Asteroidivyö — Marsin ja Jupiterin välinen kivivyö | Ceres & Kirkwoodin raot
Asteroidivyö Marsin ja Jupiterin välillä: tutustu Ceres-kääpiöplaneettaan, Kirkwoodin rakoihin ja vyön rakenteeseen sekä kiertoratoihin ja ominaisuuksiin.
Asteroidivyö tai päävyö on Marsin ja Jupiterin kiertoratojen välinen pienten ja suurten kivien ja pölyn muodostama rengas. Asteroidivyön suurin kohde on kääpiöplaneetta Ceres. Kirkwoodin raot jakavat asteroidivyön useisiin ryhmiin. Asteroidivyö ei ole tiheä kuin kuraa oleva rengas, vaan kappaleet ovat etäällä toisistaan; törmäysten ja gravitaatiovaikutusten seurauksena syntyy kuitenkin pölyä ja satunnaisia törmäysjätteitä.
Sijainti ja rakenne
Asteroidivyö sijaitsee pääasiassa noin 2,1–3,3 astronomisen yksikön (AU) etäisyydellä Auringosta. Tässä etäisyys tarkoittaa Maan ja Auringon välistä keskietäisyyttä (1 AU). Useimmat asteroidit kiertävät radallaan suuruusluokassa 2–3 AU eli noin 2–3 kertaa Maan ja Auringon välisen etäisyyden verran. Vyö sisältää kappaleita pölyhiukkasista aina Ceresin kokoiseen, noin 940 km leveään kääpiöplaneettaan asti.
Kappaleet, massajakauma ja koostumus
Asteroidivyössä on satojatuhansia tunnettuja kappaleita ja jatkuvasti löydetään uusia. Suurimmat ja tunnetuimmat kappaleet ovat muun muassa Vesta, Pallas ja Hygiea, mutta vyön kokonaistilavuus ja massa ovat pieniä verrattuna planeettoihin: asteroidivyön kokonaismassa on vain murto-osa Kuun massasta (noin muutamia prosentteja Kuun massasta). Kappaleiden koostumus vaihtelee: osa on metallisia (rauta-nikkeli), osa kivisiä (silikaatit) ja osa rikkinäisiä “pöly- ja kivi” kasaumia (ns. rubble piles). Monet asteroideista sisältävät myös vettä sitovia mineraaleja tai jäätä, erityisesti vyön ulommassa osassa.
Kirkwoodin raot ja dynamiikka
Kirkwoodin raot ovat vyössä esiintyviä alueita, joissa asteroideja on poikkeuksellisen vähän. Ne johtuvat Jupiterin aiheuttamista orbitalresonansseista: kun asteroidin kiertoaika Auringon ympäri on yksinkertaisessa murtoluvussa Jupiterin kanssa (esimerkiksi 3:1 tai 2:1), jatkuvat pieniä mutta toistuvia gravitaatioiskuja ajavat asteroidin radan epävakaaksi ja siirtävät sen pois kyseiseltä alueelta. Tunnettuja resonanssipaikkoja ovat esimerkiksi noin 2,50 AU:n (3:1) ja 3,27 AU:n (2:1) paikat, mutta tyhjiä alueita on useissa eri resonansseissa (esim. 5:2, 7:3).
Perheet, törmäykset ja meteoriitit
Asteroidivyötä voi jakaa kemiallisen koostumuksen ja orbitalisten ominaisuuksien perusteella erilaisiin perheisiin (families), jotka syntyvät suurten törmäysten seurauksena. Tunnettuja perheitä ovat esimerkiksi Flora-, Eunomia-, Koronis-, Themis- ja Eos-perheet. Törmäykset tuottavat isompia ja pienempiä kappaleita sekä pölyä; osa syntyneestä materiaalista päätyy myöhemmin Maan ilmakehään meteoriitteina. Monet tunnetut meteoriitit ovat peräisin asteroidivyöstä, ja esimerkiksi Vestaan liittyvät HED-meteoriitit ovat tärkeä näyte vyön geologisesta historiasta.
Tutkimus ja merkitys
- Dawn‑luotain tutkiskeli kohteina erityisesti Vestaa ja Ceres, paljastaen Ceresin pinnan jää- ja suolamerkkejä sekä todisteita mahdollisesta vesimassasta Ceresin sisällä.
- Muita asteroideihin liittyviä avaruusluotaimia ovat olleet esimerkiksi NEAR Shoemaker (Eros), Hayabusa (Itokawa), Hayabusa2 (Ryugu) ja OSIRIS‑REx (Bennu), jotka ovat tuoneet näytteitä tai tarkkoja havaintoja pienempiin asteroideihin.
- Asteroidivyö on myös avainasemassa aurinkokunnan muodostumisen ja varhaisen kehityksen ymmärtämisessä: vyön materiaalissa on alkuperäistä ainesta, joka kertoo olosuhteista protoplanetaarisessa kiekossa.
- Osa asteroideista voi ajan myötä muuttua Maan lähestyviksi kappaleiksi orbitalresonanssien kautta; siksi monet tutkimukset liittyvät myös torjuntastrategioihin ja lähestyvien kappaleiden kartoittamiseen.
Yhteenvetona: asteroidivyö on monimuotoinen ja dynaaminen alue Marsin ja Jupiterin välissä. Vaikka vyössä ei ole yhtenäistä planeettaa, sen kappaleet ovat tärkeä lähde tiedolle aurinkokunnan synnystä, meteoriiteista ja mahdollisista resurssilähteistä tulevaisuudessa.
Alkuperä
Vuonna 1802, pian Pallaksen 2 löytämisen jälkeen, Heinrich Olbers ehdotti William Herschelille, että Ceres ja Pallas olivat palasia paljon suuremmasta planeetasta, joka oli aikoinaan Mars-Jupiter-alueella ja jonka sisäinen räjähdys tai komeetan törmäys oli tapahtunut monia miljoonia vuosia aiemmin. Tämä hypoteesi on menettänyt suosionsa. Planeetan tuhoamiseen tarvittava suuri energiamäärä ja vyön pieni kokonaismassa (vain noin 4 % Kuun massasta) eivät tue hypoteesia. Lisäksi asteroidien välisiä merkittäviä kemiallisia eroja on vaikea selittää, jos ne ovat peräisin samalta planeetalta. Nykyään useimmat tutkijat hyväksyvät, että asteroidit eivät ole koskaan muodostaneet planeettaa.
Yleisesti ottaen aurinkokunnan muodostuminen ja kehitys tapahtui, kun tähtienvälisen pölyn ja kaasun pilvi romahti painovoiman vaikutuksesta ja muodosti Auringon ja planeetanmuodostajat ja lopulta planeetat. Tämä gravitaatiokertymä johti kiviplaneettojen ja kaasujättiläisten muodostumiseen.
Asteroidivyöhykkeeksi muodostuvalla alueella olevat planeettojen pienoispallot olivat Jupiterin painovoiman vaikutuksesta liian voimakkaasti häiriintyneitä muodostuakseen planeetaksi. Sen sijaan ne jatkoivat kiertämistä Auringon ympäri kuten ennenkin törmäillen välillä toisiinsa. Alueilla, joilla törmäysnopeus oli liian suuri, planeetan pienoiskappaleiden pirstoutuminen oli yleisempää kuin akkredoituminen, mikä esti planeetan kokoisten kappaleiden muodostumisen.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on asteroidivyö?
A: Asteroidivyö on Marsin ja Jupiterin kiertoratojen välinen pienten ja suurten kivien ja pölyn muodostama rengas.
K: Mikä on asteroidivyöhykkeen suurin esine?
V: Asteroidivyöhykkeen suurin kohde on Ceres, kääpiöplaneetta.
K: Miten asteroidivyö on erotettu toisistaan?
V: Kirkwoodin raot jakavat asteroidivyön useisiin ryhmiin.
K: Millä etäisyydellä useimmat asteroidit kiertävät?
V: Useimmat asteroidit kiertävät radallaan 2-3 kertaa Maan ja Auringon välisen etäisyyden verran.
K: Mitä ovat sisäiset planeetat?
V: Sisäiset planeetat ovat planeettoja, jotka ovat "sisällä" - tai ennen - asteroidivyötä, mikä tarkoittaa, että ne ovat lähempänä Aurinkoa. Näihin planeettoihin kuuluvat Merkurius, Venus, Maa ja Mars.
K: Mitä ovat ulommat planeetat?
V: Ulkopuoliset planeetat ovat planeettoja, jotka ovat asteroidivyön "ulkopuolella" eli sen jälkeen. Näihin planeettoihin kuuluvat Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus.
K: Onko Pluto sisä- vai ulkoplaneetta?
V: Plutoa ei mainita tekstissä, mutta se luokitellaan kääpiöplaneetaksi ja se sijaitsee Kuiperin vyöhykkeellä Neptunuksen radan takana. Siksi sitä pidetään ulompana planeettana.
Etsiä