Ο951 Γκάσπρα, ο πρώτος αστεροειδής που φωτογραφήθηκε από κοντά.
Οιαστεροειδείς είναι τα μικρά σώματα τουΗλιακού συστήματος, που είναι σε τροχιά γύρω από τονΉλιο. Η συντριπτική πλειονότητα των αστεροειδών είναι συγκεντρωμένη σε δύοΖώνες: στηνΚύρια ζώνη αστεροειδών και στηΖώνη του Κάιπερ. Οι αστεροειδείς θεωρούνται κατάλοιπα από τον σχηματισμό του Ηλιακού συστήματος και υπολογίζεται ότι υπάρχουν εκατομμύρια.
Με πολύ απλά λόγια, μπορούμε να περιγράψουμε τους αστεροειδείς σαν τεράστιους βράχους σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Το μέγεθός τους ποικίλλει από λίγες δεκάδες μέτρα μέχρι εκατοντάδεςχιλιόμετρα. Τα μικρότερα σώματα σε περιηλιακή τροχιά ονομάζονταιμετεωροειδείς. Συνήθως οι αστεροειδείς έχουν ακανόνιστο σχήμα που μοιάζει μεπατάτα, οι μεγαλύτεροι όμως έχουνσφαιρικό ήελλειπτικό σχήμα, καθώς ηβαρύτητα που δημιουργεί ημάζα τους στην επιφάνειά τους υπερισχύει. Σύμφωνα με το ψήφισμα 5Α της 26ης Συνόδου τηςΔιεθνούς Αστρονομικής Ενώσεως (2006), οι σχεδόν σφαιρικοί αστεροειδείς ονομάζονται στο εξής καιπλανήτες νάνοι. Οι αστεροειδείς της Κύριας ζώνης αποτελούνται κυρίως απόπυριτικούς βράχους καιμέταλλα. Ο1 Δήμητρα αποτελεί εξαίρεση, καθώς ένα μεγάλο μέρος του είναιπάγοςνερού. Αντιθέτως, οι αστεροειδείς τηςΖώνης του Κάιπερ αποτελούνται κυρίως από πάγο (π.χ. παγωμένα αέρια). Υπολογίζεται ότι υπάρχουν εκατομμύρια αστεροειδείς στο Ηλιακό σύστημα, κι από αυτούς μέχρι τον Μάρτιο του2015 είχαν καταγραφεί οι 679.035, με τους 427.393 από αυτούς επίσημα καταγεγραμμένους σε καταλόγους.[1]
Οι περισσότεροι αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης βρίσκονται στηΖώνη των Αστεροειδών, μια περιοχή ανάμεσα στις τροχιές τουΆρη και τουΔία και σε απόσταση περίπου 3αστρονομικές μονάδες (AU) από τον Ήλιο. Υπάρχουν όμως και αλλού, όπως στασημεία Λαγκράντζ του Δία και του Άρη, την κίνηση των οποίων ακολουθούν. Τέτοιοι αστεροειδείς ονομάζονται «Τρωικά αντικείμενα». Οι δύο φυσικοί δορυφόροι του Άρη,Φόβος καιΔείμος, είναι αστεροειδείς που μπήκαν σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη. Κάποιοι από τους αστεροειδείς έχουν και οι ίδιοι μικρούς δορυφόρους, ενώ έχουν ανακαλυφθεί και κάποια τριπλά συστήματα.
Οι αστεροειδείς της Ζώνης του Κάιπερ βρίσκονται πέρα από την τροχιά τουΠοσειδώνα, και για τον λόγο αυτό είναι γνωστοί και με τη γενική ονομασίαΜεταποσειδώνια Αντικείμενα (Transneptunian Objects, TNOs), στην οποία και παραπέμπουμε για περισσότερα. Επίσης μεταξύ της τροχιάς του Δία και του Ποσειδώνα περιφέρονται αστεροειδείς οι οποίοι είναι γνωστοί ωςκένταυροι.
Η συνολικήμάζα των αστεροειδών της Κύριας Ζώνης δεν είναι μεγάλη. Ο μεγαλύτερος, και πρώτος που ανακαλύφθηκε, ο1 Δήμητρα με διάμετρο περίπου χίλια χιλιόμετρα, έχει μάζα περίπου ίση με το 40% όλων των αστεροειδών της Κύριας Ζώνης, που υπολογίζεται ότι είναι γύρω στο 3-4% της μάζας τηςΣελήνης. Οι επτά μεγαλύτεροι αστεροειδείς έχουν μάζα όσο το 70% του συνόλου. Αντιθέτως, οι αστεροειδείς της Ζώνης Κάιπερ έχουν πολύ μεγαλύτερη συνολική μάζα, αλλά και οι μεγαλύτεροι από αυτούς έχουν πολύ μεγαλύτερη μάζα και διάμετρο από τους μεγαλύτερους αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης: Τα μεγαλύτερα γνωστά μέλη της Ζώνης του Κάιπερ στην πραγματικότητα είναι ηΈρις (πρώην 2003 UB313) και ο πλανήτης νάνος (και πρώην ένατος πλανήτης του Ηλιακού συστήματος) 134340Πλούτωνας.
Ο πίνακας που ακολουθεί περιλαμβάνει τους 20 μεγαλύτερους αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης που είναι γνωστοί σήμερα[2].
Παλιότερα οι αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης θεωρούνταν ότι ήταν τα συντρίμμια ενόςπλανήτη που κινούνταν εκεί που βρίσκεται τώρα ηΚύρια Ζώνη Αστεροειδών και θρυμματίστηκε από κάποια κατακλυσμιαία σύγκρουση. Σήμερα όμως επικρατεί η αντίθετη θεωρία, ότι δηλαδή οι αστεροειδείς ήταν το υλικό για έναν μικρό πλανήτη, του μεγέθους του Άρη ή μικρότερο, που όμως δεν σχηματίστηκε ποτέ λόγω της επίδρασης της βαρύτητας του Δία.
Είναι δύσκολο να δοθεί ένας σαφής και τελικός ορισμός για το τι είναι ένας αστεροειδής, καθώς οι διαστάσεις, η σύνθεση και οι τροχιές τους ποικίλλουν. Σε γενικές γραμμές, αστεροειδείς θεωρούνται τα μικρά σώματα σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, που μια τους διάσταση είναι μεγαλύτερη από 50μέτρα (για να διακρίνονται από τουςμετεωροειδείς) και μικρότερη από 2.500χιλιόμετρα (ώστε να διακρίνονται από τους πλανήτες), η δε σύνθεσή τους βασίζεται κυρίως στοπυρίτιο, τονάνθρακα και τονσίδηρο (για να διακρίνονται από τουςκομήτες, που αποτελούνται κυρίως από «λερωμένο πάγο»). Ο όροςαστεροειδής («σαν άστρο») χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τονΟυίλιαμ Χέρσελ το1802. Δεν σημαίνει ότι οι αστεροειδείς έχουν κάποια κοινά χαρακτηριστικά με τους αστέρες, αλλά απλώς ότι στατηλεσκόπια της εποχής οι αστεροειδείς φαίνονταν σαν απλά σημεία φωτός όπως και τα αστέρια, και όχι ως μικροί «δίσκοι», όπως οι πλανήτες.
Ο πρώτος αστεροειδής και ταυτόχρονα και ο μεγαλύτερος, ο1 Δήμητρα, ανακαλύφθηκε τυχαία τηνΠρωτοχρονιά του1801 από τονΤζουζέπε Πιάτζι, που στην αρχή νόμιζε ότι είχε ανακαλύψει ένα καινούριο άστρο. Η απόσταση του αντικειμένου υπολογίστηκε από τονΚαρλ Φρίντριχ Γκάους κάπου ανάμεσα στον Άρη και τον Δία. Τα επόμενα έξι χρόνια ανακαλύφθηκαν άλλοι τρεις αστεροειδείς, οι2 Παλλάς,3 Ήρα και4 Εστία. Λόγω του μικρού τους μεγέθους, όμως, και της τυχαίας κατανομής τους στον χώρο, η ανακάλυψή τους ήταν δύσκολη κι έτσι, μετά από μερικά χρόνια άκαρπων προσπαθειών, η έρευνα για νέους αστεροειδείς εγκαταλείφθηκε. 38 χρόνια αργότερα, οΚαρλ Λούντβιχ Χένκε, που είχε συνεχίσει την έρευνα, ανακάλυψε τον5 Αστραία και δύο χρόνια μετά τον6 Ήβη. Έτσι ανανεώθηκε το ενδιαφέρον, και η μόνη χρονιά μέχρι σήμερα που δεν ανακαλύφθηκαν καινούριοι αστεροειδείς ήταν το1945. Το1891, οΜαξ Βολφ είχε την έμπνευση να χρησιμοποιήσει φωτογραφίες του ουρανού με μεγάλο χρόνο έκθεσης, στις οποίες το ίχνος των αστεροειδών εμφανιζόταν σαν γραμμή, σε αντίθεση με τα σταθερά άστρα. Αυτό οδήγησε σε επανάσταση στον τομέα, με 248 αστεροειδείς να ανακαλύπτονται μόνο από τον ίδιο, αριθμός ίσος με αυτούς που είχαν ανακαλυφθεί στα ενενήντα χρόνια που προηγήθηκαν. Μέχρι το τέλος τουεικοστού αιώνα, είχαν ανακαλυφθεί και καταγραφεί σε καταλόγους μερικές χιλιάδες αστεροειδείς, χωρίς ωστόσο ιδιαίτερη επιμονή στην καταγραφή τους λόγω του μεγάλου αριθμού τους.
Μετά το1990 το ενδιαφέρον για τους αστεροειδείς αναθερμάνθηκε, κυρίως λόγω της ανησυχίας για μια πιθανή σύγκρουση ενός από αυτούς με τηΓη, πράγμα που θα είχε καταστροφικές συνέπειες. Έτσι ξεκίνησε μια προσπάθεια για εντοπισμό, καταγραφή και υπολογισμό της τροχιάς όσο το δυνατόν περισσότερων αστεροειδών, τόσο με συσκευές σε τροχιά όσο και με γήινα τηλεσκόπια. Η έρευνα αυτή έχει μέχρι στιγμής χαρτογραφήσει εκατοντάδες χιλιάδες αστεροειδείς, από τους οποίους 600 έχουν διάμετρο πάνω από ένα χιλιόμετρο και 3.353 έχουν τροχιές που μπορούν να τους φέρουν κοντά στη Γη.
Οι πρώτοι αστεροειδείς είχαν σύμβολα όπως η Γη, η Σελήνη, ο Ήλιος και οι πλανήτες. Αυτά τα σύμβολα γρήγορα έγιναν άκομψα, δύσκολα στην αναγνώριση και απεικόνιση. Μέχρι το τέλος του 1851 υπήρχαν 15 γνωστοί αστεροειδείς, ο καθένας (εκτός από ένα) είχαν το δικό τους σύμβολο.
ΟΓιόχαν Ένκε έκανε μία ριζική αλλαγή στο Ετήσιο Αστρονομικό Βιβλίο του Βερολίνου για το 1854. Εισήγαγε περιγεγραμμένους σε κύκλους αριθμούς αντί συμβόλων, αν και η αρίθμησή του άρχιζε από τηνΑστραία, με τους πρώτους αστεροειδείς να συνεχίζουν να αναγνωρίζονται από τα σύμβολά τους. Αυτή η καινοτομία υιοθετήθηκε ταχύτητα από την αστρονομική κοινότητα. Τον επόμενο χρόνο η Αστραία πήρε τον αριθμό 5, αλλά οι πρώτοι τέσσερις αστεροειδείς αριθμήθηκαν το 1867. Σε λίγους ακόμα αστεροειδείς (28 Μπελλόνα,35 Λευκοθέα και37 Πίστη) δόθηκαν σύμβολα και αριθμοί. Ο κύκλος με τον καιρό έγινε παρενθέσεις, οι οποίες τώρα παραλείπονται.
Κάθε αστεροειδής του οποίου η ύπαρξη έχει επιβεβαιωθεί παίρνει έναν αύξοντα αριθμό ανακάλυψης. Μέχρι να γίνει αυτό, του δίνεται ένας προσωρινός αριθμός που αποτελείται από το έτος ανακάλυψης, έναν κώδικα δύο γραμμάτων που δηλώνει την εβδομάδα του χρόνου που έγινε η ανακάλυψη, και έναν ή δύο αριθμούς αν περισσότεροι από ένας αστεροειδείς ανακαλύφθηκαν την ίδια εβδομάδα. Μετά την επαλήθευση της τροχιάς του, ο κωδικός του αποτελείται από τον αύξοντα σε παρένθεση ακολουθούμενο από τον προσωρινό αριθμό, π.χ. (3360) 1981 VA, που ήταν και ο πρώτος αστεροειδής για τον οποίο δεν χρησιμοποιήθηκε κάποιο όνομα. Ο αύξοντας αριθμός συνήθως χρησιμοποιείται μαζί με το όνομα του αστεροειδή, όταν αυτό υπάρχει.
Στα πρώτα χρόνια της ανακάλυψής τους, οι αστεροειδείς έπαιρναν ονόματα Ελληνικών ή Ρωμαϊκών θεοτήτων, ή άλλων μυθολογικών προσώπων. Λόγω του πλήθους τους όμως, οι αστρονόμοι κάποια στιγμή ξέμειναν από ονόματα. Επειδή η επιλογή του ονόματος του αστεροειδή ανήκει σε αυτόν που ανακάλυψε, κι επειδή είναι τόσο πολλοί σε πλήθος, συχνά οι αστρονόμοι δίνουν ονόματα πόλεων, τα δικά τους ονόματα, των παιδιών τους ή ακόμα και κάποιου κατοικίδιου. Υπάρχουν αστεροειδείς με ονόματα παρμένα από ταινίες και τηλεοπτικές σειρές, όπως ο 13681 Monty Python, ο 9007 James Bond, ο 9777 Enterprise κι ο2309 Μίστερ Σποκ, γνωστών τραγουδιστών όπως ο4147 Λένον και ο 4148 McCartney και προσωπικοτήτων, όπως ο1772 Γκαγκάριν, o5535 Ανφράνκ, ο6354 Βαγγέλης κι ο 7100 Martin Luther.
Είναι γνωστή η θεωρία ότι η εξαφάνιση τωνδεινοσαύρων οφείλεται στην πρόσκρουση κάποιου αστεροειδούς με τηΓη. Η θεωρία αυτή φάνηκε να επιβεβαιώνεται με την ανακάλυψη ενός τεράστιου κρατήρα που σήμερα βρίσκεται στον βυθό τουΚόλπου του Μεξικού. Τέτοιες συγκρούσεις φαίνεται ότι δεν είναι σπάνιες, τόσο στην ιστορία της Γης όσο και των άλλων πλανητών, συμβαίνουν όμως σπάνια όσον αφορά την ανθρώπινη αίσθηση του χρόνου, κάθε κάποιες δεκάδες χιλιάδες ή και εκατομμύρια χρόνια. Οι αστεροειδείς έχουν σχετικά μεγάλο μέγεθος, έτσι, σε αντίθεση με τουςμετεωρίτες, αν έφτανε κάποιος από αυτούς, δεν θα καιγόταν στηνατμόσφαιρα αλλά θα έφτανε στην επιφάνεια της Γης ουσιαστικά ακέραιος.
Μία σύγκρουση με ένα τέτοιο αντικείμενο θα επέφερε τεράστιες καταστροφές στη Γη:
Αν η πρόσκρουση γινόταν στην ξηρά, το ωστικό κύμα θα κατέστρεφε τα πάντα σε ακτίνα εκατοντάδων χιλιομέτρων και θα πυροδοτούσεπυρκαγιές και πρωτοφανείςσεισμούς. Η σκόνη και η στάχτη που θα παράγονταν κατά τη σύγκρουση, θα διασκορπίζονταν σε όλη την ατμόσφαιρα, κρύβοντας το φως του ήλιου και δημιουργώντας ένα φαινόμενο τύπουπυρηνικού χειμώνα που θα διαρκούσε για πολλά χρόνια. Κατά πάσα πιθανότητα η ζωή στη Γη θα εξαφανιζόταν, τουλάχιστον κατά το μεγαλύτερο μέρος.
Αν η πρόσκρουση γινόταν σε κάποιον ωκεανό, τατσουνάμι που θα προκαλούνταν, ύψους εκατοντάδων μέτρων, θα κατέστρεφαν ολοκληρωτικά τις πόλεις και τα χωριά σε βάθος δεκάδων χιλιομέτρων από τις ακτές. Επίσης, η θερμότητα θα έβραζε το νερό, σκοτώνοντας τη ζωή κοντά στο μέρος της πρόσκρουσης και απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ατμών στην ατμόσφαιρα, διαταράσσοντας το παγκόσμιο κλίμα.
Αυτή η πιθανότητα άρχισε να εξετάζεται σοβαρά στα μέσα τηςδεκαετίας του 1980, όπως και τα σενάρια αποτροπής της. Προτάθηκαν διάφορες λύσεις για το ενδεχόμενο που θα διαπιστωνόταν ότι ένας αστεροειδής θα είχε τροχιά σύγκρουσης με τον πλανήτη μας. Η εύκολη λύση θα ήταν να εκτοξευτούν πύραυλοι με πυρηνικές κεφαλές κατά του αστεροειδή,όχι με σκοπό να τον θρυμματίσουν (μια και τα θραύσματα θα ακολουθούσαν την ίδια τροχιά και θα έπεφταν τελικά στη Γη), αλλά ώστε το παραγόμενο από την έκρηξηπλάσμα να άλλαζε την τροχιά του αντικειμένου. Μία άλλη λύση που προτάθηκε, είναι να βαφτεί ο μισός αστεροειδής με κάποιο ανοιχτό χρώμα, οπότε η διαφορετικήπίεση της ηλιακής ακτινοβολίας στις δύο πλευρές θα του άλλαζε την τροχιά. Τελευταία προτάθηκε η χρήση ενός βαρυτικού γερανού, μιας μεγάλης δηλαδή μάζας σε τροχιά γύρω από τον αστεροειδή, η βαρυτική επίδραση της οποίας θα τον έσπρωχνε έξω από το δικό μας μονοπάτι.
Με τη χρήση της σύγχρονης τεχνολογίας έχουν επαληθευτεί και καταγραφεί οι τροχιές εκατοντάδων χιλιάδων αστεροειδών, 3.352 από τους οποίους έχουν τροχιές που περνούν κοντά από τη Γη (ο αγγλικός όρος είναιNear Earth Asteroids). Αυτά τα σώματα παρακολουθούνται συνεχώς και ειδικά επιτελεία ασχολούνται με τον υπολογισμό της πιθανότητας μιας σύγκρουσης, που ευτυχώς μέχρι σήμερα για κανένα από αυτά τα σώματα δεν είναι ιδιαίτερα υψηλή. Την υψηλότερη πιθανότητα έχει το σώμα(29075) 1950 DA, που έχει μία στις 300 πιθανότητες να χτυπήσει τη Γη το2880.
Παράλληλα συνεχίζεται η έρευνα για τον εντοπισμό και την καταγραφή κι άλλων αστεροειδών. Πολλοί επιστήμονες, ανάμεσά τους κι ο γνωστός πλανητολόγοςΚαρλ Σαγκάν, είχαν εκφράσει την επιφύλαξή τους απέναντι σε αυτή την προσπάθεια, με το σκεπτικό ότι η χαρτογράφηση αστεροειδών με τροχιές κοντά σε αυτή της Γης θα μπορούσε να βοηθήσει το έργο φανατικών που, μελλοντικά, θα ήθελαν να αλλάξουν την τροχιά κάποιου από αυτούς έτσι ώστε να χτυπήσουν κάποιο εχθρικό σε αυτούς κράτος ή να επισπεύσουν τηΔευτέρα Παρουσία.
Ο αστεροειδής 433 Έρως, φωτογραφημένος από την αποστολή Near (Near Earth Asteroid Rendezvous) της NASA στις14 Φεβρουαρίου2000.
Η πρώτη φωτογραφία αστεροειδούς πάρθηκε το1971 από τηδιαστημοσυσκευήΜάρινερ 9, που φωτογράφισε τους δορυφόρους του Άρη. Η πρώτη φωτογραφία ελεύθερου αστεροειδή ήταν αυτή του951 Γκάσπρα το1991, από τη διαστημοσυσκευήΓαλιλαίος που τότε ήταν καθ' οδόν προς τον Δία, ενώ η ίδια συσκευή φωτογράφισε τον αστεροειδή243 Ίδη και τον δορυφόρο τηςΔάκτυλο. Η πρώτη αποστολή ειδικά για τη μελέτη αστεροειδών ήταν η αμερικανικήNEAR-Shoemaker, που το1997 φωτογράφισε τον253 Ματθίλδη και το2000 μπήκε σε τροχιά γύρω από τον433 Έρως, στην επιφάνεια του οποίου έπεσε το2001.
Οι διαστημοσυσκευές Deep Space 1 και Stardust πέρασαν κοντά από τους αστεροειδείς9969 Μπράιγ το1999 και5535 Άνναφρανκ το2002 αντίστοιχα, όταν ήταν καθ' οδόν για τον προορισμό τους.
Στις25 Νοεμβρίου του2005, η Ιαπωνική διαστημοσυσκευή Hayabusa προσεδαφίστηκε στην επιφάνεια του αστεροειδή25143 Ιτοκάβα και συνέλεξε δείγματα εδάφους, που σύμφωνα με το πρόγραμμα θα επέστρεφε στη Γη το2007. Λόγω προβλημάτων η επιστροφή αναβλήθηκε για το2010. Τελικά τα δείγματα έφτασαν στη Γη το2011, γεγονός που χαρακτηρίστηκε από το Science ως ένα από το 10 επιτεύγματα του 2011.[3] Η διαστημοσυσκευήΝέοι Ορίζοντες πέρασε σε απόσταση 102.000 χιλιομέτρων από τον αστεροειδή132524 APL το2006 στο ταξίδι του προς το εξωτερικό ηλιακό σύστημα. Η Ευρωπαϊκή αποστολήΡοζέττα μελέτησε τους2867 Στέινς και21 Λουτητία το2008 και2010, ενώ η αμερικανική αποστολήDawn θα μελετήσει τους αστεροειδείς1 Δήμητρα το 2015, ενώ άρχισε να μελετά την4 Εστία από το καλοκαίρι του 2011.
Δεν αποκλείεται όμως να πραγματοποιηθούν στο μακρινό μέλλον και επανδρωμένες αποστολές. Ίσως κάποτε να χτιστούν ακόμα και ορυχεία σε αστεροειδείς για τη λήψη πολύτιμων μετάλλων χωρίς την επιβάρυνση της Γης. Πιθανολογείται και η τοποθέτηση πυραυλοκινητήρα για την τοποθέτηση του αστεροειδή σε ασφαλή τροχιά γύρω από τηΓη. Ακόμα και αν ο αστεροειδής «ξεμείνει» από υλικά, θα παραμείνει χρήσιμος ως βάση για την κατασκευή διαστημικών αποικιών.
