Күн жүйесіндегі кіші денелер

Күн жүйесі

Күн жүйесіндегі кіші денелер - Күн жүйесінде планеталар мен оның серіктерінен басқа кометалар, астероидтар.

Астероидтар

Марс пен Юпитер орбиталарының арасында пішіні бұрыс аспан денелері бар. Олар планеталардың серіктері емес және Күнді айнала өз еркінше қозғалады. Бұл денелер астероидтар ("жүлдызға ұқсас") деп аталады. Суретте оларды жұлдыздардан тек баяу орын ауыстыруынан ғана ажыратуға болады. Бірінші астероидты 1801 жылы 1 каңтарда Италия астрономы Джузепе Пиации ашты. Ол тура көтерілуі мен еңкеюі тәулік ішінде елеулі өзгеретін жұлдызды бақылады. Неміс математигі Гaусс үлкен жарты осі 2,77 а. б. болатын бұл астрономиялық дененің орбитасын есептеп тапты. Сатурн мен Юпитердің арасынан планета табылды деп есептеп, оған ескі Римнің табыс әкелетін әйел құдайы Церераның есімі берілді. 1802 жылы астрономиямен айналысатын неміс дәрігері Ольберс Церераға жақын жерден жаңа астероидты ашып, оны Паллада деп атады. 1804 жылы Юноиа, 1807 жылы Веста табылды. Кішкентай планеталарды Гершель грекше "жұлдыз бейнелі" деген мағынаны беретін астероидтар деп атауды ұсынды.

Қазіргі кезде 12 000-нан астам астероидтар белгілі. Бастапқы кезде құдайлардың аттарымен аталған астероидтарға кейін ұлы адамдардың есімдері берілді. Астероид табылғанда оған ашылған жылы (мысалы, 1937 DA) көрсетілген белгі тағылады. Астероидтың орбитасы есептелген соң тұрақты номер және аты беріледі.

Астероидтар орбиталарының шеңберден өзгешілігі аз, сондықтан астероидтардың көпшілігі Күн жүйесінің ішіне кірмейді. Бірақ кейбір астероидтар Күнге жақын келіп немесе Сатурн орбитасының сыртына шығып кетеді. Юпитер орбитасы бойымен планетаның алдында және артында қозғалатын астероидтардың екі тобы бар. Олар "Гректер" және "Трояндықтар" деп аталады. Олардың айналу периоды Юпитердің айналу периодына дәл келеді және орбитадағы орны аспан механикасының теориясын құрушы Лагранждың тапқан заңы бойынша есептеп шығарған нәтижесінен ауытқымайды. Ол математикалық жолмен А денесінің айналысында (біздің жағдайымызда Күн) одан кіші В (Юпитер) денесі және оның орбитасында салмағы әлдеқайда жеңіл дене айналып жүрсе (астероидтар), онда бұл жүйе орнықты болады, егер астероидтар Лагранждың орнықтылық нүктелерінде, яғни теңқабырғалы үшбұрыштардың төбелерінде орналасса. Күн, Юпитер және астероидтар (біздің жағдайымызда "Гректер" мен "Трояндықтар") шын мәнінде теңқабырғалы үшбұрыштарды, демек, шексіз ұзақ өмір сүретін орнықты жүйені құрайды. Сөйтіп, XX ғасырда математик Лагранждың теориялық болжамы космос кеңістігінде де шындыққа айналды.

Кейбір астероидтардың жарықтылығының периодты өзгеруі бұрыс пішінді, беткі қабаттарының тегіс емес екенін және өз остерінен айналатынын көрсетеді. Кейбір астероидтардың өз осінен айналу периоды — бірнеше сағатқа созылса, ал кейбірінде ол тәулікке жетеді. Астероидтардың беткі қабаттарының құрамындағы үлкен айырмашылық олардың жарықты шағылдыру қабілетімен анықталады: кейбір астероидтардьщ бетінен жарықтың шағылу коэффициенті бар болғаны 3%, ал кейбіреуінде ол 50%-ға жақындайды. Астероидтардың бетінде планеталар серіктерінің бетіндегі тәрізді уақ денелер соққыларының іздері болуы керек. Астероидтарда атмосфера жоқ.

Қазіргі кезде астероидтар деп өлшемдері бір километрден кіші болмайтын барлық денелерді айту қабылданған. Одан кіші денелер метеоридтер деп аталады. Астероидтардың жалпы саны 30—50 мың. Өлшемі 200 км-ден астам астероидтардың саны отызға жуық. Өлшемі 80 км-ден 200 км-ге дейінгі астероидтар шамамен мыңға тарта. Кейбір астероидтар жөніндегі қызықты мәліметтер:

1. астероидтардың ішіндегі ең ірісі Церера, оның радиусы 470 км;
2. астероидтардың тығыздықтары, әдетте, 2—8 г/см³ шамасында болады;
3. ең қара астероидтар '95 Аретуза мен Бамбергтің қаралығы көмірдей немесе күйедей.
4. жерге ең жақын келгендері: 1991 ВА, 170 000 км.
5. Күнге ең жақын келгендері: Икар жонө Фаэтон. Екеуі де Күнге Меркурийден жақын келді.
6. Басты белдеудегі астероидтардың ішінде 1977 жылы ашылған 'Хирон ең алыс астероид. Оның орбитасы Сатурн мен Уран орбиталарының ортасында жатыр, диаметрі 200 км. Оны кометаның тартып алуы немесе Сатурн серігінің тартылыс өрісінен босап шықққан болуы мүмкін.
7. Гаспра астероидының магнит өрісі тіркелді.

Қандай да бір апатқа ұшырағаннан кейін астероидтар планета ретінде еш уақытта бірікпеген секілді. Юпитердің қуатты тарту күші жарықшақтардың бірігіп планета құруына жол бермейді. Олар біріксе көлемі Айдың үштен біріндей ғана болар еді.

Кометалар

Хейл — Бопп кометасы

Күн жүйесінің периферийінде шамамен 100 000 а.б. қашықтықта Оорта бұлтында кометалар тобы шоғырланған. Мұндай бұлт 100 млрд кометалар ядросына ие болуы мүмкін. Планеталардың, Күннің тіпті жақын жұлдыздардың тартылыс күштерінің әсерінен кейде олардың кейбіреулері Күн жүйесінің ішіне кіріп кетіп, Күнге қарай қозғала бастайды. Олардың аспан механикасының заңына бағынатын қозғалыстары өздеріне тән әр түрлі болады. Барлық планеталар Күнді айнала бір бағытта дөңгелек орбита бойымен (тік бағытта) шамамен бір жазықтықта (эклиптикада) айналады. Ал кометалар тіке бағытта да, яғни қарсы бағытта да өте созылыңқы орбита (эксцентрлі) бойымен эклиптикаға әр түрлі көлбеу бұрыш жасай айналады. Оның қозғалыс сипатынан құйрықты жұлдыз екенін айыруға болады.

Кометаның негізгі салмағы оның ядросында жинақталған. Ол ядро кәдімгі мұздан, қатып қалған газдардан, қатты бөлшектерден, көмір қышқылының қоспасы бар су мұзынан, аммиактан және тозаңнан тұрады. Ядроның ұзындығы бірнеше ондаған километрге жетеді, ал салмағы 1022 гр-ға дейін барады.

Күнге жақындаған сайын Күн сәулесінің әсерінен мұз еріп булана бастайды да ядроның жанында газ-тозаңды бұлт пайда болады. Ол Күн сәулесін шағылдырады (кома) және қайта сәулелендіреді. Сондыұтан біз кұйрықты жұлдызды қатты жарқырайтын дене түрінде көреміз. Кометаның соңынан Күн сәулесінің қысымынан әр уақытта Күнге қарсы бағытталған газ бен тозаңнан тұратын бөлшектер ілеседі. Оның ұзындығы жүздеген миллион километрден астам. Құйрықты жұлдыз массасының миллионнан бір бөлігінен де аз шамасы оның кұйрығында жинақталғанына қарамастан, ол жарықтың 99%-ын, ал ядро 0,1%- ын ғана шығарады. Мәселе мынада: ядро өте жинақы, оның үстіне оның шағылдыру коэффициенті төмен (альбедо).

Ұзак периодты құйрықты жұлдыз (орбиталық периодтары 200 жылдан астам) ең алыс орналасқан планеталардан мыңдаған есе әрі шалғай аймақтардан ұшып келеді. Олардың орбиталары эклиптикамен барлық мүмкін болатын бұрыштар жасайды. Қысқа периодты құйрықты жұлдыздар (периодтары 200 жылдан аз) сыртқы планеталар аймақтарынан эклиптикадан алыс емес орбиталар бойымен тура бағытта қозғалып келеді.

Жай көзге жақсы көрінетін жарықтығы күшті құйрықты жұлдыздар сирек, жүз жылда оншақтысы кездеседі. Бақыланатын әйгілі кометалардың бірі Галлей. Адамзат оны екі ғасыр бойы бақылап келеді. 1995 жылдың тамыз айында Хейл-Бопп кометасы (оларды тапқан әуесқой астрономдар Хейл және Бопп есімдерімен аталған) көрінді. Оның ядросының диаметрі шамамен 40 км-ге тең. Түнгі аспандағы ең жарық жұлдыз Сүмбіледен де жарық болып көрінген комета жерден 200 млн км қашықтықта өтті.

Кометалардың жарқырауын, қозғалыс ерекшеліктерін зерттеп және сырларын аша отырып әлем құрылысының құпиясын білеміз.

Бірінші рет 1986—1999 жылдары кометалардың ядросы зерттелді. Галлей кометасының ядросына жіберілген зонд 600 км кашықтыққа жакындады. Ядроның өлшемі 8 х 13 км шамасындай, қара түсті, бетінде кратерлер болды жоне құрылымы әр түрлі.

Күн жүйесінің ішкі аймағына енген Құйрықты жұлдыз уақыт өткен сайын бірте-бірте Күн жылуының әсерінен ыдырайды да ядроның газы планетааралық газға айналады, ал қатты бөліктері көптеген ұсақ метеорлық бөлшектерге бөлініп кетеді, олар бірте-бірте құйрықты жұлдыз орбитасы бойымен жалпақ ағын ретінде шашылады. Жер осындай ағынмен қиылысқанда ұсақ бөлшектер 11 км/с жылдамдықпен атмосфераға кіреді де тез қызып балқиды, сөйтіп, бірнеше километр биіктікте ұсақ бөлшектерге жарылып шашырап кетеді. Олардың тежелуі кезінде бөлініп шыққан энергия ауаның жаркырауын арттырады, осылайша түнгі аспанда Жерден бөлшектің жарық ізі көрінеді, бұл құбылысты метеорлар дейді. Ол заттың жерге жеткен бөлшектерін метеориттер деп атайды.

Метеориттер ғарыш денелерінің үлгілері. Оны зерттеу ғылымға үлкен үлес қосады. Сондықтан метеоритті көрген, оны тапқан әрбір адам ол жөнінде ғылыми орындарға хабарлауы керек. Ірі метеориттер барлық планеталар мен олардың серіктерінің беткі қатты қабаттарына құлағанда із қалдырады. Жерде көптеген ірі кратерлер сақталған. Бірақ уақыт өткен сайын жер атмосферасының әсерлері (жел, жаңбырлар) олардың іздерін жасырады. Жерге күн сайын ұсақ метеориттер түсіп жатады. Жер бетіне ғарыш кеңістігінен бір тәулік ішінде жауатын заттардың толық массасы бірнеше жүз тоннаға жетеді (негізінен, өте кішкене бөлшектер).

Ғаламшарлардың негiзгi параметрлерiнiң салыстырмалы кестесi

Планета	Диаметр, біркелкі	Масса, біркелкі	Орбиталық радиус, а. е.	Сидериялық мерзiм, жер жылдары	Күндер, біркелкі	Тығыздығы, кг/м³	Спутниктер
Меркурий	0,382	0,06	0,38	0,241	58,6	5427	жоқ
Венера	0,949	0,82	0,72	0,615	243	5243	жоқ
Жер	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	5515	1
Марс	0,53	0,11	1,52	1,88	1,03	3933	2
Юпитер	11,2	318	5,20	11,86	0,414	1326	63
Сатурн	9,41	95	9,54	29,46	0,426	687	62
Уран	3,98	14,6	19,22	84,01	0,718	1270	27
Нептун	3,81	17,2	30,06	164,79	0,671	1638	13

Қорытынды

XX ғасырда Күн жүйесіндегі барлық денелердің табиғаттары зерттелді. Марс пен Шолпанның және Жер серігі Айдың беттері тікелей зерттелді. Кейбір астероидтар мен кометалардың ядролары планетааралық автоматты станциялар және зонд көмегімен суретке де түсірілді. Алып планеталар мен олардың серіктерінің тамаша суреттері алынды. Планеталық жүйенің пайда болу теориясы күрылды және басқа жүлдыздардан планеталық жүйелер табылды. XXI ғасырда планеталар мен оның серіктерінің беткі кабаттарын зерттеу үшін ғалымдар экспедициясын жіберу мәселесі тұр.