где орбитальный резонанс с Юпитером дестабилизирует орбиты астероидов
На данной диаграмме зависимости наклона (ip) орбиты от эксцентриситета (ep) среди астероидов главного пояса хорошо видно несколько крупных астероидных скоплений
Мелкая пыль в поясе астероидов, возникшая в результате столкновений астероидов, создаёт явление, известное как зодиакальный свет
Сравнительные размеры Луны и 10 первых астероидов, расположенных в порядке открытия. 1 — Церера, 2 — Паллада, 3 — Юнона, 4 — Веста, 5 — Астре, 6 — Геба, 7 — Ирис, 8 — Флора, 9 — Метида, 10 — Гигея
(253) Матильда, типичный углеродный астероид класса C
(433) Эрос, типичный астероид класса S
(216) Клеопатра, типичный астероид класса M (представление художника)
(4) Веста, типичный астероид класса V
Альенде — углеродистый хондритный метеорит, который упал в Мексике в 1969 году
Карликовая планета Церера
Анимация вращения Весты. Виден огромный кратер вблизи южного полюса астероида