אסטרואידים

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
האסטרואיד 433 ארוס כפי שצולם ע"י החללית ניר-שומכר.

אסטרואידים (באנגלית: Asteroids) הינם גופים קטנים, מוצקים, הסובבים את השמש שלנו. האסטרואידים הם חלק מקבוצת הפלנטות הקטנות (Minor Planets) במערכת השמש: הגופים קטנים משמונת כוכבי הלכת, ואינם סובבים סביבן (כלומר הם אינם ירחים). כיום מוכרים מאות אלפי אסטרואידים והערכה היא שקיימים מעל למיליון גופים כאלו הגדולים מכ-ק"מ.

תוכן עניינים

הגדרה היסטורית

הפלנטות הקטנות הן הכללה של שתי קבוצות, הזוכות לרוב להתייחסות נפרדת: אסטרואידים ושביטים. הבדל משמעותי קיים בין שתי הקבוצות: האסטרואידים הם גופים מוצקים, העשויים ממינרלים סיליקטיים או ברזליים ומצויים ברובם (אך לא כולם) באזור המצומצם שבין מאדים לצדק, המכונה חגורת האסטרואידים הראשית (באנגלית: Main Belt of Asteroids). השביטים הינם גופים העשויים קרח, אבק וחומרים נדיפים, הנעים במסלולים אליפטיים מקצה מערכת השמש ועד מרכזה, שם הם מפתחים הילה וזנב מרשימים של חלקיקי אבק. ההבדל בהגדרת הגופים נובע מסיבות היסטוריות, כאשר האסטרואידים התגלו לראשונה בתחילת המאה ה-19, בעוד השביטים מוכרים מאז שחר האנושות. עם זאת, בשנים האחרונות, כאשר תצפיות מזהות שביטים בעלי מראה "אסטרואידי" בטרם "צימח" להם זנב, וכאשר אסטרואידים מתגלים באזורים שונים במערכת השמש ובמסלולים "שביטיים", ההבדל "התצפיתי" בין הקבוצות מצטמצם ונוספות נקודות השקה ביניהן. כתוצאה מכך, עולות הצעות לחלוקות חדשות של הפלנטות הקטנות בהתאם לפרמטרים המסלוליים שלהן, הרכבם המינרלוגי והיחס בינן לפלנטות הגדולות ולשמש. משלב זה, יעסוק המאמר באסטרואידים, אך המתואר במספר סעיפים הינו נכון גם לשביטים.

הגדרה לפי גודל

בעבר, הוגדר באופן שרירותי, הקוטר המקסימלי לפלנטה קטנה כקוטרו של האסטרואיד קרס (1 Ceres), כ-1,000 ק"מ, אך בעשור האחרון התגלו מספר גופים גדולים יותר (50000 Quaoar, 20000 Varuna ועוד) והללו הוגדרו ע"י הקהילה המדעית כפלנטות קטנות גם כן. הרעיון שפלוטו איננו כוכב הלכת הקטן ביותר אלא "פלנטה קטנה" גדולה במיוחד, יכול לספק חסם מרבי נוסף כקוטר של כ-2,300 ק"מ. החל מקיץ 2006, מכונים פלוטו, קרס ואריס בתואר כוכב לכת ננסי. גם הגדרת חסם מזערי לפלנטות הקטנות נתון לויכוח. יש חוקרים המפרידים בין פלנטות קטנות לשבריהם, המכונים מטאורידים, וקובעים חסם תחתון של 20 מטרים. חסם זה לקוטר הגוף קשור למידת הנזק שהוא יכול לגרום במפגש אפשרי עם כדור הארץ: בעוד שגוף הקטן מ-20 מטר יתפרק במעברו באטמוספרה, גוף גדול יותר יוכל לגרום לפגיעה משמעותית. יחד עם זאת, ברשומות רשמיות של המרכז לפלנטות קטנות (MPC) מיסודו של האיגוד הבינלאומי לאסטרונומיה (IAU), מופיעים גם גופים קטנים, שקוטרם איננו עולה על 10 מטרים. עם זאת, נהיר לכל העוסקים בתחום, שכמות שברי הסלעים, האבנים וגרגירי האבק הנעים במערכת השמש הוא גדול מכדי שיהיה ניתן להתייחס לכל אחד מהם כאל פלנטה קטנה בזכות עצמה.

סיווג אסטרואידים ע"פ מסלולם

התפלגות האסטרואידים לפי מרחקם מהשמש (מחצית הציר הראשי).

דרך נוחה לסיווג אסטרואידים לקבוצות משנה הינה בהתאם למיקומם או לפי הפרמטרים המסלוליים שלהם. הפרמטרים החשובים בשיטת מיון זו הינם המרחק הממוצע של האסטרואיד מהשמש או מחצית הציר הראשי (semi major axis) ומסומן באות a, האקצסנטריות של המסלול (eccentricity) המסומנת באות e, וזווית הנטיה (inclination) של מישור מסלול האסטרואיד ממישור המילקה המסומנת באות i (ראו גם: אלמנטים של מסלול). בתרשים משמאל מוצגת היסטוגרמה המציגה את מספר הפלנטות הקטנות כתלות במרחק הממוצע שלהן מהשמש (a). ההיסטוגרמה מדגימה היטב את חלוקת האסטרואידים לקבוצות ואת מיקומה של הקבוצה המרכזית הידועה בשם חגורת האסטרואידים הראשית.




חגורת האסטרואידים

ערכי אקסצנטריות ביחס למחצית הציר הראשי עבור האסטרואידים הידועים.
זוויות נטיית המסלול ביחס למחצית הציר הראשי עבור גופי חגורת האסטרואידים.

רוב מוחלט של האסטרואידים מצוי בתחום שבין 2.1 > a > 3.3 יחידות אסטרונומיות (י"א), כפי שניתן ללמוד מהתרשים. תחום זה, המכונה חגורת האסטרואידים הראשית (Main Belt), נמצא באזור הטבעתי שבין מאדים (1.52 י"א) לצדק (5.2 י"א), ומכיל מעל ל-99 אחוזים מכלל האסטרואידים ובכללם האסטרואידים הגדולים והמסיביים ביותר דוגמת קרס (1 Ceres), פאלאס (2 Pallas), ג'ונו (3 Juno) ווסטה (4 Vesta).

הצגת ערכי האקסצנטריות (e) של מסלולי האסטרואידים כתלות בערכי מחצית הציר הראשי (a) ביחידות אסטרונומיות (המרחק הממוצע מהשמש), חושף קבוצות משנה בחגורת האסטרואידים ומדגיש את מיקומן של קבוצות נוספות, דוגמת קבוצת הונגריה (Hungaria בין 1.8 > a > 2.0 יחידות אסטרונומיות, קבוצת סיביל (Cybele) בין 3.3 > a > 3.5 יחידות אסטרונומיות, וקבוצת הילדה (Hilda) ב-a=4.0 יחידות אסטרונומיות. קבוצה גדולה נוספת של פלנטות קטנות נמצאת ב-a=5.2 י"א, שמהווה גם את המרחק הממוצע של כוכב הלכת צדק מהשמש ומכונה בשם אסטרואידים טרויאנים (ראו להלן). עובדה מעניינת נוספת הנלמדת מתרשים זה, הינה ערך האקסצנטריות הגבוה של האסטרואידים. בעוד שהאקסצנטריות הממוצעת של כוכבי הלכת (ללא פלוטו) עומדת על 0.06, עומד הערך התואם של האסטרואידים על כ 0.136, כאשר אלפי אסטרואידים הם בעלי ערך המגיע עד כדי 0.4. מסלולים אליפטיים שכאלו מעידים על גופים קטנים, בעלי מסלולים שמושפעים מגופים בעלי כבידה משמעותית דוגמת כוכב הלכת צדק ומההתנגשויות התכופות ביניהם.

משפחות היראיאמה

המימד המרחבי של מסלולי האסטרואידים נחשף בתרשים המציג את זווית הנטייה (i) של מסלולי האסטרואידים כתלות בערכי מחצית הציר הראשי (a) ביחידות אסטרונומיות. מגרף זה ניתן ללמוד שחברי קבוצת הונגריה (בשחור) למשל, הם בעלי הטיה מסלולית גבוהה של 16 עד 34 מעלות ממישור המילקה. הגרף מאפשר לזהות גם תת קבוצות בתוך חגורת האסטרואידים דוגמת קבוצת פוקאאה (Phocaea), הנמצאת בין 2.25 > a > 2.5 יחידות אסטרונומיות, 18 > i > 32, e>0.1 (בירוק), קבוצת אאונומיה (Eunomia), בין 2.5 > a > 2.72 יחידות אסטרונומיות, 0.08 > e > 0.22, 11 > i > 16 (באדום), או קבוצת אאוס (Eos), הנמצאת בין 2.95 > a > 3.03 יחידות אסטרונומיות, 0.01 > e > 0.13 ו-8 > i > 12 (בסגול). קבוצות אלו בחגורת האסטרואידים מכונות "משפחות היראיאמה" ע"ש האסטרונום היפני קיוצוגו היראיאמה, שהיה הראשון לזהות קשרים מסלוליים בין אסטרואידים שונים ב-1918. הסברה השלטת הינה, שלמשפחות אסטרואידים אלו אסטרואיד-אב קדום, שהתנפץ לרסיסים בעקבות התנגשות קטלנית. רכיביו של אסטרואיד האב המשיכים לנוע באותו המסלול ויצרו מעין עננת אסטרואידים הנעה באותו הנתיב. מודלים דינמיים מאפשרים "להריץ אחורנית" את בני המשפחה וכך מחשבים את הזמן בו התפרק אסטרואיד האב. כך התברר למשל, כי קבוצת קארין (Karin) הינה בת כ-5 מיליון שנה בלבד, זמן קצר ביותר בהשוואה לגיל מערכת השמש (כ-4.6 מיליארד שנים). פירוט של הפרמטרים המסלוליים של משפחות היראיאמה וקבוצות נוספות מופיעות בטבלה למטה.

משפחות אסטרואידים בחגורה הראשית
משפחה אסטרואיד עיקרי a בי"א e i במעלות הערות
ווסטה (4) Vesta 2.26 – 2.48 0.03 – 0.16 5 – 8.3
פלורה (8) Flora 2.15 – 2.35 0.03 – 0.23 1.5 - 8 נוצרה לפני כ- חצי מיליארד עד מיליארד שנה
הייג'יאה (10) Hygiea 3.06 – 3.24 0.09 – 0.19 3.5 – 6.8
אאונומיה (15) Eunomia 2.53 – 2.72 0.08 – 0.22 11.1 – 15.8
ת'מיס (24) Themis 3.08 – 3.24 0.09 – 0.22 0 - 3
פוקאאה (25) Phocaea 2.25 - 2.5 < 0.1 18 - 32
ניסה (44) Nysa 2.41 – 2.5 0.12 – 0.21 1.5 – 4.3
סיביל (65) Cybele 3.27 - 3.7 0 - 0.3 0 - 25 נמצאת חיצונית לחגורת האסטרואידים
הילדה (153) Hilda 3.7 - 4.2 < 0.07 0 - 20 נמצאת חיצונית לחגורת האסטרואידים
קורוניס (158) Koronis 2.83 – 2.91 0 – 0.11 0 – 3.5 נוצרה לפני כ 2-3 מיליארד שנה
מריה (170) Maria 2.5 – 2.706 12 - 17
אאוס (221) Eos 2.99 – 3.03 0.01 – 0.13 8 - 12
הונגריה (434) Hungaria 1.78 - 2 0 - 0.18 16 - 34 נמצאת פנימית לחגורת האסטרואידים
קארין (832) Karin המשפחה נוצרה בהתנגשות לפני כ-5 מיליון שנה בלבד.

מרווחי קירקווד

התבוננות במספר האסטרואידים כתלות במרחקם מהשמש (או כתלות בזמן המחזור שלהם סביב השמש – הקשור למרחק באמצעות חוקי קפלר), חושפת את קיומם של מספר אזורים בהם כמעט ואין אסטרואידים ביחס לאזורים הסמוכים. בגרפים למעלה בולטות מאד ארבע קבוצות הנמצאות במרחקים מהשמש של 2.1<a<2.5 י"א (קבוצה 1), 2.5<a<2.82 י"א (קבוצה 2), 2.82<a<2.95 י"א (קבוצה 3) ו-2.95<a<3.3 י"א (קבוצה 4). ההבדל בין קבוצות המשנה ברור מאד בגלל ערכים מסוימים של מחצית הציר הראשי, בהם אין אסטרואידים כלל. מקומות אלו, דוגמת a=2.5, 2.82, 2.95, 3.3 יחידות אסטרונומיות, נקראים מרווחי קירקווד (Kirkwood Gaps), על-שמו של האסטרונום האמריקאי דניאל קירקווד שגילה אותם באמצע המאה ה-19. באזורים אלו מסלולי האסטרואידים אינם יציבים ולכן רק אסטרואידים בודדים מצויים ב-"מרווחים".

כאשר מקשרים, באמצעות חוקי קפלר, את המרחקים מהשמש שבהם נמצאים רווחי קירקווד לזמני הקפה את השמש מגלים שמרווחי קירקווד שוכנים במסלולים שזמן ההקפה שלהם את השמש הינם כפולות שברים של זמן המחזור של צדק סביב השמש. ארבעת המרווחים העיקריים מתאימים לזמני מחזור של 3.95, 4.74, 5.08, 5.93 שנים (בהתאמה לערכי ה-a שלמעלה). כאמור, השוואה של זמני המחזור הללו עם זמן המחזור של צדק (11.86 שנה) מגלה שהם מקיימים יחסים שלמים של 1:2, 3:7, 2:5, 1:3 (לדוגמא: 1:2 מציין כי על כל הקפה של צדק את השמש, גוף שנמצא במרווח קירקווד יקיף את השמש פעמיים).

הסיבה למרווחי קירקווד הינה שמסתו הגדולה של צדק גורמת להגברה מחזורית של ההפרעות העדינות (Perturbations) בתנועת אסטרואיד הנע באחד מתחומי מרווחי קיקרווד, עד לסילוקו מאזור זה. בגלל היחס השלם של זמני ההקפה של צדק והאסטרואיד, כוח הכבידה של צדק מצטבר בכיוון מסוים וההפרעות שהוא מפעיל על האסטרואיד אינן מתקזזות זו עם זו ולכן הן גורמות לשינוי מהותי במסלול. תופעה זו של הפרעות מצטברות ומוגברות מכונה תהודה (Resonance). מרווחים הנוצרים מתהודה מסלולית קיימים גם בחגורת קייפר בקצה מערכת השמש, שם כוח הכבידה של כוכב הלכת נפטון עושה שמות בגופי החגורה.

מקורה של חגורת האסטרואידים

העובדה שמרביתם של האסטרואידים מרוכזים בחגורה אחת מעלה תהיות לגבי היווצרותה של חגורה זו. שתי אפשרויות העסיקו את החוקרים: כוכב לכת שנע בין מאדים לצדק והתפרק לשברים, או לחילופין, שברים שמעולם לא הצליחו להצטבר לכדי כוכב לכת. כיום, מדענים נוטים לקבל את האפשרות השנייה ממספר סיבות. ראשית, מסתם המשותפת של כל האסטרואידים איננה מגיעה אפילו לזו של הירח, כלומר מעולם לא יכל להימצא גוף גדול בין מאדים לצדק. שנית, קיימים הבדלים משמעותיים בהרכב המינרלוגי של גופי חגורת האסטרואידים, והשכיחות של הקבוצות השונות בחגורה משתנה בהתאם למרחקן מהשמש, כך שקשה להעריך שמקורן של הקבוצות השונות נובע מכוכב לכת בודד. לעומת זאת, כבידתו החזקה של צדק יכולה להאיץ את תנועתם של גופים קטנים, כך שבמקום תהליך של הצטברות (Accretion), הגופים הקטנים מפרקים זה את זה בהתנגשויות ומתקבלים שברי חומר – להלן האסטרואידים.


אסטרואידים טרויאנים

אסטרואידים טרויאנים על מסלול צדק ונקודות לגרנז'. כפי שנראה באיור האסטרואידים הטרויאנים מקיפים את השמש באותו מסלול שצדק מקיף את השמש, אך הם מקדימים אותו ומפגרים אחריו בכ-60 מעלות.

קבוצת פלנטות קטנות נוספת, הקשורה בקשר בל ינותק עם כוכב הלכת צדק, הינה משפחת האסטרואידים הטרויאנים (באנגלית: Trojan Asteroids) על-שם גיבורי האפוס של הומרוס. כפי שנראה בגרף משמאל, מחצית הציר הראשי של קבוצה זו עומד על a=5.2 יחידות אסטרונומיות כמרחקו הממוצע של צדק מהשמש, כלומר גופים אלו נעים בתהודה של 1:1 עם כוכב הלכת הגדול. במבט עילי ניתן להבחין בקלות שקבוצה זו מחולקת לשתי קבוצות משנה – המכונות קבוצת היוונים וקבוצת הטרויאנים – האחת מקדימה את צדק ואילו השנייה נעה בעקבותיו, ושתיהן יוצרות זווית של 60 מעלות בין השמש לצדק.

מיקום מיוחד זה, שבו מצויים האסטרואידים הטרויאנים, נחזה וחושב עוד ב-1772 ע"י המתמטיקאי הצרפתי ג'וזף לואי לגראנג' (Lagrange), בטרם קיומם של האסטרואידים היה ידוע לקהילה המדעית. לגרנז' חקר יציבות של מערכת בעלת שלושה גופים, והציע את קיומן של 5 נקודות, המכונות כיום נקודות לגראנג', בהן מתקיים שיווי משקל כבידתי בין השמש לכוכב הלכת (דוגמת צדק), כך שגוף שלישי קטן יותר, שיימצא באחת מהנקודות, יהיה בשיווי משקל יחסית לשני הגופים הגדולים. שלוש נקודות לגראנג' הראשונות נמצאות על הישר המחבר את השמש לפלנטה: נקודת לגראנג' ראשונה, L1, נמצאת בין השמש לפלנטה, L2 נמצאת מעבר לפלנטה, ואילו L3 נמצאת מעבר לשמש. שלוש נקודות אלו הן נקודות של שיווי משקל בלתי יציב, כלומר הפרעה קטנה מספיקה כדי להסיט ממסלולו גוף הנמצא שם. נקודות לגראנג' L4 ו-L5, נמצאות על מסלול הפלנטה בזווית של 60 מעלות ממנה והן נקודות של שיווי משקל יציב, כלומר גוף הנמצא בנקודות אלו יוותר שם, וגוף הנמצא בקרבת מקום ישנה מסלולו עד שיהיה בעל מסלול התואם את L4 או L5. התיאוריה של לגראנג' הוכחה היטב ב-1906 כאשר האסטרונום הגרמני מקס וולף גילה את האסטרואיד אכילס (588 Achilles), שהיה לגוף הידוע הראשון בקבוצת הטרויאנים.

בעוד קבוצת הטרויאנים מוגדרת כזו הנעה על מסלולו של צדק (כיום מוכרים למעלה מ-3,700 טרויאנים צדקיים), מדענים מחפשים גופים "טרויאנים" בנקודות לגראנג' L4 ו-L5 של כוכבי לכת אחרים. כיום מוכרים 6 טרויאנים בנקודת L4 של נפטון, 4 טרויאנים בנקודות L4 ו-L5 של מאדים, ושני ירחים בנקודות L4 ו–L5 במערכת שבתאי וירחו תטיס (Tethys). לכדור הארץ לא נצפו מלווים טרויאנים, אבל ענני אבק התגלו בנקודות - L4 ו–L5 של מערכת ארץ-ירח עוד ב-1961 (ענני קורדילווסקי).

על הבדלים פיסיקלים בין קבוצת הטרויאנים לאסטרואידים אחרים ראו למטה.

אסטרואידים קרובי-ארץ

מסלולים מייצגים לקבוצות אמור, אפולו ואטן ביחס למסלול הארץ.

רובם של האסטרואידים נמצאים בחגורה שבין מאדים לצדק, אבל יש מהם המתקרבים אל מסלולו של הארץ ועל-כן הם מכונים גופים קרובי ארץ (Near Earth Objects או בקיצור NEOs). קבוצה זו כוללת ארבע קבוצות: אמור (Amor), אפולו (Apollo), אטן (Aten) ואפוהייליי (Apohele). מסלולי הגופים של קבוצות אפולו ואטן חוצים את מסלולו של כדור הארץ, כאשר מחצית הציר הראשי (a), של האטנים קטנה מזו של הארץ, ואילו הערך התואם של קבוצת אפולו גדול ממחצית הציר הראשי של הארץ. במילים אחרות, בקירוב, את רוב זמנם מבלים האטנים בין הארץ לשמש, ואילו חברי קבוצת אפולו שוהים יותר ממחצית מזמנם מעבר למסלולו של כדור הארץ. האסטרואיד אפופיס, שיעבור במרחק קצר של כ-30,000 ק"מ מכדור הארץ ב-13 באפריל 2029, הוא אסטרואיד מקבוצת אטן. שתי הקבוצות האחרות אינן חוצות את מסלול הארץ, ומסלוליהן משיקים למסלולו: קבוצת אמור נעה במסלול חיצוני לזה של הארץ, כלומר ערך הפריהליון של הקבוצה גבוה מערך האפהליון של הארץ, ואילו קבוצת אפוהייליי נעה במסלול פנימי לזה של הארץ, כלומר ערך האפהליון של הקבוצה נמוך מערך הפריהליון של הארץ. קבוצת אפוהייליי היא למעשה תת קבוצה של האתנים, כאשר רק בראשית 2003 התגלה הגוף הראשון מקבוצה זו – 2003 CP20. שמה של הקבוצה, שמשמעותו "מסלול" בשפתם של בני הוואי, עדיין נתון לויכוח, שכן הוא לא ניתן לה על שמו של הגוף הראשון שהוגדר בקבוצה, כפי שנעשה בעבר עם (1221) Amor, (1862) Apollo ו-(2062) Aten. קבוצה נוספת שקיומה הוא היפוטתי בלבד היא הוולקנואידים (ראו גם: פרצסיה של הפריאפסיס). אסטרואידים אלו אמורים לנוע במרחב פנימי למסלולו של כוכב חמה שהינו יציב דינמית. גופים כאלו לא נמצאו עד היום, אך יש לציין שגילויים מסובך מאד בגלל קרבתם לאור השמש.

יש לציין כי הגדרתם של גופים קרובי ארץ נעשית על סמך רק חלק מאלמנטי המסלול המוגדרים במימד אחד בלבד – מחצית הציר הראשי (a) ערך הפריהליון (q) וערך האפהליון (Q). מכיוון שמסלוליהן של פלנטות קטנות וגדולות כאחד מצויים במרחב ולא במישור או על קו, ומוגדרים גם ע"י פרמטרים נוספים דוגמת נטיית המסלול (i) ועוד, הם אינם חוצים בהכרח את מסלול הארץ וייתכן והם עוברים מעליו. על-מנת לקבוע אילו מה-NEOs מסוכנים לכדור הארץ, הוגדרה קטגוריה נוספת של אסטרואידים מסוכנים פוטנציאלית (Potentially Hazardous Asteroid או בקיצור PHA). מרחקם המזערי של גופים אלו ממסלול הארץ עומד על 0.05 י"א (כ-7.5 מיליון ק"מ).

בטבלה הבאה מוצגות הקבוצות השונות של אסטרואידים קרובי ארץ.

קבוצות אסטרואידים קרובי-ארץ
קבוצה הגדרה מסלולית תיאור
אמור

(Amor)

a > 1 AU

1.017 < q < 1.3 AU

אסטרואיד קרוב ארץ שמסלולו חיצוני למסלול כדור הארץ ופנימי למסלול מאדים.

אפולו

(Apollo)

a > 1 AU

q < 1.017 AU

אסטרואיד קרוב ארץ שמסלולו חוצה את מסלול הארץ ורוב הזמן הוא חיצוני למסלול הארץ.

אטן

(Aten)

a < 1 AU

Q > 0.983 AU

אסטרואיד קרוב ארץ שמסלולו חוצה את מסלול הארץ ורוב הזמן הוא פנימי למסלול הארץ.

אפוהייליי

(Apohele)

Q < 0.983 AU

אסטרואיד קרוב ארץ שמסלולו פנימי למסלול הארץ.

וולקנואיד

(vulcanoid)

a < 0.387 AU

אסטרואיד קרוב ארץ שמסלולו פנימי למסלול כוכב חמה.

אסטרואידים מסוכנים פוטנציאלית

(PHA)

minimal orbital distance < 0.05 AU

אסטרואיד קרוב ארץ שמרחקו המזערי ממסלול הארץ נמוך מ-7.5 מליון ק"מ.

על מספרם של ה-NEOs ועל הבדלים פיסיקלים בין אסטרואידים קרובי-ארץ לאסטרואידים אחרים ראו בהמשך.

מקורם של גופים קרובי ארץ

מודלים דינמיים מראים כי מסלוליהם של אסטרואידים קרובי ארץ אינם יציבים ואורך החיים האופייני של מסלוליהם הוא כעשרה מיליון שנה. לאחר זמן זה הם מוצאים את מותם תוך התנגשות בשמש או בהתרסקות באחד מכוכבי הלכת הארציים (בעיקר כדור הארץ ונוגה) או לחילופין, הם נזרקים אל מחוץ למערכת השמש הפנימית. זמן זה קטן משמעותית מימי חייה של מערכת השמש (כ-4.5 מיליארד שנה), ואם זאת יש בנמצא עדויות לקיומם של אסטרואידים קרובי ארץ בכל תקופה ארוכה זו. עדויות אלו, בדמותם של מכתשים רבים על הארץ והירח, מוכיחות שעל-אף מותם "המהיר" של גופים אלו, הם ממשיכים לנוע בקרבתה של הארץ. מכאן ניתן להסיק, כי קיימת אספקה קבועה של אסטרואידים אל החלל במערכת השמש הפנימית. חגורת האסטרואידים מרובת הגופים היא "החשודה הראשונה" כספק של גופים אלו.

שיקולים דינמיים מסבירים היטב את האספקה הבלתי נדלית של אסטרואידים מהחגורה הראשית. המודל השלם ביותר כיום הוא של בוטקה ועמיתיו (2002) שהגדירו חמישה מקורות עיקריים וחישבו את יחסי התרומה שלהם לקהילת ה-NEOs (ראו טבלה) ואת התפלגות הפרמטרים המסלוליים המתקבלת ממקורות אלו:

  1. מסלולים הנמצאים בתהודה (Resonance) של 3:1 עם מסלולו של צדק. מקור זה נמצא במרכז חגורת האסטרואידים והוא חלק ממרווחי קירקווד.
  2. מסלולים הנמצאים בתהודה עם קו האורך של הפריהליון של שבתאי וערך האליפטיות של צדק. למעשה, מדובר במסלולים הנמצאים על הגבול הפנימי של חגורת האסטרואידים. בשפה המקצועית תהודה זו מכונה "תהודה סקולרית שישית (ν6)".
  3. מסלולים החוצים את מסלולו של מאדים. מכונים אסטרואידים חוצי מסלול מאדים (באנגלית: Mars Crossers או בקיצור MC).
  4. חגורת האסטרואידים החיצונית (a ≥ 2.8 יחידות אסטרונומיות). אזור זה כולל תהודות חזקות עם צדק (5:2, למשל).
  5. אוכלוסיית השביטים שבתוך מערכת השמש הכוללת בעיקר את משפחת השביטים של צדק (Jupiter Family Comets).

המודל של בוטקה ועמיתיו מהווה בסיס איכותי להשערות שונות בנוגע להתפלגות האלבדו, הסיווג הספקטרלי והמינרלוגיה של ה-NEOs. מתוך כך ניתן לחשב את גודלם ומסתם של ה-NEOs, ובצירוף מסלוליהם וכמותם המשוערת, ניתן גם להעריך את מידת הסכנה שהם מהווים לתושביו של כדור-הארץ.

מקורות לאסטרואידים קרובי-ארץ
מקור תרומה יחסית זמן חיים ממוצע כ-NEO במיליוני שנה
תהודה 3:1 עם צדק 23 ± 8% 2.2
תהודה סקולרית ν6 37 ± 8% 6.5
חוצי מסלול מאדים 25 ± 3% 3.8
חגורה חיצונית 8 ± 1% 0.14
שביטים 6 ± 4% 45

קנטאורים

קנטאורים (Centaurs) הם פלנטות קטנות הנמצאות במרחב שבין מסלולו של נפטון למסלול שבתאי (מרחקם הממוצע מהשמש נע בין 10 ל-30 יחידות אסטרונומיות). מספרם מועט יחסית ועומד על עשרות גופים בלבד. כנראה ומדובר ב-TNOs (ראו להלן) שנזרקו אל תוך מערכת השמש. מסלוליהם אינם יציבים והם ישארו במסלולים קנטאורים במשך כעשרה מיליון שנה ולאחר מכן יסולקו ממערכת השמש.

גופים מעבר לנפטון TNOs

גופים מעבר לנפטון (Trans Neptunian Objects או בקיצור TNOs) הם גופים קטנים הסובבים את השמש מעבר למסלולו של כוכב הלכת נפטון. גופים אלו מורכבים בעיקר מקרח ואבק ומעט חומרים סיליקטיים, ולכן הפיסיקה שלהם שונה מזו של האסטרואידים העשויים בעיקר מסיליקטיים וברזל. יחד עם זאת, יתכן שהחלוקה לגופי אבן וגופי קרח איננה חופפת לחלוקה "הגיאוגרפית": היום מוכרים מספר אסטרואידים לכאורה בחגורת האסטרואידים העשויים קרח, ומספר גופים בחגורת קייפר שצפיפותם גדולה מזו של קרח (1 גרם לסמ"ק) כלומר יש בהם גם סיליקטים רבים. ה-TNOs כוללים מספר תתי-קבוצות: גופי חגורת קויפר, פלוטינואידים, גופי הדיסקה המפוזרת, וגופי עננת אורט (וראו מאמרים מורחבים בנושא).


תכונות פיסיקליות של אסטרואידים

מספר האסטרואידים והתפלגות גודלם

האסטרואיד הראשון התגלה ב-1 בינואר 1801. בסופה של המאה ה-19 היו מוכרים כ-300 אסטרואידים ומספר קטן יותר של שביטים. השימוש בצילום בתצפיות אסטרונומיות והיכולת לצפות בזמן חשיפה ארוך כתוצאה מכך, הביאו לגידול משמעותי במספרן הידוע של הפלנטות הקטנות, שעמד על כ-10,000 בתום המאה ה-20. החל מ-1998 הוכנסו לשימוש מספר מצפי כוכבים אוטומטיים שמטרתם זיהוי ומיפוי של פלנטות קטנות, ובמיוחד של NEOs. מספר הגופים המוכרים עלה באופן דרמטי ובאביב 2009 הוא עומד על למעלה מ-350,000 גופים, שרובם המכריע מגלה אופי "אסטרואידי" (אין להם הילה או זנב). יותר מ-210,000 גופים מסך זה הם בעלי פרמטרים מסלוליים עם שגיאה נמוכה דיה כדי לחזות את מיקום הפלנטה הקטנה בעוד מאה שנים בדיוק רב ועל-כן הם ממוספרים במיספור סידורי (למשל 1 Ceres, האסטרואיד הראשון שהתגלה ב-1801, או סדנה (90377 Sedna) הגוף הראשון שהתגלה בעננת אורט הפנימית). שאר הגופים, מצוינים בכינוי זמני, הכולל את תאריך הגילוי ומספר סידורי (כמו 2002 CQ11). יש לציין שסטטיסטיקה שנעשית על הגופים הידועים תסבול מהטיית הנתונים לטובת הגופים הגדולים, הקרובים והבהירים ועל-כן יש לווסת את המידע המוכר עם מודלים המשערים "מספרי אמת".

הערכות שונות בנוגע למספרם האמיתי של האסטרואידים הועלו בשנים האחרונות בעקבות מספר סקרי שמיים. על-סמך תצפיות מה-Infrared Space Observatory הציעו Tedesco & Desert (2002) שחגורת האסטרואידים מורכבת מ-1.2 ± 0.5 מיליון גופים שקוטרם גדול מק"מ אחד. מתוך נתוני ה-SDSS (Sloan Digital Sky Survey), הסיקו Ivezić et al. (2001) כי המספר נמוך יותר ועומד על כ-670,000 גופים בלבד. בתיאור מתמטי, ניתן לתאר את מספר האסטרואידים כתלות בגודלם ע"י חוק חזקה שלילי (ככל שהאסטרואידים גדולים יותר כך מספרם מועט יותר). כלל האצבע מתאר התפלגות גדלים לפי: N ~ D-2.5

לפיכך, מסתמן כי המסה הכללית של האסטרואידים הינה כ-2.5 אחוז ממסת הירח, כ-1.824 גרם שהם כ-3 חלקי 10,000 ממסת כדור הארץ, או כ-7 חלקי 10 מיליון ממסת כל כוכבי הלכת או כמיליארדית ממסת השמש. שני המאגרים האחרים של הפלנטות הקטנות, חגורת קייפר ועננת אורט, מכילים לפי ההשערה כ-10-10 ו-1012 גופים בהתאמה, על-אף שכיום מוכרים רק כאלף גופים בחגורת קייפר, וגוף אחד בלבד בעננת אורט.

בקרב הגופים קרובי ארץ מוכרים כיום (סתיו 2009) קרוב ל-6,000 גופים כאשר ל-770 מהם בהירות פלנטרית מוחלטת של 18 ומטה (כלומר הם גדולים מק"מ אחד בהערכה גסה). כמעט מאה גופים הינם שביטים קרובי ארץ (Near Earth Comets - NECs). המודל הדינמי השלם ביותר המתאר גופים קרובי ארץBottke et al. (2002), מעריך כי מספרם של ה-NEOs להם בהירות מוחלטת של H < 18, עומד על 960 ± 120 גופים, כלומר כיום מוכרים כ-80% מהם. בהשלכה לגופים קטנים בעלי בהירות מוחלטת של H < 22 (מקביל לקוטר של כ-150 מטר ומעלה, בהערכה גסה), המודל מתאר קיומם של כ-24,500 ± 3,000 גופים.

צורות של אסטרואידים

האסטרואיד אידה, (243 Ida), והירח שלו דקטיל (Dactyl) כפי שצולמו ע"י החללית גלילאו (צילום: סוכנות החלל האמריקאית NASA). אידה הינו אסטרואיד מסוג S, השייך לקבוצת קורוניס. גודלו של אידה 56 על 24 על 21 ק"מ והוא מסתובב סביב צירו אחת ל 4 שעות ו 38 דקות. צפיפותו מוערכת ב 2.2 ל 2.9 גרם לסמ"ק. הירח של אידה דקטיל, גודלו 1.2 על 1.4 על 1.6 ק"מ.

מסתם הנמוכה של רוב האסטרואידים מאפשרת להם להתנגד לכח הכבידה ולהיות בעלי צורות אליפטיות ואסימטריות ולא כדוריות כמו הכוכבים וכוכבי הלכת. הצורה האליפטית מתבטאת בעקומות האור של האסטרואידים ואומתה גם בתמונות של חלליות מחקר דוגמת גלילאו, שצילמה את 951 Gaspra, את 243 Ida, והחללית NEAR-Shoemaker שצילמה את 253 Mathilde ואת 433 Eros ואף נחתה עליו. גם תצפיות מכ"ם חשפו צורות אליפטיות של אסטרואידים וביניהן 216 Kleopatra ו-1620 Geographos שלהם צורה כשל עצם לעיסה. ישנם גם אסטרואידים עגולי צורה (גם עם איננה מושלמת) כמו 1 Ceres ו-4 Vesta שקוטרם גדול ממאה ק"מ - החסם (בקירוב, כתלות בצפיפות החומר) בין גופים כדוריים לגופים אסימטרים.

על מנת לכמת באופן פשוט את צורות האסטרואידים, מגדירים אותם לרוב כאליפסואידים בעלי שלושה צירים b, a ו-c כאשר מתקיים התנאי a >> b >> c. רוב הגופים סובבים סביב הציר הקצר c, משום שכך הם זוכים במומנט התמד מרבי ושומרים על יציבות מקסימלית. צורתו של אסטרואיד נמדדת לרוב ע"י היחס בין הצירים של האלפסואיד a/b ו-b/c כאשר חסם מזערי עבור a/b נמדד לרוב מתוך המשרעת (A) של עקומת האור המחזורית המתקבלת מתוך תצפיות פוטומטריות פשוטות יחסית, לפי:

A = 2.5log(\frac{a}b )

סיבוב אסטרואידים סביב צירם

סיבובם של אסטרואידים סביב צירם (Spin Rotation) נחשף בקלות מתוך תצפיות פוטומטריות, כאשר שטח הפנים של הגוף המופנה אל הצופה משנה את בהירותו באופן מחזורי. תופעה כזו יכולה להתרחש בעקבות שינוי באלבדו או שינוי בגודל שטח הפנים הנובע מצורה אליפטית או אסימטרית. כיום ידועים זמני הסיבוב העצמי של יותר מ-2,500 אסטרואידים, מתוכם מאות של NEOs.

התפלגות אסטרואידים גדולים (קוטר גדול מ-40 ק"מ, לעומת אסטרואידים קטנים (קוטר קטן מ-5 ק"מ) מחגורת האסטרואידים. ההתפלגות המקסווליינית עבור זמן הסיבוב של הגופים הגדולים ביחס לגופים הקטנים נובעת מההיסטוריה רוויית ההתנגשויות שלהם. האסטרואידים הקטנים הושפעו ממכניזמים נוספים ולכן התפלגות הסיבוב שלהם שטוחה. מתוך Polishook & Brosch 2009.

מתוך זמני הסיבוב של אסטרואידים רבים ניתן ללמוד על מבנה, הרכב והתפתחות האסטרואידים במשך הזמן. התרשים משמאל מציג התפלגויות מנורמלות של אסטרואידים גדולים (קוטר גדול מ-40 ק"מ) למול אסטרואידים קטנים (קוטר בין 150 מ' ל-5 ק"מ) מחגורת האסטרואידים (התרשים מ-Polishook & Brosch 2009). מן התרשים עולה תמונה ברורה של התפלגות מקסווליינית עבור זמן הסיבוב של הגופים הגדולים ביחס לגופים הקטנים. התפלגות כזו מאששת את המחשבה שאת זמני הסיבוב הנוכחיים סיגלו לעצמם האסטרואידים הגדולים מתוך תהליכי התנגשות, כיאה להתפלגות מקסוול המתקבלת עבור חלקיקי גז המצויים במצב של שיווי משקל. לעומת זאת, ניתן לראות כי התפלגות סיבובם של האסטרואידים הקטנים איננה מקסוולינית אלא בעלת תבנית שטוחה יותר. מכאן תעלה ההשערה שמלבד התנגשויות קיים מנגנון נוסף הקובע את זמני הסיבוב של האסטרואידים הקטנים. לאסטרואידים קרובי-ארץ התפלגות סיבוב עצמי הדומה לזו של האסטרואידים הקטנים מחגורת האסטרואידים. מכיוון שאסטרואידים קרובי-ארץ זהים בגודלם לאסטרואידים הקטנים (קוטר של עד 5 ק"מ) ניתן להסיק שהמנגנון הנוסף הוא תלוי גודל האסטרואידים ולא קשור להתנגשויות (אסטרואידים קרובי-ארץ נעים במסלולים שאינם צפופים כמו בחגורת האסטרואידים).

ייתכן ואותו מנגנון המשפיע על זמני הסיבוב העצמי של האסטרואידים הינו תוצר של תופעת YORP (על-שמם של Yarkovsky – O'Keefe – Radzievskii – Paddack). קרני השמש מחממות את הגוף באופן לא סימטרי בגלל צורתו, כך שגם החום נפלט ממנו בצורה לא סימטרית ובפעולת "רתע" זו משתנה התנע הזוויתי של הגוף והוא מגדיל, או מקטין (בהתאם לכיוון הסיבוב שלו), את תדירות הסיבוב העצמי ω (תופעה זו קשורה לתופע יארקובסקי שלפיו החימום האסימטרי נובע בגלל סיבובו העצמי של הגוף – הצד של "אחר-הצהריים" חם יותר מצד "הבוקר"). הזמן האופייני לתופעה זו תלוי בפרמטרים רבים בהם קוטר הגוף, המרחק מן השמש בריבוע, צורת האסטרואיד, קצב איבוד החום מפניו ועוד. בעיקרון, גופים קטנים יושפעו יותר מ-YORP וכמוהם גופים הקרובים אל השמש, גופים אליפטיים ואסימטריים וכו'. עד היום נמדדו ארבעה אסטרואידים שמהירות סיבובם הואצה ע"י תופעת YORP.

קוטר האסטרואידים לעומת קצב סיבוב סביב צירם. אסטרואידים הגדולים מ-150 מטר לא נעים מהר יותר מגבול של כ-2.2 שעות, המכונה "גבול ערמת החצץ".

עובדה מעניינת נוספת הנלמדת מזמני הסיבוב של האסטרואידים הינה גבול תחתון לזמן הסיבוב של גופים גדולים העומד על כ-2.2 שעות. אסטרואיד שאיננו גוש אחיד (Monolith) ואיננו מחזיק את עצמו בעזרת חוזק מתיחה בלבד אלא ע"י כוח הכבידה, יתפרק במידה ויסתובב מהר יותר מהחסם Pmin לפי:

Pmin = \frac{3.3}\sqrt{\rho} \sqrt{\frac{a}b}

כאשר ρ הוא צפיפות הגוף, ואילו a/b הוא יחס צירי הגוף. מכיוון שגבול זה נמדד בתצפיות (ראו תרשים משמאל), ייתכן והוא מלמד כי אסטרואידים רבים מאד הינם אוסף של חלקיקים הנעים כגוף אחד בזכות כוח הכבידה שהם מפעילים זה על זה. מבנה כזה מכונה "ערמת חצץ " (Rubble Pile) וכיום הוא מהווה מודל מרכזי בהבנת טבעם של האסטרואידים. ייתכן וגופים כאלו, שהסתובבו במהירות רבה מדי, התפרקו למערכת כפולה, משולשת וכדומה. ההתפרקות והתרחקות החלקים זה מזה מקטינה את התנע הזוויתי, כאשר החלקים ממשיכים לנוע סביב מרכז המסה. כמעט מאתיים מערכות כפולות כאלו נצפו בקרב אסטרואידים כאשר המרחק בין חברי כל צמד הינו קטן יחסית, עובדות התומכות ברעיון שהמדובר בגוף אב במבנה של ערמת חצץ שהתפרק ולא בגופים שנלכדו זה בכבידתו של זה.

על-אף החסם Pmin, נצפו אסטרואידים הסובבים במהירויות הקטנות משעתיים, כאשר השיאנים הם שני גופים ממשפחת אפולו 2000 DO8 ו-2000 WH10 המשלימים סיבוב אחד תוך פחות מ-80 שניות. גופים אלה, הקטנים מ-300 מטר, אינם היחידים מקבוצת ה-NEOs הסובבים במהירות: כ-14% מקבוצה זו הם בעלי מחזור סיבוב של שעתיים ומטה. לעומתם, רק כ-2 עשיריות האחוז מגופי חגורת האסטרואידים סובבים במהירויות דומות. גם כאן, הטייה תצפיתית כנגד מדידת גופים קטנים במרחק גדול מהארץ מאפשרת הבדלים סטטיסטיים אלו. הגורם למהירויות הסיבוב הגבוהות בקרב ה-NEOs יכול להיות תופעת ה-YORP, שהרי מדובר בגופים קטנים הקרובים לשמש שרגישים יותר לתופעה זו. לחילופין, המהירות הגבוהה יכולה להיות תוצא של התנגשות אלסטית בגוף קטן אחר, המשנה משמעותית את התנע הזוויתי של אסטרואיד קטן. מדידות של זמני סיבוב עצמי עבור גופים קטנים בחגורת האסטרואידים יכולות לספק תשובה לגבי מידת ההשפעה של תופעת YORP לעומת התנגשויות.

מלבד אסטרואידים מהירי סיבוב מוכרים גם גופים איטיים למדי. זמנים אופייניים נעים בין מספר ימים ארציים ומגיעים גם לשיא של 17.4 ימים עבור 253 Mathilde ו-50 ימים עבור 288 Glauke. גם בקרב ה-NEOs נראים גופים איטיים כגון גופי אמור 3691 Bede או 3102 Krok המשלימים הקפה אחת ב-9.45 וב-6.23 ימים בהתאמה. בסך הכל, כ-15% אחוזים הן מגופי חגורת האסטרואידים והן מה-NEOs נעים בקצב של 20 שעות לסיבוב ומעלה, כך שייתכן והמנגנון המאפשר סיבובים איטיים איננו רגיש למרחק מן השמש או לגודל האסטרואיד והוא תוצר של תופעה אחרת.

סיווג ספקטרלי

מתוך נתוניהם הפוטומטריים של האסטרואידים, ניסו מדענים לאורך שנים רבות למיינם לקבוצות, מעבר לחלוקתם "הגיאוגרפית" במערכת השמש. כבר בשנות העשרים של המאה העשרים, נמצא כי לאסטרואידים צבעים שונים, והחל משנות החמישים החלו מחקרים לבדוק באופן שיטתי את הצבעים של אסטרואידים רבים דרך מסנני UBV. זלנר הבחין בדואליות בצבעי B-V הקיימת במקביל לדואליות בערכי האלבדו של האסטרואידים. ב-1975 צ'פמן ועמיתיו היו הראשונים שכינו בשם את שתי הקבוצות: סוג S, מלשון אסטרואידים אבניים (Stony) בהירים; וסוג C, מלשון אסטרואידים פחממניים (Carbonaceous) אפלים. ההתקדמות בשיטות התצפית והשימוש בצבעים באורך גל צר יותר ובספקטרוסקופיה בעלת רזולוציה טובה יותר, כמו תצפיות בתחום האינפרא-אדום וגלי רדיו ועריכה של מדידות פולרימטריות, איפשרו להרחיב את מסד הנתונים ולהוסיף משתנים נוספים בעזרתם מוינו האסטרואידים לקבוצות השונות. זלנר וגארדיי הגדירו קבוצות נוספות עם שיפוע לינארי מתון בספקטרום: אסטרואידים מסוג M, או אסטרואידים ברזליים (Metalic), עם ערכי אלבדו בינוני, שהובחנו כעשירים במתכות ברזל וניקל, ואסטרואידים מסוג E, או אסטרואידים אנסטיטיים , עם אלבדו גבוה, בעלי דמיון למטאוריטים אנסטיטיטיים (Enstatites). סיווגים אחרים הוסיפו קבוצות נוספות: אסטרואידים מסוג D, מסוג F ומסוג P, הם גופים עם אלבדו נמוך, ואסטרואידים מסוג A, זוהו במסנני JHK כבעלי צבע אדום במיוחד.

הסיווג השלם ביותר שנעשה בו שימוש נרחב עד היום (וראו טבלה) הוא סיווג האסטרואידים של דיוויד ת'ולן (Tholen), שהוגדר לפי 405 גופים שנצפו במערכת של שמונה מסננים (פרויקט ECAS). בהליך הסיווג השתמש ת'ולן גם בנתוני אלבדו ליותר מ-200 גופים שחפפו לנתונים הפוטומטריים. ת'ולן בנה את הסיווג שלו על בסיסם של סיווגים קודמים ובנה מערכת מודלרית שקל להשתמש בה ולהוסיף לה ערכים חדשים. ת'ולן הגדיר מחדש את הקבוצות הקיימות S, C, D, F ו-A, והוסיף קבוצות חדשות B, G ו-T. הרזולוציה של ECAS לא אפשרה להבדיל בין הספקטרום של הקבוצות E, M ו-P, ות'ולן סיווג אותן לפי האלבדו בלבד. כאשר ערך האלבדו לא היה בנמצא, האסטרואידים כונסו לקבוצת-על X ת'ולן הגדיר שלוש קבוצות נוספות לשלושה אסטרואידים עם ספקטרום מיוחד: V ל-4 Vesta, R Q ל-349 Dembowska ו-Q ל-1862 Apollo. בעשרים השנים שחלפו מאז הציע ת'ולן את שיטת הסיווג שלו נוספו עוד גופים לשלוש קבוצות ייחודיות אלו: גופי V החדשים שזוהו על-סמך הספקטרום שלהם, הם גם בעלי פרמטרים מסלוליים הדומים לזה של 4 Vesta ובכך הם מהווים גם קבוצה מסלולית. גופי Q, שלא נמצאו כמותם בחגורת האסטרואידים, מהווים כ-25 אחוזים ממשפחת ה-NEOs, עובדה המצריכה הסבר מינרולוגי (בהמשך).

סיווג של ספקטרום החזרה של אסטרואידים ל-26 קבוצות לפי באס (Bus & Binzel 2002). בעיקרון, ספקטרום מימין יהיה עם שיפוע רצף גבוה יותר וספקטרום בתחתית התרשים יהיה בעל אזור בליעה עמוק יותר באורך גל של אחד מיקרון. הקבוצות בתחתית משתייכות לקבוצת העל S (אבניים), משמאל למעלה לקבוצת העל C (פחממניים), ומימין למעלה לקבוצת העל X (קבוצת ביניים).

מחקר ספקטרלי ברזולוציה טובה בשם SMASS (Small Main belt Asteroid Spectroscopic Survey) שנעשה ע"י R. P. Binzel מ-MIT, הביא את הדוקטורנט שלו S. J. Bus, להציע סיווג ספקטרלי חדש המבוסס אך ורק על מבנה הספקטרום, מיקומם ועומקם של קווי הבליעה, וללא שימוש בערכי אלבדו וצבעים (Bus & Binzel, 2002). עם זאת, הסיווג של באס ובינזל אינו מנותק מהסיווגים הישנים ונבנה גם הוא על בסיסם של שלוש הקבוצות העיקריות S, C ו-X. שלוש קבוצות-על אלו מתחלקות לסיווגי משנה, הכוללות חלק מהקבוצות הישנות (A, B, D, Q, R, T ו-V) והן קבוצות חדשות כמו Sq, Cb או Xc, המהוות מצב ביניים בין הקבוצות השונות תוך כדי שמירת מאפיינים ברורים ביניהן. ההבדל המשמעותי מהסיווג של ת'ולן הוא ההתייחסות לקבוצת X. בעוד שת'ולן השתמש בערך האלבדו כדי למיין את חברי הקבוצה בין E, M או P, באס ובינזל השתמשו בחלוקה פנימית אחרת: X, Xe, Xc ו-Xk. קבוצות F ו-G של ת'ולן שנבדלות בצבען בתחום של אורכי גל גבוהים שמחוץ לתחום של SMASS, הוכנסו לקבוצת העל C, והוחלפו ב-B, C, Cb, Cg, Ch ו-Cgh. חלוקות אלה של באס ובינזל אינן תואמות בהכרח לחלוקה הפנימית של ת'ולן. תיאור מתומצת היטב של 26 הסיווגים של באס ובינזל וההבדלים הספקטרלים ביניהם ביחס לסיווג של ת'ולן, מופיע בטבלה הבאה. התרשים משמאל (Bus & Binzel, 2002), מראה את תבניות הספקטרום עבור הסיווגים השונים בצורה גרפית.

שכיחות האסטרואידים בקבוצות השונות מתוארת באופן קלאסי, לפי מחקרי שנות השבעים של המאה העשרים, לפי החלוקה הבאה: כ-75% מהגופים משוייכים לקבוצת העל C, כ-15% לקבוצת העל S, והשאר נחלקות בין X לקבוצות הנדירות יותר (D, L, O, T וכו'). אם זאת, יש להדגיש שהמדובר בהערכה בלבד שבאה לכפר על ההטייה התצפיתית כנגד הגופים האפלים (מקבוצת העל C וכדומה) שמחזירים את אור השמש בעוצמה הנמוכה פי 4 לערך מהגופים הבהירים.

שכיחות הקבוצות השונות כפונקציה של מיקומן הגיאוגרפי (ראו תרשים משמאל) מלמדת כי קבוצות שונות נוטות להתרכז במקומות מסוימים במערכת השמש: בעוד הקבוצות הבהירות S, E ו-R נמצאות בחלק הפנימי של חגורת האסטרואידים, קבוצה C מגיעה לשיא בחלק המרכזי והחיצוני של החגורה. שכיחותן של שתי קבוצות נוספות ואפלות גם הן, D ו-P, זוכה לשיא בצידה החיצוני של החגורה ומעבר לה באזורי משפחות הילדה והטרויאנים. שכיחות גיאוגרפית זו מלמדת בעיקר על תקופת היווצרה של מערכת השמש ועל תהליכים שונים שהתרחשו בטבעות שונות בדיסקתה.

סיווג ספקטרלי של אסטרואידים
הרכב סיווג ת'ולן סיווג באס תיאור ספקטרלי מסלולים עיקריים
סלעיים-מתכתיים S S שיפוע ספקטרלי בינוני חגורת האסטרואידים הפנימית
פחמניים C C ללא שיפוע ספקטרלי

אלבדו נמוך

חגורת האסטרואידים החיצונית
מתכתיים M X שיפוע ספקטרלי בינוני חגורת האסטרואידים הפנימית
מתכתיים E X שיפוע ספקטרלי בינוני

אלבדו גבוה

חגורת האסטרואידים הפנימית
סלעיים R R שיפוע ספקטרלי בינוני חגורת האסטרואידים הפנימית
סלעיים V V שיפוע ספקטרלי בינוני חגורת האסטרואידים הפנימית

שברים מהאסטרואיד הגדול Vesta

סלעיים Q Q שיפוע ספקטרלי גבוה מסלולי אסטרואידים קרובי ארץ

מינרלוגיה של אסטרואידים

חשוב להדגיש כי הסיווג הספקטרלי של אסטרואידים איננו תואם בצורה חד חד ערכית למינרלוגיה שלהם, מכיוון שהסיווגים השונים נעשים ברזולוציות ספקטרליות נמוכות ועל תחומי אורכי גל קטנים מדי כדי לזהות במדויק קווי בליעה מסוימים של המינרלים השונים. לפירוקסין ואוליבין למשל, שהם מינרלים סיליקטיים מכילי מתכות שכיחים מאד, יש קווי בליעה מעבר לאורך גל של 1 מיקרון, בתחום האינפרא אדום הקרוב ורק מצפי כוכבים מעטים מסוגלים לצפות בו. בהירותם הנמוכה של רוב האסטרואידים מצריכה מיפתח טלסקופי רחב למדי כדי לבחון אור בהפרדה ספקטרלית גדולה מספיק, עובדה המקטינה את כמות התצפיות האפשריות.

יחד עם זאת, מחקרים הראו התאמות מסוימות בין סיווג ספקטרלי למינרלוגיה ובין ספקטרום של אסטרואידים לזה של מטאוריטים (שהמינרלוגיה שלהם ידועה). החלוקה הבסיסית היא בין גופים ראשוניים, אסטרואידים פרמיטיבים (Primitive), לגופים שעברו התכה מגמתית ומכונים אסטרואידים געשיים (Igneous). חוקרים נוספים מגדירים קבוצה שלישית של גופים אסטרואידים מותמרים (Metamorphic).

בעבר, טען החוקר מייקל גאפי שהקבוצות C, B, F, G, T, D, P ו-K הם גופים פרימטיביים המכילים שיעור ניכר של מינרלים נדיפים והתואמים למטאוריטים הקונדריטים (Chondrites) מקבוצות שונות (Charbonaceous, Ordinary ו-Enstatites), ואילו הקבוצות S, M, E, A, V ו-R מכילות גופים געשיים המתאימים לקבוצת המטאוריטים הברזליים (Irons), האבניים-ברזליים (Stony-Irons) והאקונדריטים (Achondrites). מעניינת במיוחד ההבדלה שערך גאפי בין קבוצת S לבין הקונדריטים הרגילים, על רקע השוני בספקטרום שלהם ולמרות העובדה שהמקור האסטרואידלי הדומה ביותר למטאוריטים הקונדריטים הינו קבוצת S. למרות הבדלה זו של גאפי, עולה כיום הטענה (וראו סיכום אצל קלרק צ'פמן: Chapman, 2004) כי קבוצת S היא היא המקור למטאוריטים מסוג הקונדריטים הרגילים וההבדל הספקטרלי ביניהם נובע מתופעת הבלייה החללית (Space Weathering).

הבלייה החללית מתארת השפעה של מספר גורמים על שטח הפנים של גופים חסרי אטמוספרה דוגמת הירח או האסטרואידים. הפצצות של מיקרומטאוריטים ופגיעה של רוח השמש וקרינה קוסמית באדמת הגופים גורמת לשחיקת החומר ובהתאמה לשינוי הצבע והספקטרום של פני הגוף לכיוון האדום. לפי התיאוריה המוצעת כיום, בלייה חללית כזאת השאירה את חותמה במשך מאות מליוני שנים על גופי חגורת האסטרואידים. כתוצאה מכך, קיבלו הגופים הסיליקטיים שביניהם ספקטרום בסגנון קבוצת S. כאשר מי מגופים אלה התפרק כתוצאה מהתנגשויות, הגוף הקטן שנפרד ממנו מציג שטח פנים טרי ועל-כן הספקטרום שלו איננו דומה לזה של S אלא לספקטרום של הסיווג Q. גופים קטנים כאלו נראים בעיקר בקבוצת הגופים קרובי ארץ, שם הם מהווים כ-25% מסך הגופים שנמדדו. מעבר לכך, זוהתה תלות של הסיווג S או Q בגודל האסטרואיד: גופים בגודל של כ-100 מטרים הוגדרו כולם כ-Q, ככל שהגופים גדולים יותר היחס בין Q ל-S קטן עד שבגודל של כ-5 ק"מ הוגדרו כל הגופים כ-S. בהנחה שככל שגוף קטן יותר כך הוא צעיר יותר, ניתן להניח שגופי S הינם גופי Q שעברו שחיקה בתהליך של בלייה חללית, והם כן המקור ל-NEOs רבים. בנוסף, הדמיון בין הספקטרום של קבוצת Q לזה של המטאוריטים מסוג הקונדריטים הרגילים, עונה על חידת מקורם האבוד של מטאוריטים אלו, ותואם לשיעור הגבוה של קבוצת Q בקהילת ה-NEOs.

מחקר של אסטרואידים

שיטות חיפוש וגילוי

חוק טיטיוס-בודה והמשטרה השמימית

לאחר גילויו של אורנוס ב-1781, ולאחר שהתברר שמרחקו מהשמש מקיים את חוק טיטיוס-בודה (עבור 6=n) יכלו האסטרונומים של התקופה למלא את החסך המרכזי בטבלה של 3=n, ולהציע אפשרות לקיומו של כוכב לכת לא ידוע נוסף במרחק צפוי של 2.8 י"א מהשמש. תוכנית פעולה למציאת כוכב הלכת ההיפותטי נהגתה בעיר ליליאנתל (Lilienthal) ע"י 6 אסטרונומים גרמנים בהנהגתו של הברון פרנץ' אקסווייר. אל הקבוצה, שכינתה עצמה "משטרת השמים", הצטרפו 18 אסטרונומים למה שנהיה שיתוף הפעולה התצפיתי הבינלאומי הראשון בהיסטוריה. כל אחד מ-24 השותפים קיבל לידיו אזור אחד בשמים הצמוד למישור המילקה, והיה אמור, בעזרת הטלסקופ, לחפש אחר כוכבים חדשים שתנועתם מהירה הרבה יותר מתנועתם של שאר גרמי השמים. הפרויקט של משטרת השמים יצא לדרך אבל המזל האיר פנים דווקא לאסטרונום חובב מסיציליה, המתמטיקאי ג'וזפה פיאזי. בערב האחד בינואר 1801, עסק פיאזי בעידכון קטלוג כוכבים בעזרת טלסקופ 5 האינץ' שבמצפה הכוכבים שבפלרמו וזיהה גוף חדש שלא היה מוכר קודם לכן. אבל ההפתעה האמיתית הייתה בימים הבאים כאשר לפיאזי התברר שהגוף החדש נע במהירות יחסית לשאר הכוכבים. בתחילה חשב פיאזי שהוא זיהה שביט חדש אבל "...מכיוון שהוא איננו מלווה בעננה ומעבר לכך, מכיוון שמהירותו קטנה (יחסית לשביט) וקבועה למדי, עלה בדעתי מספר פעמים שייתכן ומדובר במשהו טוב יותר משביט." מתוך מדידותיו של פיאזי נמצא כי מרחקו של הגוף אל השמש הינו 2.77 י"א – מספר קרוב ביותר ל-2.8 י"א – שהוא התוצאה של חוק טיטיוס-בודה עבור n=3. הנה כי כן, נמצאה האבדה וכוכב לכת חדש התגלה לאנושות. פיאזי כינה אותו קרס (Ceres) על שמה של אלת הפריון והפטרונית של סיציליה ודומה היה שהבעיה בחוק טיטיוס-בודה נפתרה סופית.

פיאזי עקב אחר הגוף המסתורי עד אמצע פברואר, אז נפל למשכב, והכוכב החדש נעלם מעיניהם של האסטרונומים. אבל, בעוד החוקרים ניסו לגלות את קרס מחדש נמצאו גופים נוספים: פאלאס (Pallas) ב-1802, ג'ונו (Juno) ב-1804 ווסטה (Vesta) ב-1807. העובדה המפתיעה עבור שלושת הגופים הללו הייתה שמרחקם הממוצע מן השמש דומה מאד לזה של קרס. כלומר ארבעה כוכבי לכת חדשים הם בעלי מסלולים הקרובים זה לזה ומצוינים ב-n=3 בחוק טיטיוס-בודה, עובדה המקשה על הגדרתם ככוכבי לכת. מכיוון שבתצפיות באותה התקופה הם נראו כגופים נקודתיים כמו הכוכבים ולא כגופים דיסקתיים דוגמת הפלנטות, כינה אותם ויליאם הרשל דמויי-כוכבים, ובלטינית: אסטרואידים.

צילום ומיצמוץ

גילויים של אסטרואידים חדשים נפסק למשך 38 שנים, עקב אי התעניינות בנושא, ומחסור בטלסקופים גדולים מספיק כדי לזהות את האסטרואידים החיוורים. רק ב-1845 גילה האסטרונום קארל הנקה (Karl Hencke) אסטרואיד נוסף, לאחר 15 שנים של חיפושים, ומאז ואילך התגלו אסטרואידים נוספים בקצב הולך וגובר. התקדמות בטכנולוגיה התצפיתית שכללה שימוש במצלמות הביאה לעלייה משמעותית במציאתם של גופים חדשים. ב-1891 החל האסטרונום הגרמני מקס וולף (Max F. Wolf) לחפש אסטרואידים בתמונות שצולמו בזמן חשיפה ארוך. האסטרואידים נראו בתמונות אלו כשובלים של אור, כך שמציאתם של הגופים הייתה קלה מתמיד. שיטתו של וולף, שהיה פורץ דרך בתחום הצילום האסטרונומי, הכניסה משב רוח מרענן לחקר האסטרואידים. הוא עצמו גילה 248 גופים חדשים, כאשר רק כ-320 אסטרואידים היו ידועים עד לתקופתו.

שיטה נוספת לגילוי פלנטות קטנות בה נעשה שימוש רב במאה העשרים הייתה שיטת המצמוץ (Blinking). בשיטה זו משתמשים בשתי תמונות או יותר של אותו השדה, שצולמו בהפרש זמן של כשעה, ומחליפים ביניהן במהירות כך שנוצרת אשליה של סרט. אסטרואיד או שביט המופעים בשדה בזמן התצפית נראים כנעים על רקע תמונת הכוכבים הקבועה וגילוים נעשה פשוט למדי. בדרך זו נמצאו אלפי פלנטות קטנות חדשות לאורך המאה העשרים. עם תחילת השימוש במצלמות CCD ובמחשבים, טכניקות המצמוץ נעשו פשוטות יותר לצייד האסטרואידים ולא הצריכו ציוד מכני מיושן.

תרומת החובבים והמצפים האוטומטיים

המודעות לסכנה של פגיעת פלנטה קטנה בכדור-הארץ הביאה מדענים לערוך סקרי שמים מקיפים על מנת לזהות ולמפות אסטרואידים ושביטים קרובי ארץ ולנטר את סכנתם הפוטנציאלית. לשם כך החל השימוש במצפים אוטומטיים ב-1998. מצפים אלו מזהים תנועה של גופים חדשים בסדרת תמונות מאותו השדה בעזרת תוכנת מחשב, כאשר למעשה מדובר בשיטת המצמוץ ללא הצורך בעיניים אנושיות. מצפי הכוכבים האוטומטיים מיועדים אך ורק למציאת פלנטות קטנות וכך שאין פלא שבשנים בודדות הם העלו את מספר האסטרואידים הידועים מאלפים בודדים ליותר מכ-200,000 גופים, מספר הממשיך לגדול במהירות. סקר שמים בולט בתחום זה הינו LINEAR (השייך למעבדות לינקולן שבניו-מקסיקו), שזיהה עד כה מעל ל-50,000 אסטרואידים שונים. סקר אוטומטי זה משתמש בשני טלסקופים עם מראות בקוטר של מטר אחד ועוד טלסקופ עם מראה בקוטר של חצי מטר לצורך תצפיות מעקב. הגלאים בהם נעשה שימוש הם גדולים יחסית (2000x2500 פיקסלים), ומאפשרים צילום של שתי מעלות רבועות. זמן הקריאה המהיר של הגלאים מאפשר תצפית בשדות רבים כך שניתן לכסות מספר פעמים את כל השמים הנראים מניו-מקסיקו בתקופה קצרה. סקרים חשובים נוספים האחראים על אלפי גילויים אחרים הינם LONEOS במצפה הכוכבים ע"ש לוול שבאריזונה, NEAT של JPL, סקר השמים של קטלינה (שמשתמש בטלסקופים באריזונה, שבדיה ואוסטרליה), והמצפה האירופי הדרומי שבלה-סייה (La-Silla), צ'ילה. גם אסטרונומים חובבים רבים משתתפים בחיפוש וגילוי של אסטרואידים בעזרת מערכות ביתיות, אוטומטיות ומתוחכמות. במצפה הכוכבים ע"ש וייז של אוניברסיטת ת"א נערך סקר שמים (TAVAS – Tel Aviv Variables Astronomical Survey ) שזיהה גם הוא אסטרואידים חדשים.


מחקר פוטומטרי

עקומת האור של האסטרואיד קרוב הארץ 1999JD6 היא דוגמה סטנדרטית לעקומות אור של אסטרואידים. שני השיאים בבהירות מתקבלים כאשר האסטרואיד מפנה אל הצופה את שני הצדדים הרחבים שלו. תבנית השינוי בבהירות חוזרת על עצמה עם סיבוב האסטרואיד סביב צירו. מתוך Polishook & Brosch 2008.

אור השמש המוחזר מפני האסטרואידים חושף עליהם מידע רב:

  • לאסטרואידים צורה אליפסואידית (דוגמת תפוח-אדמה) ועל-כן, תוך כדי סיבובם העצמי הם מפנים אל הצופה שטח פנים הגדל או קטן באופן מחזורי. הצגת בהירות האסטרואיד כפונקציה של הזמן הינה גרף מחזורי. העקומה המחזורית (המכונה "עקומת אור" – lightcurve) מאפשרת חישוב זמן הסיבוב העצמי של האסטרואיד והערכת צורתו.
  • תצפיות פוטומטריות הנעשות לאורך תקופה ארוכה שבמהלכה משתנה זווית הראייה של האסטרואיד מכדור הארץ מאפשרות ללמוד את כיוון הסיבוב שלו (Prograde או Retrograde) ואת זווית וכיוון ציר הסיבוב שלו. פרמטרים אלו מלמדים על ההיסטוריה של האסטרואיד ועל התהליכים הפיסיקלים שעבר כמו התנגשויות, תופעת YORP ועוד.
  • אסטרואידים כפולים או אסטרואידים עם ירחים, מתגלים לעיתים ע"י זיהוי של ליקויים בעקומות אור של אסטרואידים. ידיעת הפרמטרים של לווינו של האסטרואיד מאפשרת ללמוד על צפיפות החומר, ההרכב והמבנה של האסטרואיד ללא צורך בשליחה של חללית מחקר.
  • שימוש בפילטרים או במערך ספקטרוסקופי מאפשר ללמוד על המינרלוגיה שעל פני השטח של האסטרואיד.
  • תצפית בתחום התת-אדום מאפשר ללמוד על מידת החזרת האור של האסטרואיד (אלבדו) ע"י מדידת היחס בין הקרינה המוחזרת (באור נראה) לקרינה הנבלעת שנפלטת לאחר מכן כקרינה תת-אדומה. ידיעת האלבדו מאפשרת לחשב נכונה את גודלו של האסטרואיד.

חלליות מחקר

בשני העשורים האחרונים החלו חלליות מחקר להגיע לקרבת אסטרואידים מסוימים, לחקור אותם ואף לנחות עליהם:

  • גלילאו - בדרכה לצדק צילמה החללית גלילאו מקרוב את האסטרואידים גספרה ואידה. גלילאו סיפקה אישור לצורתם המוארכת, מצאה עליהם מכתשים, וגילתה לווין סביב אידה.
  • ניר-שומכר - מטרת החללית היתה האסטרואיד קרוב הארץ ארוס. לאחר הקפתו של האסטרואיד וחקירתו ממסלול, נחתה ניר-שומכר על פני השטח, בהתרסקות "עדינה".
  • היאבוסה - חללית מחקר יפנית שחקרה את האסטרואיד קרוב הארץ איטוקווה. החללית מדדה את צפיפות האסטרואיד והוכיחה שהוא נקבובי עם מבנה של "ערמת חצץ". היאבוסה "דילגה" על-פני השטח של איטוקווה ולקחה עימה שברי אסטרואיד (בעיקר גרגירי אבק) במסעה חזרה אל כדור-הארץ. החללית נחתה במדבריות אוסטרליה ביוני 2010. החלקיקים שהובאו מאיטוקאווה נבדקים כעת במעבדות ביפן.
  • רוזטה - בדרכה של השביט צ'וריומוב-גראסימנקו, חלפה רוזטה בסמוך לאסטרואיד לוטטיה, שהוא האסטרואיד הגדול ביותר שצולם מקרוב, עד היום.
  • דואן (Dawn) - חללית מחקר שעושה את דרכה אל וסטה (2011-2) ואל קרס (2015).
  • ניו-הוריזון - חללית מחקר שעושה את דרכה אל פלוטו ואל גופי חגורת קייפר.

שמות של אסטרואידים

למגלה של האסטרואיד ניתנת הזכות לכנות אותו בשם. בתחילת המאה ה-19, השמות שניתנו ע"י האסטרונומים היו המשך ישיר לכינויי כוכבי הלכת – שמות דמויות מן המיתולוגיה היוונית והרומית. כך קרס (1 Ceres) הינה אלת הפריון וגם הפטרונית של סיציליה (משם התגלה האסטרואיד), ג'ונו (3 Juno) היא אשתו של יופיטר (המקבילה להרה היווניה), איריס (7 Iris) היא אלת הקשת בענן וארוס (433 Eros) הוא אל האהבה (המקביל לקופידון). כאשר הסתיים מאגר השמות היווני-רומי, עברו האסטרונומים למיתולוגיות אחרות, כמו המיתולוגיה הנורדית (3989 Odin), המצרית (3199 Nefertiti) והיהודית (511 Davida ו-592 Bathseba). התעצמות הרגשות הלאומיים במחצית המאה ה-19 הביאה אסטרונומים לכנות אסטרואידים בשם ארצותיהם (241 Germania, 1112 Polonia, ו-1132 Hollandia) ועריהם (787 Moskva, 7079 Baghdad, ו-8837 London). עם התקדמותה של המהפכה המדעית לקראת סוף המאה ה-19 כיבדו האסטרונומים את המדעים עצמם כשמות לאסטרואידים (כמו 227 Philosophia, 1154 Astronomia או 566 Stereoskopia), את האוניברסיטאות בהם למדו (508 Princetonia, 736 Harvard) ואת המדענים מהם למדו (1134 Kepler, 1000 Piazzia). מגלי האסטרואידים מצאו את מתן השמות כדרך חביבה להנציח את עצמם, כך שכיום רוב האסטרואידים שלהם שמות מכונים על-שמם של אסטרונומים (מתים ופעילים כאחד) כמו 827 Wolfiana, על-שמו של מקס וולף (מהראשונים שהשתמשו במצלמות לגילוי אסטרואידים), 989 Schwassmannia, על-שמו של ארנולד שווכסמן (מגלה שביטים ידוע), או 3255 Tholen, על-שמו של דייב ת'ולן, אסטרונום פעיל מהוואי שסיווג האסטרואידים שלו הוא אבן ייסוד בחקר הפלנטות הקטנות. יקיריהם של האסטרונומים הונצחו גם הם כך שאסטרואידים רבים מכונים בשמותיהם של נשים, בעלים, חברות, וילדים של. כמובן, שגם דמויות ידועות מהתרבות המודרנית, אמיתיות ופיקטיביות כאחד, מצאו את דרכן אל שמי הלילה. פרנק סינטרה (7934 Sinatra) עדיין מזמר עם אלביס פרסלי (17059 Elvis) והביטלס (4147 Lennon, 4148 McCartney, 4149 Harrison ו-4150 Starr), מרק טווין (2362 Mark Twain), טולקין (2675 Tolkin) ואייזק אסימוב (5020 Asimov) עדיין מספרים את סיפוריהם, ואפילו מר. ספוק (2309 Mr. Spock) ארתור דנט (18610 Arthurdent) וג'ימס בונד (9007 James Bond), נעים אי שם ברחבי מערכת השמש.

במסגרת זו, של אלפי אסטרואידים המתגלים מדי חודש, ומאות שמות חדשים המוצעים להנצחה התקבלה החלטה בארגון הבינלאומי לאסטרונומיה (ה-IAU) לקבוע תקנות לגבי גילוי אסטרואידים וכינויים בשמות. אסטרונום המזהה אסטרואיד חדש, צריך לצפות בו שוב בליל המחרת, כדי לוודא שמדובר בתגלית אמיתית. במצב כזה האסטרואיד מקבל מספר זמני וגילוי הגוף נזקף לזכותו של האסטרונום. במידה והגוף נצפה רק פעם אחת, זכות הגילוי תועבר לאסטרונום הראשון שיצפה בו פעמיים, גם אם יהיה זה בעתיד הרחוק. המספר הזמני של האסטרואיד כולל את שנת הגילוי, ואת חצי החודש בו הוא התגלה. כל חצי חודש מסומן באות לטינית, כך ש-A מציין את חצי החודש הראשון של ינואר, D את חצי החודש השני של פברואר ו-Y את חצי החודש השני של דצמבר (לא משתמשים ב-I ו-Z). בנוסף, לכל שם זמני מצרפים מספר סידורי בהתאם לסדר הגילוי של האסטרואיד בחצי החודש. גם למספר הסידורי חוקים מיוחדים: הגוף הראשון המתגלה מקבל את הציון A, השני B והגוף העשרים וחמישי את האות Z (לא עושים שימוש ב-I). הגוף העשרים ושישי יקבל את הערך A1, לאחריו B1 וכיוצא בזה. כך שאסטרואיד בשם 2000 FO10, מציין אסטרואיד שהתגלה בשנת 2000, בחצי השני של מרץ, והוא הגוף ה-264 שהתגלה בתקופה זו.

כעת מגיעה "תקופת ניסיון" בה מתווספות תצפיות המאפשרות לקבוע בדיוק רב את מסלולו של האסטרואיד. חשוב כי התצפיות יתרחשו כאשר האסטרואיד נמצא "בניגוד" (כלומר כדור-הארץ נמצא בינו לבין השמש). רק לאחר שארבעה ניגודים כאלו נצפו, ובמידה ואי הוודאות לגבי מיקומו של הגוף נמוכה מספיק, יקבל האסטרואיד מספר קבוע (86667 למשל), שהוא מספר סידורי ברצף המספרים שקיבלו כל האסטרואידים מאז התגלה האסטרואיד הראשון 1 Ceres. רק בשלב זה, שיכול להתרחש מספר שנים לאחר הגילוי הראשוני, יכול המגלה להציע שם לתגליתו. עדיין, השם יעבור לאישורה של ועדת שמות מיוחדת של ה-IAU וצריך לעמוד בתקנות שנקבעו:

- השם צריך להיות קצר מ-16 תווים. - לא דומה מדי לשמות קיימים. - ניתן לבטא אותו לפחות בשפה אחת. - לא פוגע ברגשות הציבור (מילים גסות אסורות!). - אם מדובר בשם של פוליטיקאי, מקום או אירוע הנתון למחלוקת ("חומת ברלין" או "אינתיפדה"), יש להמתין 100 שנים מאז האירוע התקיים או מאז הלך הפוליטיקאי לעולמו. - אסור לשלם, לקנות או למכור שמות של אסטרואידים (אסטרואיד בשם "ביל גייטס" לא יאושר בנקל). אתרי אינטרנט וחברות שמוכרות אסטרואידים עושות זאת על דעתן בלבד ולשמות אלו אין משמעות בקהילה האסטרונומית. - שמות של בעלי חיים אינם מומלצים...

כיום (אוגוסט 2012) ישנם למעלה מ-120,000 אסטרואידים עם מספרים זמניים ועוד יותר מ-330,000 אסטרואידים ממוספרים. למעלה מ-17 אלף מהגופים הממוספרים ניתנו שמות, כך שיש עוד גופים רבים הממתינים לשמם. מכל אלו עשרה אסטרואידים בלבד נקראו על שמם של ישראלים: 51828 Ilanramon, נקרא על-שמו של האסטרונאוט הישראלי הראשון אילן רמון שנספה עם התרסקות הקולומביה; 137217 Racah, נקרא על-שמו של יואל רקח, מראשוני הפיסיקאים בישראל שחקר באוניברסיטה העברית בירושלים; 161315 de Shalit, נקרא על-שמו של עמוס דה-שליט, מבכירי הפיסיקאים בישראל שהקים את הפקולטה לפיסיקה במכון וייצמן; 8881 Prialnik, נקרא על-שמה של דינה פריאלניק, שהיא פרופסור לאסטרופיסיקה בחוג לגיאופיזיקה ומדעים פלנטריים באוניברסיטת ת"א ועיקר מחקרה עוסק בשביטים; 13615 Manulis נקרא על-שמו של אילן מנוליס, מנהל מצפה הכוכבים קראר של מכון וייצמן שהיה האסטרונום הראשון בארץ שחיפש, ומצא, אסטרואידים; ו-8464 Polishook, נקרא על-שמו של החתום למטה, החוקר את טבעם של האסטרואידים. בנוסף, הונצחו ישראלים ללא קשר למדע ולחלל: הסופר והסטיריקן אפרים קישון (21010 Kishon) הונצח על-ידי אסטרונום גרמני. רון נוימן (17097 Ronneuman) שזכה בנעוריו במקום השני בתחרות מדענים צעירים בינלאומית וכהערכה למחקרו על שיטה למציאת רעלים במים זיכתה אותו נאס"א באסטרואיד על-שמו. 128054 Eranyavneh הוא האסטרואיד הראשון שכונה בשם ע"י אסטרונום ישראלי. אסטרואיד זה מנציח את שמו של ערן יבנה מירושלים, שנפטר ממחלת הסרטן והוא בן 27 בלבד. אסטרואיד נוסף, נקרא על-שמה של טליה יעקבי, סטודנטית לרפואה מבאר-שבע, שגורלה צפן לה התאהבות בחוקר אסטרואידים ישראלי שגילה את 172425 Taliajacobi. מבין ערי הארץ רק לירושלים (63163 Jerusalem) יש מקבילה חללית. גם הגליל (697 Galilea) וכמובן הארץ עצמה (7507 Israel) זכו לחיי נצח בחגורת האסטרואידים.

רשימת אסטרואידים מעניינים

קרס

קרס (באנגלית: Ceres) - אסטרואיד מספר 1 – האסטרואיד הראשון שהתגלה ע"י ג'וזפה פיאזי ב-1 בינואר 1801. כיום הוא מוגדר ככוכב לכת ננסי. זהו האסטרואיד הגדול ביותר (קוטרו כ-1,000 ק"מ) שמסתו גדולה ממסתם של כל האסטרואידים האחרים יחדיו, ואם זאת מסתו היא כ-1.3% ממסת הירח. החללית Dawn עושה כעת דרכה אליו ותבקר בקרבתו ב-2015.

וסטה

וסטה (4 Vesta) – גוף בעל הרכב יוצא דופן - כנראה אבני לבה - ומתוכו הוגדר הסיווג V השותף לאסטרואידים שהתפרקו ממנו. מכתש גדול שנצפה בחציו הדרומי הוא כנראה המקור לקבוצות אסטרואידים זו. וסטה הוא האסטרואיד היחידי שניתן (לעיתים) לראותו ללא משקפת או טלסקופ. התגלה ב-1807. החללית Dawn עושה כעת דרכה אליו ותבקר בקרבתו ב-2015.

קלאופטרה

קלאופטרה (216 Kleopatra) – צילומי ראדאר של קלאופטרה שנעשו ממצפה הכוכבים שבאריסיבו, חשפו בפנינו גוף מאורך הנראה כעצם לעיסה...

גלאוקה

גלאוקה (288 Glauke) – סובב את צירו במשך 50 ימים – האסטרואיד (הידוע) בעל זמן הסיבוב העצמי הארוך ביותר.

אסטרואידים מהירים

2000 DO8 ו- 2000 WH10 – סובבים סביב צירם בפחות מ-80 שניות. המחזור (המוכר) המהיר ביותר.

פיית'ון

פיית'ון (3200 Phaethon) – אחד מהאסטרואידים המגיעים למרחק הקטן ביותר מהשמש (נקודת הפריהליון) – רק 0.1399 יחידות אסטרונומיות שהם כ-21 מיליון ק"מ, כך שהוא פנימי יותר ממסלולו של כוכב חמה. אליפטיות המסלול של פיית'ון הינה כ-0.9 כלומר, הוא יכול להתרחק מהשמש עד 2.4 יחידות אסטרונומיות, עמוק בחגורת האסטרואידים. פיית'ון, הנקרא על שם בנו של אל השמש הליוס שניסה לנהוג במרכבתו של אביו ונכשל, הינו המקור הקדמוני למטר המטאורים הג'מינידים, כך שייתכן שכיום הוא שביט כבוי שאיבד את יכולתו לשחרר אבק ולייצר הילה וזנב ולכן הוא נראה כאסטרואיד.


אסטרואידים שחלליות ביקרו אותם

תשעה אסטרואידים וארבעה שביטים שחלליות חלפו לידם או נחתו על-פניהם, מוצגים בקנה-מידה. אסטרואידים: לוטטיה (החללית רוזטה), אידה וירחו דקטיל (גלילאו), סטיינס (רוזטה), אנה פראנק (סטאר דאסט), ברייל (דיפ ספייס 1), ארוס (ניר-שומכר), איטוקאווה (היאבוסה), מתילדה (ניר-שומכר), גאספרה (גלילאו). שביטים: האלי (וגה 2), ווילד 2 (סטאר דאסט), טמפל 1 (דיפ אימפקט), בורלי (דיפ ספייס 1). תמונות: סוכנויות החלל האמריקנית, האירופית והיפנית. קולאז': Emily Lakdawalla


אידה

אידה ודקטיל (243 Ida and dactyl) – אידה היה לאסטרואיד הכפול (Binary asteroid) המוכר הראשון שהתגלה כאשר החללית גלילאו צילמה ב-1993 ירח קטן שסובב סביבו. הירח כונה בשם דקטיל. כיום מוכרים עשרות רבות של אסטרואידים כפולים.

גספרה

גספרה (951 Gaspra) – מהאסטרואידים הבודדים שצולמו ע"י חללית (במקרה זה: גלילאו, ב-1991). סימנים להאדמה שנוצרה מבלייה חללית ניכרו על פניו.

ארוס

ארוס (433 Eros) – האסטרואיד הראשון עליו נחתה חללית – ב-12 בפברואר 2001, נחתה החללית ניר-שומכר (NEAR Shoemaker) על פניו של ארוס וסיפקה תמונות ממרחק קצר ביותר של האסטרואיד. ארוס הוא אסטרואיד קרוב ארץ ממשפחת אמור (Amor).

איטוקאווה

אסטרואיד קרוב-ארץ שקוטרו כחצי ק"מ, הוא האסטרואיד הראשון שחומר הובא ממנו אל הארץ ע"י חללית. משימת "האיבוסה" של סוכנות החלל היפנית שיגרה (ב-2003) נחתת שהגיעה אל איטוקאווה ב-2005, "קיפצה" על פניו, ואספה גרגירי "חול" (המכונה רגוליט) ואבק אל קולטן מיוחד. במהלך חמש שנים עשתה החללית את דרכה בחזרה אל הארץ (וכמעט ואבדה) עד שנחתה במדבריות אוסטרליה ביוני 2010.

לוטטיה

אסטרואיד גדול, שקוטרו כ-100 ק"מ, המקיף את השמש בחגורת האסטרואידים. החללית רוזטה, חלפה על-פניו ביולי 2010 בדרכה לכוכב השביט צ'וריומוב-גראסימנקו.

ראו גם

הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית

מחברים


דוד פולישוק