science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe asteroïdengordels werken

De belangrijkste asteroïdengordel is de thuisbasis van de meeste asteroïden van het zonnestelsel. Afbeelding met dank aan NASA

In "Het rijk slaat terug, " de vijfde aflevering van de "Star Wars" films, Han Solo en zijn bemanning van mede-rebellen ontsnappen van de planeet Hoth, alleen om recht in een asteroïdenveld te vliegen. Het veld is dicht opeengepakt, en met enorme ronddraaiende rotsachtige materie die heen en weer beweegt rond de Millennium Falcon, Han Solo moet zijn ruimteschip behendig in veiligheid brengen. Helaas, volgens C3PO, de kans om dit met succes te doen is erg klein -- slechts 3, 720 tegen 1.

Als een ruimteschip vanaf de aarde naar de asteroïdengordel van ons zonnestelsel wordt gelanceerd en erdoor probeert te vliegen, zou het er hetzelfde uitzien als "Star Wars, met gevaarlijk puin dat overal rondvliegt, de missie in gevaar brengen? Zoals het blijkt, navigeren door de asteroïdengordel zou niet zo dramatisch zijn -- slechts een handvol asteroïden is groot genoeg om schade aan een ruimtevaartuig te veroorzaken, en er is veel meer ruimte tussen hen dan je zou denken.

Maar dat betekent niet dat de belangrijkste asteroïdengordel, gelegen tussen de banen van de planeten Mars en Jupiter, is niet minder interessant dan het veld in 'Star Wars'. Hoe meer astronomen de compositie bestuderen, activiteit en vorming van de asteroïden in hun baan rond de zon, hoe meer we begrijpen over hoe het hele zonnestelsel is ontstaan. Sommige theorieën suggereren zelfs dat het leven op aarde begon met asteroïden in de vroege stadia van de planeet. Anderzijds, veel wetenschappers geloven dat een asteroïde 65 miljoen jaar geleden de massale uitsterving van de dinosauriërs en andere organismen heeft veroorzaakt.

Hoe is de asteroïdengordel ontstaan, en hoe beïnvloedde het de rest van het zonnestelsel? Wat hebben Mars en Jupiter ermee te maken, en hoe beïnvloeden hun banen de hoofdgordel? Hoe zit het met de Kuipergordel en de Oortwolk -- zijn ze anders dan de belangrijkste? Zijn er andere asteroïdengordels in andere zonnestelsels zoals de onze, of is de hoofdband uniek? Blijf lezen om erachter te komen.

Inhoud
  1. De vorming van het zonnestelsel
  2. De belangrijkste asteroïdengordel
  3. Asteroïde kenmerken
  4. Hoofdgordelkometen en andere gordels

De vorming van het zonnestelsel

2008 Hoe werkt het

Er zijn verschillende theorieën die proberen uit te leggen hoe het zonnestelsel begon, maar de meest algemeen aanvaarde staat bekend als de neveltheorie . Astronomen en natuurkundigen geloven dat het zonnestelsel begon als een groot, vormeloze gaswolk, stof en ijs, maar iets verstoorde de massa en zette dingen in beweging -- misschien de explosie van een nabije ster.

Als je ooit kunstschaatsen hebt gezien, je hebt misschien gemerkt dat skaters veel sneller kunnen draaien als ze hun armen dichter bij hun lichaam trekken. Hoe geconcentreerder hun lichaamsmassa's zijn, hoe sneller ze kunnen draaien. Hetzelfde gebeurde met ons zonnestelsel. De hypothetische explosie drukte het ongevormde gas en stof samen, die steeds sneller in een cirkel begon te draaien. Terwijl de zon zich in het midden vormde, de wolk begon af te vlakken tot een schijf, een soort frisbee of een pannenkoek, met kleine stofdeeltjes die de rest van de schijf vormen.

Eventueel, stof begon aan elkaar te kleven en grotere lichamen te vormen, genaamd planetesimalen . Nog meer rondvliegende materie botste met deze planetesimalen en plakte eraan vast in een proces genaamd aanwas . Terwijl de lichamen zichzelf ronddraaiden en de zwaartekracht meer stof en gas binnenbracht, de planetesimalen zijn samengesmolten tot protoplaneten, en spoedig naar de acht planeten die we momenteel kennen en liefhebben -- Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus (sorry, Pluto).

Het is het gebied tussen de vierde planeet, Mars, en de vijfde, Jupiter, dat is belangrijk. Een astronomische eenheid (AU) is de afstand tussen de aarde en de zon, dat is ongeveer 150 miljoen kilometer -- astronomen gebruiken deze afstand als liniaal om andere afstanden binnen het zonnestelsel en het Melkwegstelsel te meten. Mars ligt ongeveer 1,5 AU van de zon, of 225 miljoen kilometer verderop. Jupiter, In de tussentijd, is ongeveer 5,2 AU van de zon, of 780 miljoen kilometer verderop. Als we de twee afstanden van elkaar aftrekken, er is ongeveer 3,7 AU tussen Mars en Jupiter, of 555 miljoen kilometer. Het lijkt alsof er genoeg ruimte is tussen de twee planeten voor nog een andere planeet, Rechtsaf? Wat gebeurde er tussen Mars en Jupiter tijdens de vorming van het zonnestelsel?

Om erachter te komen wat wetenschappers denken dat er is gebeurd, lees de volgende pagina.

De belangrijkste asteroïdengordel

2008 Hoe werkt het

Dus hoe verklaren we de enorme afstand tussen Mars en Jupiter? Sommige astronomen hebben gesuggereerd dat zich tussen de twee planeten een afzonderlijke planeet of protoplaneet heeft gevormd, maar de inslag van een hogesnelheidskomeet brak uiteen en verspreidde het nieuw gevormde lichaam om te creëren wat we nu kennen als de belangrijkste asteroïdengordel .

Hoewel het mogelijk is dat kometen en andere grote objecten rond het zonnestelsel vlogen en materiaal opbraken tijdens de vroege stadia, de meeste wetenschappers accepteren een veel eenvoudigere theorie - asteroïden zijn overgebleven materie uit de formatie van het zonnestelsel die nooit met succes tot één planeet is samengekomen. Maar hoe komt het dat niets bij elkaar kwam?

Als je naar de massa van Jupiter kijkt, je zult merken dat het extreem groot is. Mensen noemen het niet voor niets een gasreus -- terwijl de massa van de aarde ongeveer 6x10^24 kilogram is, De massa van Jupiter wordt geschat op 2x10^27 kilogram. Het staat veel dichter bij onze zon dan bij rotsachtige planeten zoals de aarde of Mars.

De enorme omvang van Jupiter zou voldoende zijn om de rotsachtige materie die tussen hem en Mars viel te verstoren - zijn sterke aantrekkingskracht zou potentiële protoplaneten doen botsen en uiteenvallen in kleinere stukjes. We zitten dan met een grote, uitgespreide verzameling asteroïden die rond de zon draaien in dezelfde richting als de aarde - de belangrijkste asteroïdengordel. Met zijn centrum ongeveer 2,7 AU van de zon, de gordel scheidt Mars en de andere rotsplaneten van de massieve, koude gasreuzen zoals Jupiter en Saturnus.

Voor een nadere blik op asteroïden in de gordel, zie de volgende pagina.

The Kirkwood Gaps

De zwaartekracht van Jupiter heeft tot op de dag van vandaag nog steeds invloed op de gordel - zijn gigantische massa verstoort het pad van asteroïden en creëert grote gaten in de hoofdgordel die bekend staat als Kirkwood-gaten . Dit gebeurt door: orbitale resonantie , dat is het punt waarop een lichaam op één lijn ligt met de baan van een ander lichaam en een kracht ervaart. Bijvoorbeeld, een asteroïde kan twee volledige banen rond de zon maken in de tijd die Jupiter nodig heeft om één baan te maken. Elke andere baan, die asteroïde zou op één lijn komen met Jupiter, en zijn baan zou een kleine verandering ondergaan. Dit zorgt ervoor dat verschillende groepen asteroïden samenklonteren, afhankelijk van hoe vaak ze om de zon cirkelen - het laat ook verschillende gaten achter waar geen asteroïden zijn.

Er zijn ook twee "wolken" van asteroïden voor en achter het pad van Jupiter, bekend als Jupiter Trojanen, die zich een beetje gedragen als lijfwachten over de hele planeet. Twee gelijkaardige groepen zijn te vinden langs de baan van Mars, genaamd Martian Trojans.

Lees verder

Asteroïde kenmerken

Asteroïde 951 (Gaspra) zoals gezien door het Galileo-ruimtevaartuig in 1991. Afbeelding met dank aan NASA

De meeste asteroïden in de belangrijkste asteroïdengordel vallen onder drie categorieën:

C-type (koolhoudend) - Deze vormen ongeveer 75 procent van alle bekende asteroïden. Van C-type asteroïden wordt eigenlijk gedacht dat ze qua samenstelling vergelijkbaar zijn met de zon, gewoon zonder waterstof, helium en ander brandbaar materiaal. Ze zijn erg donker en absorberen gemakkelijk licht, en u kunt ze aan de buitenranden van de hoofdriem vinden.

S-type (kiezelhoudend) - Deze vormen ongeveer 17 procent van alle bekende asteroïden. Hun samenstelling is voornamelijk metallisch ijzer en ijzer-magnesiumsilicaten, en ze zijn te vinden in de binnenrand van de hoofdriem.

M-type (metaal) - De overige 8 procent van de asteroïden is gemaakt van metallisch ijzer en bevindt zich in het midden van de hoofdgordel.

Asteroïden reizen doorgaans in een enigszins elliptische baan rond de zon in dezelfde richting als de aarde. Ze draaien eenvoudig, net als de aarde, behalve gedurende een veel kortere periode -- ergens tussen een uur en een dag, afhankelijk van hun grootte. interessant, de meeste asteroïden groter dan 200 meter draaien heel langzaam, niet sneller dan eens per 2,2 uur. Dit bracht astronomen ertoe aan te nemen dat grotere asteroïden heel losjes bij elkaar worden gehouden vanwege het constante bombardement van andere asteroïden. Als ze sneller draaien, ze zullen uit elkaar vallen en de ruimte in vliegen. Er wordt gesuggereerd dat asteroïde 253 (Mathilde) ongeveer zo dicht is als water, ook al is het 52 kilometer breed.

Veel mensen zullen misschien verbaasd zijn om te horen dat de meeste asteroïden in de hoofdgordel slechts de grootte van een kiezelsteen hebben. Ondanks de enorme hoeveelheid ruimte die het in beslag neemt, astronomen schatten de totale massa van de gehele asteroïdengordel op minder dan 1/1, 000ste van de massa van de aarde, of minder dan de helft van de grootte van de maan. Zestien asteroïden hebben een diameter van 240 kilometer of groter, waarvan de grootste Ceres is, met een diameter van ongeveer 1, 000 kilometer.

Zijn alle asteroïden in ons zonnestelsel in de hoofdgordel, of zijn er andere lichamen die de ruimte tussen Mars en Jupiter delen? En hoe zit het met andere asteroïdengordels die er zijn? Zie de volgende pagina om verder te gaan dan de hoofdband.

Hoofdgordelkometen en andere gordels

Hoewel een komeet in de hoofdgordel zich gedraagt ​​als gewone kometen door een staart van gas en stof uit te zenden, zijn baan lijkt meer op die van een asteroïde. Pedro Lacerda/Universiteit van Hawaï

Op 26 november, 2005, afgestudeerde student Henry Hsieh en professor David Jewitt van de Universiteit van Hawaï deden een verrassende ontdekking. Bij het kijken door een 8-meter Gemini North Telescope op de slapende vulkaan Mauna Kea, de twee zagen een mysterieuze asteroïde, Asteroïde 118401, komeetachtig stof uitstoten. Toen ze naar twee afzonderlijke kometen keken, realiseerden ze zich dat deze drie objecten geen asteroïden of kometen waren, maar een compleet nieuwe categorie kometen -- hoofdgordel kometen .

Kometen zijn gewoon grote brokken ijs en stof die door de ruimte bewegen. Door de warmte van de zon verdampt het ijs, en er blijft een spoor van gas en stof achter als het object door de ruimte beweegt -- daarom hebben kometen staarten. De baan van een komeet in de hoofdgordel, echter, heel anders is dan die van een gewone komeet, die gewoonlijk schuin om de zon draait, zeer elliptische mode als een uitgerekte rubberen band. In plaats daarvan, een komeet in de hoofdgordel reist redelijk cirkelvormig, vlakke baan, net als een asteroïde.

De grootste onthulling die voortkomt uit de ontdekking van kometen in de hoofdgordel is de mogelijkheid dat een ijzige asteroïde op de aarde is neergestort en deze van leven heeft voorzien. Astronomen geloofden oorspronkelijk dat ijs van reguliere kometen de aarde van water voorzag, maar recente ontdekkingen hebben aangetoond dat komeetwater niet veel gemeen heeft met het water van onze planeet. Als asteroïde water zoiets is als het onze, kometen in de hoofdgordel kunnen ons belangrijke inzichten verschaffen in de vorming van de aarde en zelfs in ons eigen bestaan.

Een andere ontdekking die in hetzelfde jaar werd gedaan, suggereert dat er andere riemen zijn. Astronomen bij NASA hebben een mogelijk massieve asteroïdengordel rond HD69830 gevonden, een ster op 41 lichtjaar afstand die nauw verwant is aan onze zon. Deze asteroïdengordel is ofwel dezelfde als de gordel van ons zonnestelsel - een verzameling puin die niet in een groot lichaam kon worden gevormd - of de vroege stadia van een nieuw zonnestelsel. Als het het laatste geval is, het observeren van de gordel kan ons helpen het belangrijke proces van planetaire vorming beter te begrijpen [bron:National Geographic News].

Voor meer informatie over asteroïden, ruimte en ruimteverkenning, zie de volgende pagina.

De Kuipergordel

De Kuipergordel is vergelijkbaar met de belangrijkste asteroïdengordel in die zin dat het een andere schijfvormige verzameling is van overgebleven puin uit de formatie van het zonnestelsel. Het grote verschil is dat het zich veel verder in de ruimte uitstrekt -- het begint voorbij Neptunus op 30 AU en reikt tot 50 AU, of 7,5 miljoen kilometer. Het wordt vaak de "laatste grens" van ons zonnestelsel genoemd omdat het steeds moeilijker wordt om de afmetingen van objecten binnen of voorbij dit gebied te meten. Het puin waaruit de Kuipergordel bestaat, is ook veel kouder vanwege de grote afstand tot de zon. Het idee van de Kuipergordel werd in 1951 voorgesteld door astronoom Gerard Kuiper, maar het bestaan ​​ervan werd pas in 1992 bevestigd toen astronomen het eerste Kuipergordelobject (KPO) observeerden.

Veelgestelde vragen over asteroïdengordels

Hoe groot is de asteroïdengordel?
De belangrijkste asteroïdengordel bevindt zich tussen Mars en Jupiter. Er is ongeveer 3,7 AU tussen Mars en Jupiter, of 555 miljoen kilometer.
Tussen welke planeten ligt de asteroïdengordel?
De asteroïdengordel bevindt zich tussen Mars en Jupiter.
Wat is de Kuipergordel en wat is daar te vinden?
De Kuipergordel is vergelijkbaar met de belangrijkste asteroïdengordel in die zin dat het een andere schijfvormige verzameling is van overgebleven puin uit de formatie van het zonnestelsel. Het grote verschil is dat het zich veel verder in de ruimte uitstrekt:het begint voorbij Neptunus op 30 astronomische eenheden (AU) en reikt tot 50 AU.
Waarom is de Kuipergordel belangrijk?
De Kuipergordel is belangrijk omdat er vaak naar wordt verwezen als de "laatste grens" van ons zonnestelsel, en het wordt steeds moeilijker om de afmetingen van objecten binnen of voorbij dit gebied te meten.
Welke vorm heeft de asteroïdengordel?
De asteroïdengordel is een torusvormig of schijfvormig gebied.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe asteroïden werken
  • Hoe asteroïde mijnbouw zal werken
  • Hoe kometen werken
  • Hoe telescopen werken
  • Hoe Mars werkt
  • Hoe de zon werkt
  • Hoe sterren werken
  • Hoe Space Shuttles werken
  • Hoe raketmotoren werken

Meer geweldige links

  • NASA.gov

bronnen

  • "Asteroïden." Nasa. http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/text/asteroids.txt
  • "Algemene eigenschappen van asteroïden." Universiteit van Tennessee. http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/asteroids/features.html
  • "Belangrijkste asteroïdengordel." Sol Station:2006. http://www.solstation.com/stars/asteroid.htm
  • "Mysteries van de zonnenevel." Californië Instituut voor Technologie, NASA Jet Propulsion Laboratory:20 juli 2001. http://www.jpl.nasa.gov/news/features.cfm?feature=520
  • "Een nieuwe klasse van kometen kan de bron zijn van het water op aarde." University of Hawaii Press:23 maart 2006. http://www.ifa.hawaii.edu/~hsieh/mbc-release.html
  • Handwerk, Brian. "Asteroïdengordel ontdekt rond de 'tweeling' van onze zon." National Geographic News:21 april 2005. http://news.nationalgeographic.com/news/2005/04/0421_050421_spitzer.html
  • Hsieh, Henry. "Hoofdgordel kometen." University of Hawaii Press:23 maart 2006. http://www.ifa.hawaii.edu/~hsieh/mbcs.html