5.4. Малые тела Солнечной системы
Правило Тициуса – Боде
Значительная часть астероидов находится в Главном астероидном поясе, который представляет собой тор, растянувшийся от 2.2 до 3.6 а. е. Большинство орбит астероидов Главного пояса имеют эксцентриситеты порядка 0.1-0.2. Однако некоторые астероиды движутся по сильно вытянутым орбитам и имеют значительные эксцентриситеты до 0.8, так что их орбиты пересекают орбиты Марса и Земли.
1 января 1801 г. Пиацци открывает Цереру. (Паллада, Веста, Юнона)
Среди малых планет имеются семейства астероидов – треки и троянцы (1906 г. Ахилл, Патрокл, Гектор).
Для этого частного случая задачи трех тел Лагранж нашел точное решение, показав, что движение, находящихся вблизи этих точек, устойчиво по отношению к возмущающим влияниям больших планет.
Семейство троянцев Юпитера к началу 2004 г. составляет 1640 объектов, причем группа ведущих троянцев, движущихся впереди Юпитера, примерно в полтора раза больше группы ведомых.
Пояс Койпера
Второй пояс малых тел находится в занептунной области Солнечной системы и носит название пояса Койпера. Точное распределение астероидов в поясе Койпера пока неизвестно. Объекты пояса Койпера делятся на две группы: классические объекты пояса Койпера (КВО) и резонансные объекты.
В 2002 г. был открыт самый большой астероид пояса Койпера 2002 LM60, который имеет диаметр 1280 км, то есть примерно половину от размера Плутона. Открыватели предложили дать ему название «Квавар» (Quaoar).
В отличие от Плутона, Квавар движется по круговой орбите с наклоном к плоскости эклиптики на расстоянии 43.4 а. е. от Солнца, что составляет примерно 6 млрд км. Период его обращения вокруг Солнца равен 284 годам. Хотя Квавар меньше Плутона почти вдвое, по массе он, возможно, составляет только одну треть, так как состоит изо льда с примесью камня, причем различных типов льда - водяного, метанового, метанола, сухого льда, углекислоты. Альбедо тела составляет 12 %. Космический телескоп Хаббла наблюдал диск этого объекта, что дало возможность первого прямого определения размера тела пояса Койпера.
Семейство Кентавров
Еще одна популяция тел имеет вытянутые орбиты с большими наклонами и большими полуосями от 50 до 500 а.е., то есть почти все они находятся за орбитой Нептуна. Их назвали объектами рассыпающегося пояса (Scattered-Disk Objects), которые вместе с семейством Кентавров можно объединить в один динамический класс. По-видимому, все они являются потенциальными источниками короткопериодических комет, которые под воздействием Нептуна в перигелии могли перейти на орбиты, пересекающие орбиты других планет.
Приближение к Солнцу приводит к появлению процессов возгонки и испарению льдов, входящих в состав этих астероидов, что и заставляет причислять их к семейству Кентавров, то есть объектов, которые проявляют свойства, как астероидов, так и комет, но отличаются от комет своими большими размерами.
В настоящее время к этому общему семейству Кентавров и объектов рассыпающегося пояса относятся уже почти 150 объектов. Все они в ближайшей от Солнца точке (перигелии) находятся за орбитой Юпитера - их перигелийные расстояния больше 5 а. е. Самый далекий объект этого семейства удаляется на расстояние свыше 1000 а. е. Первым из Кентавров был открыт Хирон, который первоначально рассматривался как астероид, но его орбита располагалась значительно дальше всех известных астероидов. При подходе к перигелию он проявил кометную активность и был причислен к кометам. Однако эта комета далеко превосходила по своим размерам все известные до сих пор кометы, ее диаметр равен 170 км. Это заставило выделить подобные объекты в особый класс Кентавров.