Sådan fungerer asteroidbælter

I "Imperiet slår tilbage, "det femte afsnit af" Star Wars "-filmene, Han Solo og hans besætning med andre oprørere flygter fra planeten Hoth, kun for at flyve direkte ind i et asteroidefelt. Marken er tæt pakket, og med store, spinde stenet materiale, der plejer frem og tilbage omkring årtusindfalk, Han Solo skal behændigt manøvrere sit rumskib i sikkerhed. Desværre, ifølge C3PO, oddsene for at lykkes med det er meget små - kun 3, 720 til 1.

Hvis et rumskib blev skudt fra jorden mod vores solsystems asteroide bælte og forsøgte at flyve gennem det, ville det se det samme ud som "Star Wars, "med farligt affald, der flyver overalt, bringe missionen i fare? Det viser sig, at navigere gennem asteroidebæltet ville ikke være helt så dramatisk - kun en håndfuld asteroider er store nok til at forårsage skade på et rumfartøj, og der er meget mere plads mellem dem, end du måske tror.

Men det betyder ikke det vigtigste asteroide bælte, placeret mellem banerne på planeterne Mars og Jupiter, er noget mindre interessant end feltet i "Star Wars". Jo flere astronomer studerer sammensætningen, aktivitet og dannelse af asteroiderne i deres kredsløb omkring solen, jo mere forstår vi om, hvordan hele solsystemet blev til. Nogle teorier antyder endda, at livet på jorden startede med asteroider i planetens tidlige stadier. På den anden side, mange forskere mener, at en asteroide forårsagede masseudryddelse af dinosaurerne og andre organismer for 65 millioner år siden.

Hvordan dannede asteroidebæltet sig, og hvordan påvirkede det resten af ​​solsystemet? Hvad har Mars og Jupiter at gøre med det, og hvordan påvirker deres kredsløb hovedbæltet? Hvad med Kuiperbæltet og Oort -skyen - er de anderledes end den vigtigste? Er der andre asteroide bælter i andre solsystemer som vores, eller er hovedbæltet unikt? Bliv ved med at læse for at finde ud af det.

1. Dannelsen af ​​solsystemet
2. Det vigtigste asteroidebælte
3. Asteroide karakteristika
4. Hovedsele-kometer og andre bælter

Dannelsen af ​​solsystemet

Der er flere teorier, der forsøger at forklare, hvordan solsystemet begyndte, men den mest accepterede er kendt som nebular teori . Astronomer og fysikere mener, at solsystemet startede som et stort, formløs sky af gas, støv og is, men noget forstyrrede massen og satte ting i gang - måske eksplosionen af ​​en nærliggende stjerne.

Hvis du nogensinde har set kunstskøjteløb, du har måske bemærket, at skatere kan snurre meget hurtigere, hvis de trækker armene tættere på deres kroppe. Jo mere koncentrerede deres kropsmasser er, jo hurtigere vil de kunne rotere. Det samme skete med vores solsystem. Den hypotetiske eksplosion pressede den uformede gas og støv sammen, som begyndte at snurre hurtigere og hurtigere i en cirkel. Da solen dannede sig i midten, skyen begyndte at flade ud til en skive, lidt som en frisbee eller en pandekage, med små støvkorn, der udgør resten af ​​disken.

Til sidst, støv begyndte at hænge sammen og danne større kroppe kaldet planetesimaler . Endnu mere stof, der flyver rundt, kolliderede med disse planetesimaler og holdt sig til dem i en kaldet proces tilvækst . Efterhånden som kroppe snurrede sig selv og tyngdekraften indbragte mere støv og gas, planetesimerne tiltrådt til protoplaneter, og snart ind på de otte planeter, vi kender og elsker i øjeblikket - Merkurius, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun (undskyld, Pluto).

Det er området mellem den fjerde planet, Mars, og den femte, Jupiter, det er vigtigt. En astronomisk enhed (AU) er afstanden mellem jorden og solen, som er omkring 150 millioner kilometer - astronomer bruger denne afstand som lineal til at måle andre afstande inden for solsystemet og Mælkevejen. Mars ligger omkring 1,5 AU fra solen, eller 225 millioner kilometer væk. Jupiter, imens, er omkring 5,2 AU fra solen, eller 780 millioner kilometer væk. Hvis vi trækker de to afstande fra, der er omkring 3,7 AU mellem Mars og Jupiter, eller 555 millioner kilometer. Det ser ud til, at der er plads nok mellem de to planeter til endnu en planet, ret? Hvad skete der mellem Mars og Jupiter under solsystemets dannelse?

For at finde ud af hvad forskere tror skete, læs den næste side.

Det vigtigste asteroidebælte

Så hvordan forklarer vi den store afstand mellem Mars og Jupiter? Nogle astronomer har antydet, at der rent faktisk dannede en separat planet eller protoplanet mellem de to planeter, men virkningen af ​​en højhastigheds-komet brød op og spredte den nydannede krop for at skabe det, vi nu kender som hoved asteroide bælte .

Selvom det er muligt, at kometer og andre store objekter fløj rundt i solsystemet og brød materiale op i de tidlige stadier, de fleste forskere accepterer en meget enklere teori - asteroider er restmateriale fra solsystemets dannelse, der aldrig med succes blev samlet som en planet. Men hvorfor er der ikke kommet noget sammen?

Hvis du ser på Jupiters masse, du vil bemærke, at det er ekstremt stort. Folk omtaler det som en gasgigant med god grund - mens Jordens masse er omkring 6x10^24 kg, Jupiters masse anslås til at være 2x10^27 kg. Det er meget tættere på vores sol end på stenrige planeter som Jorden eller Mars.

Jupiters massive størrelse ville være nok til at forstyrre det stenrige stof, der faldt imellem det og Mars - dets stærke tyngdekraftstræk ville få eventuelle potentielle protoplaneter til at kollidere og bryde sammen i mindre bits. Vi står derefter tilbage med en stor, spredt samling af asteroider, der kredser rundt om solen i samme retning som Jorden-det vigtigste asteroide bælte. Med sit centrum omkring 2,7 AU fra solen, bæltet adskiller Mars og de andre stenede planeter fra de massive, kolde gasgiganter som Jupiter og Saturn.

For et nærmere kig på asteroider inden for bæltet, se næste side.

Jupiters tyngdekraft påvirker stadig bæltet den dag i dag - dens kæmpemasse forstyrrer asteroidernes vej og skaber store huller i hovedbæltet kendt som Kirkwood huller . Dette sker pga orbital resonans , hvilket er det punkt, hvor et legeme stiller op med et andet krops bane og oplever en kraft. For eksempel, en asteroide kan lave to hele baner rundt om solen i den tid, det tager Jupiter at lave en bane. Hver anden bane, at asteroiden ville stille op med Jupiter, og dens bane ville opleve en lille ændring. Dette får flere forskellige grupper af asteroider til at klynge sig sammen, afhængigt af hvor ofte de cirkler rundt om solen - det efterlader også flere huller, hvor der ikke er nogen asteroider.

Der er også to "skyer" af asteroider foran og bag Jupiters sti, kendt som Jupiter Trojanere, der fungerer lidt som livvagter rundt om på planeten. To lignende grupper findes langs Mars 'bane kaldet Mars -trojanske heste.

Asteroide karakteristika

Størstedelen af ​​asteroiderne i hoved -asteroidebæltet falder ind under tre kategorier:

C-type (kulstofholdig) - Disse udgør cirka 75 procent af alle kendte asteroider. C-type asteroider menes faktisk at ligne solens sammensætning, bare uden brint, helium og andet brændbart materiale. De er meget mørke og absorberer let lys, og du kan finde dem på hovedbæltets yderkanter.

S-type (silikoneholdig) - Disse udgør omkring 17 procent af alle kendte asteroider. Deres sammensætning er hovedsageligt metallisk jern og jern-magnesiumsilikater, og de findes i den indre kant af hovedbæltet.

M-type (metallisk) - De resterende 8 procent af asteroiderne er lavet af metallisk jern og findes i midten af ​​hovedbæltet.

Asteroider rejser typisk i en let elliptisk bane rundt om solen i samme retning som Jorden. De roterer simpelthen, meget ligesom Jorden, undtagen over en meget kort periode - alt mellem en time og en dag, afhængig af deres størrelse. Interessant nok, de fleste asteroider større end 200 meter drejer meget langsomt, ikke hurtigere end en gang hver 2,2 time. Dette fik astronomer til at antage, at større asteroider er meget løst holdt sammen på grund af konstant bombardement fra andre asteroider. Hvis de snurrer hurtigere, de vil bryde fra hinanden og flyve ud i rummet. Det antydes, at asteroide 253 (Mathilde) er omtrent lige så tæt som vand, selvom den er 52 kilometer bred.

Mange mennesker vil måske blive overrasket over at erfare, at de fleste asteroider i hovedbæltet kun er på størrelse med en rullesten. På trods af den store plads, det fylder, astronomer anslår den samlede masse af hele hovedasteroidebæltet til at være mindre end 1/1, 000. Jordens masse, eller mindre end halvdelen af ​​månens størrelse. Seksten asteroider har en diameter på 240 kilometer eller større, den største af dem er Ceres, som har en diameter på omkring 1, 000 kilometer.

Er alle asteroider i vores solsystem i hovedbæltet, eller er der andre kroppe, der deler rummet mellem Mars og Jupiter? Og hvad med andre asteroider bælter derude? Se den næste side for at gå ud over hovedbæltet.

Hovedsele-kometer og andre bælter

Den 26. november, 2005, kandidatstuderende Henry Hsieh og professor David Jewitt fra University of Hawaii gjorde en opsigtsvækkende opdagelse. Ved at kigge gennem et 8-meters Gemini North Telescope på den sovende vulkan Mauna Kea, de to lagde mærke til en mystisk asteroide, Asteroide 118401, udsender kometlignende støv. Da de så på to separate kometer, de indså, at disse tre objekter hverken var asteroider eller kometer, men en helt ny kategori af kometer - hovedbæltekometer .

Kometer er simpelthen store isklumper og støv, der bevæger sig gennem rummet. Varme fra solen får isen til at fordampe, og et spor af gas og støv efterlades, når objektet bevæger sig gennem rummet - derfor har kometer haler. Kredsløbet om en hovedbæltekomet, imidlertid, er meget anderledes end en almindelig komet, som normalt cirkler solen i en skrå, meget elliptisk måde som et udstrakt gummibånd. I stedet, en hovedbæltekomet bevæger sig en ret cirkulær, niveau bane, meget gerne en asteroide.

Den største åbenbaring, der kommer fra opdagelsen af ​​hovedbæltekometer, er muligheden for, at en iskold asteroide kan have styrtet ned på Jorden og forsynet den med liv. Astronomer troede oprindeligt på, at is fra almindelige kometer forsynede Jorden med dets vand, men nylige opdagelser har vist, at kometvand ikke har meget tilfælles med vores planets vand. Hvis asteroidalt vand ligner vores, hovedbæltekometer kan give os vigtig indsigt i Jordens dannelse og endda vores egen eksistens.

En anden opdagelse gjort samme år tyder på, at der er andre bælter derude. Astronomer på NASA fandt, hvad der kan være et massivt asteroidebælte omkring HD69830, en stjerne 41 lysår væk, der er tæt forbundet med vores sol. Dette asteroidebælte er enten det samme som vores solsystems bælte - en samling affald, der ikke kunne formes til en stor krop - eller de tidlige stadier af et nyt solsystem. Hvis det er sidstnævnte tilfælde, at observere bæltet kan hjælpe os med bedre at forstå den vigtige proces med planetdannelse [kilde:National Geographic News].

For at lære meget mere om asteroider, udforskning af rum og rum, se næste side.

Kuiperbæltet ligner det vigtigste asteroidebælte, fordi det er en anden skiveformet samling af rester af affald fra solsystemets dannelse. Den store forskel er, at den strækker sig meget længere ud i rummet - den begynder forbi Neptun ved 30 AU og når så langt som 50 AU, eller 7,5 millioner kilometer. Det kaldes ofte "den sidste grænse" for vores solsystem, fordi det bliver stadig vanskeligere at måle størrelsen af ​​objekter inden for eller forbi dette område. Affaldet, der udgør Kuiperbæltet, er også meget koldere på grund af den lange afstand fra solen. Ideen om Kuiperbæltet blev foreslået af astronomen Gerard Kuiper i 1951, men dens eksistens blev først bekræftet i 1992, da astronomer observerede det første Kuiper Belt Object (KPO).

Asteroidbælter Ofte stillede spørgsmål

Hvor stort er asteroidebæltet?

Hvilke planeter er asteroidebæltet mellem?

Hvad er Kuiperbæltet, og hvad findes der?

Hvorfor er Kuiperbæltet vigtigt?

Hvilken form er asteroidebæltet?

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer asteroider
• Hvordan Asteroid Mining vil fungere
• Sådan fungerer kometer
• Sådan fungerer teleskoper
• Sådan fungerer Mars
• Sådan fungerer solen
• Sådan fungerer stjerner
• Sådan fungerer rumfærger
• Sådan fungerer raketmotorer

Flere store links

• NASA.gov

Kilder

• "Asteroider." NASA. http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/text/asteroids.txt
• "Generelle egenskaber ved asteroider." University of Tennessee. http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/asteroids/features.html
• "Hoved asteroide bælte." Sol Station:2006. http://www.solstation.com/stars/asteroid.htm
• "Mysterierne om soltågen." California Institute of Technology, NASA Jet Propulsion Laboratory:20. juli kl. 2001. http://www.jpl.nasa.gov/news/features.cfm?feature=520
• "Ny klasse af kometer kan være kilden til Jordens vand." University of Hawaii Press:23. marts 2006. http://www.ifa.hawaii.edu/~hsieh/mbc-release.html
• Håndværk, Brian. "Asteroidebælte opdaget omkring vores sols" tvilling "." National Geographic News:21. april, 2005. http://news.nationalgeographic.com/news/2005/04/0421_050421_spitzer.html
• Hsieh, Henry. "Hovedsele-kometer." University of Hawaii Press:23. marts 2006. http://www.ifa.hawaii.edu/~hsieh/mbcs.html