Астеро́їд — це невелике кам'яне або металеве небесне тіло розміром від декількох метрів до сотень кілометрів, яке обертається кеплерівською орбітою навколо Сонця. Менші небесні тіла називають метеороїдами (розміри від декількох міліметрів до метрів), а більші — карликовими планетами (близько тисячі кілометрів).
Термін «астероїд» часто використовують як синонім терміна «мала планета», однак стосується він насамперед об'єктів всередині орбіти Нептуна. Малі планети за орбітою Нептуна називають «транснептуновими об'єктами» і вони входять до ширшої підгрупи віддалених малих планет. Отож до «малих планет» належать «астероїди» та «транснептунові об'єкти». З цих трьох термінів лише термін «малі планети» офіційно визначений Міжнародним астрономічним союзом.
Наразі станом на 7 лютого 2023 року відомо про існування понад 1,265 млн астероїдів у Сонячній системіNASA/JPL/SSD: How Many Solar System Bodies, і щомісяця додаються кілька тисяч нових відкритих об'єктів. За визначенням, астероїди, на відміну від карликових планет, мають занадто низьку масу, щоб досягти гідростатичної рівноваги та набути приблизно кулястої форми, тому зазвичай є тілами неправильної форми.
Етимологія Термін «астероїд» (від — «зореподібний», з — «зоря» та — «вид, зовнішність, якість») запровадив Вільям Гершель, оскільки перші виявлені астероїди виглядали на небі як зорі (або точки), на відміну від планет, які під час спостереження у телескоп мають вигляд дисків. Водночас астероїди, на відміну від зір, рухалися. Точного визначення терміна «астероїд» досі нема.
Від комет астероїди відрізняються тим, що не мають коми та характерного кометного хвоста.
До запровадження терміну «карликова планета» астероїди називали також малими планетами. Однак резолюцією Міжнародного астрономічного союзу 2006 року встановили нову термінологію щодо небесних тіл Сонячної системи. Тепер їх поділяють на три категорії: планети карликові планети малі тіла Сонячної системи, до яких належать, зокрема, астероїди, комети та транснептунові об'єкти.
Загальна характеристика
Астероїди вважають залишками протопланетного диска, що залишилися після формування Сонячної системи. Станом на серпень 2022 відомо понад астероїдів. Орбіти більшості відомих астероїдів розташовані між орбітами Марса та Юпітера (так званий головний пояс астероїдів).
Найвідоміші астероїди: Паллада, Юнона, Веста, Ерос, Амур, Гідальго, Ікар.
Розмір є одним з основних параметрів, за якими класифікують астероїди. Можна вважати, що всі астероїди розміром понад 100 км вже відкрито. Наразі відомо 26 астероїдів діаметром понад 200 км.
Більші небесні тіла (понад 800 км у діаметрі), що обертаються навколо Сонця, під дією власних гравітаційних сил набувають кулястої форми, і такі тіла класифікують як планети або карликові планети.
Чинна класифікація не дає чітких меж за розмірами, коли небесне тіло вважається ще астероїдом, а коли — вже метеороїдом, які теж подібні до уламків скелі, але менші за розміром. Ці межі коливаються в діапазоні 1—10 м. Класифікація спирається на міркування, що в результаті входження до атмосфери Землі астероїди можуть уціліти й досягти її поверхні незруйнованими, водночас метеори здебільшого згорають в атмосфері повністю.
Назви На початку астероїдам давали імена героїв римської та грецької міфології, згодом відкривачі отримали право називати їх як завгодно, наприклад, своїм ім'ям. Спочатку астероїдам здебільшого давали жіночі імена, чоловічі імена отримували тільки ті астероїди, які мали незвичайні орбіти (наприклад, Ікар, який наближається до Сонця ближче від Меркурія). Пізніше й цього правила перестали дотримуватися.
Після відкриття астероїда йому надають тимчасове позначення на кшталт , яке складається з року відкриття, латинської літери, яка кодує півмісяць відкриття, і порядкового номера у півмісяці (який теж кодують латинською літерою). У позначеннях не вживають літери «I» (через подібність із одиницею) та «Z». У такий спосіб позначають 24 половини місяців та 24 перші астероїди у кожному півмісяці. Якщо кількість астероїдів, відкритих протягом половини місяця, перевищить 24, знову повертаються до початку алфавіту і додають до другої літері індекс 2, далі — 3 На прикладі астероїда 1969 TD2 — його відкрито 1969 року, у першій половині жовтня (T), 28-м за ліком (D2).
Після того як стає відомою орбіта астероїда, йому надають постійний порядковий номер (наприклад, астероїд, спочатку тимчасово позначений як 1977 RC9, згодом отримав постійне позначення 8245).
Астероїдам, орбіта яких добре визначена (що мають постійне позначення), можуть надавати також власну назву. Наприклад, астероїд 1709 отримав назву «Україна». Були випадки, коли астероїд отримував постійне позначення чи назву через десятки років після його першого спостереження.
Історія Процес вивчення астероїдів поділяють на кілька періодів. 1781 року В. Гершель відкрив планету Уран. Її середня геліоцентрична відстань виявилася відповідною до правила Тіціуса — Боде, що наводило на думку про існування ще однієї планети на відстані близько 2,8 астрономічної одиниці від Сонця — між орбітами Марса та Юпітера. Наприкінці XVIII століття німецький астроном угорського походження Франц Ксавер фон Цах організував групу, до складу якої входили 24 астрономи. З 1789 року ця група шукала ще одну планету. Завдання полягало у визначенні координат усіх об'єктів на ділянках зодіакальних сузір'їв на певний момент часу. У наступні ночі координати перевіряли й виділяли об'єкти, які пересувалися на значні відстані. Очікуваний зсув шуканої планети мав становити близько 30 кутових секунд за годину (близько 12 кутових мінут за добу), що мало бути легко поміченим.
Однак перший астероїд Цереру (тепер це карликова планета) виявив італієць Джузеппе Піацці, який не був учасником цього проєкту, а багато років вів спостереження положень зір для складання зоряного каталогу. 1 січня 1801 року Піацці виявив у сузір'ї Близнят слабку зорю, із блиском близько 7m, якої чомусь не було ні в його власному каталозі, ні в каталозі Христіана Маєра, який був у Піацці. Наступного вечора виявилося, що «зоря» зсунулася на 4′ за прямим піднесенням і на 3,5′ за схиленням. Спостереження протягом шести тижнів дало підстави вважати виявлений об'єкт новою планетою.
Наступні три астероїди — Паллада (1802, Г. Ольберс), Юнона (1804, К. Гардінг) і Веста (1807, Г. Ольберс) виявили протягом декількох наступних років. Ще через 8 років марних пошуків більшість астрономів припинили дослідження.
Однак Карл Людвиг Генке проявив наполегливість і відновив пошук нових астероїдів 1830 року. П'ятнадцять років по тому він виявив Астрею, перший новий астероїд за 38 років. Менше ніж через два роки він виявив Гебу. Після цього інші астрономи приєдналися до пошуків і, починаючи з 1847 року, астероїди відкривали вже щороку (за винятком 1945Numbered Minor Planet Discoveries by Year на сайті IAU Minor Planet Center. ). Відкривачами астероїдів у той час стали Джон Гайнд, Аннібале де Гаспаріс, Роберт Лютер, Герман Гольдшмідт, Жан Шакорнак, Джеймс Фергюсон, Н. Р. Поґсон, Вільгельм Темпель, Д. К. Вотсон, Х. Г. Ф. Петерс та ін.
У 1891 році німецький астроном Макс Вольф вперше застосував для пошуку астероїдів метод астрофотографії. Він полягав у тому, що на фотографіях із довгими експозиціями астероїди залишали короткі світлі лінії на тлі нічного неба та точкових зображень зір. Фотографічний метод значно збільшив кількість відкритих астероїдів порівняно з візуальними методами — М. Вольф самостійно відкрив 248 астероїдів (починаючи з астероїда 323 Брюсія), тоді як до нього було виявлено трохи більше 300.
У 1898 році Ґустав Вітт відкрив астероїд Ерос, що наближається до Землі на небезпечну відстаньMichel, P.; Farinella, P.; Froeschlé, Ch. The orbital evolution of the asteroid Eros and implications for collision with the Earth // Nature 380 (6576): 1996. — pp 689—691. 31 січня 2012 року Ерос пролетів на відстані приблизно 0,179 а. о. (26,7 млн км) від Землі. Згодом були відкриті інші астероїди, що наближаються до земної орбіти, однак не перетинають її. Згодом їх виділили в окрему групу АмураNEO Groups на сайті NASA/JPL Near-Earth Object Program Office. .
У 1906 році Макс Вольф виявив Ахіллес, що рухається орбітою Юпітера, поблизу точки Лагранжа. Астероїди, що рухаються такими орбітами, називають на честь героїв Троянської війни, а сам клас астероїдів — троянцями.
У 1932 році Карлом Рейнмутом () був відкритий, потім загублений і виявлений знову 1973 року (через 41 рік) Аполлон — астероїд, орбіта якого перетинає орбіти Землі, Венери та Марса. Це перший представник виділеної пізніше групи Аполлона, члени якої у перигелії наближаються до Сонця ближче, ніж Земля.
У 1976 році американський астроном Елеанора Гелін () відкрила Атон, який започаткував нову групу Атона, велика піввісь орбіти яких менша за 1 а. о., а відстань від Сонця в афелії більша за 0,938 а. о.
У 1977 році виявлено Хірон із групи астероїдів, що перетинають орбіти газових планет . Отримали офіційну назву кентаври за істотами давньогрецької міфології (що були поєднанням людини та коня), оскільки мають характеристики як астероїдів, так і комет .
У 1992 році відкрито перший об'єкт за орбітою Плутона. Він отримав тимчасову назву 1992 QB1, а 31 січня 2018 року він отримав назву 15760 Альбіон на честь персонажа творів Вільяма Блейка. Після цього в поясі Койпера стали знаходити нові об'єкти.
Останні дослідження
Станом на 24 серпня 2022 року в базі даних Центру малих планет налічувалось 1 217 303 об'єкти. Дослідники припускають, що в головному поясі астероїдів має бути від 1,1 до 1,9 млн об'єктів, що мають розмір понад 1 км у поперечникуNew study reveals twice as many asteroids as previously believed на сайті «Spaceref». .
Зазвичай тільки Весту можна бачити з Землі неозброєним оком, але тільки на дуже темному небі й лише за сприятливого для спостереження розташування. Щоправда, окремі астероїди можуть наближатися до Землі — тоді їх також можна спостерігати неозброєним оком.
У більшість земних телескопів астероїди видно лише як точки на небі. Тільки найпотужніші наземні й орбітальні телескопи на зразок телескопа Габбла можуть визначити форму астероїда. Проте зображення астероїдів залишаються лише розмитими плямами. Певну інформацію про форму астероїдів можна отримати з аналізу кривих світності — зміни яскравості під час обертання. Цим займається волонтерський обчислювальний проєкт Asteroids@home. Точнішу інформацію про форму та розміри найбільших астероїдів можна дізнатися, спостерігаючи покриття астероїдами зір. Додаткову інформацію про близькі астероїди отримують також за допомогою радарів.
Деякі відомості про хімічний склад отримано шляхом порівняння спектрів астероїдів зі спектрами окремих видів метеоритів. Зокрема, зроблено висновок про їх генетичну єдність. За даними інфрачервоної спектроскопії визначено, що поверхня астероїдів має дуже низьку теплопровідність. Поляризаційні дослідження підтверджують, що поверхню астероїдів вкрито реголітом.
Перші детальні фотографії схожих на астероїди об'єктів було отримано 1971 року «Марінером-9». «Марінер» зробив фото двох супутників Марса — Фобоса й Деймоса, які, ймовірно, є астероїдами, захопленими полем тяжіння планети. На зображеннях видно нерівну, схожу на картоплину, форму, властиву більшості астероїдів.
Першим справжнім астероїдом, сфотографованим зблизька, стала 1991 року 951 Гаспра. Фотографії було зроблено космічним апаратом Галілео, який на той час пролітав поряд з астероїдом на шляху до Юпітера. Галілео сфотографував також 243 Іду з її супутником Дактилем.
Першим космічним апаратом, що полетів саме на зустріч з астероїдом, став NEAR Shoemaker. Він сфотографував 253 Матільду 1997 року, потім вийшов на орбіту навколо астероїда 433 Ерос і 2001 року опустився на його поверхню. До цього дослідження прямих даних про хімічний склад астероїдів не було.