Αστεροειδής

Οι αστεροειδείς είναι τα μικρά σώματα του Ηλιακού συστήματος, που είναι σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Η συντριπτική πλειονότητα των αστεροειδών είναι συγκεντρωμένη σε δύο Ζώνες: στην Κύρια ζώνη αστεροειδών και στη Ζώνη του Κάιπερ. Οι αστεροειδείς θεωρούνται κατάλοιπα από το σχηματισμό του Ηλιακού συστήματος και υπολογίζεται ότι υπάρχουν εκατομμύρια.

Γενικά

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 εκατοντάδες χιλιόμετρα. Τα μικρότερα σώματα σε περιηλιακή τροχιά ονομάζονται μετεωροειδείς. Συνήθως οι αστεροειδείς έχουν ακανόνιστο σχήμα που μοιάζει με πατάτα, οι μεγαλύτεροι όμως έχουν σφαιρικό ή ελλειπτικό σχήμα, καθώς η βαρύτητα που δημιουργεί η μάζα τους στην επιφάνειά τους υπερισχύει. Σύμφωνα με το ψήφισμα 5Α της 26ης Συνόδου της Διεθνούς Αστρονομικής Ενώσεως (2006), οι σχεδόν σφαιρικοί αστεροειδείς ονομάζονται στο εξής και πλανήτες νάνοι. Οι αστεροειδείς της Κύριας ζώνης αποτελούνται κυρίως από πυριτικούς βράχους και μέταλλα. Ο 1 Δήμητρα αποτελεί εξαίρεση, καθώς ένα μεγάλο μέρος του είναι πάγος νερού. Αντιθέτως, οι αστεροειδείς της Ζώνης του Κάιπερ αποτελούνται κυρίως από πάγο (π.χ. παγωμένα αέρια). Υπολογίζεται ότι υπάρχουν εκατομμύρια αστεροειδείς στο Ηλιακό σύστημα, κι από αυτούς μέχρι τον Μάρτιο του 2015 είχαν καταγραφεί οι  679.035, με τους 427.393 από αυτούς επίσημα καταγεγραμμένους σε καταλόγους.

Θέση

Οι περισσότεροι αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης βρίσκονται στην Ζώνη των Αστεροειδών, μια περιοχή ανάμεσα στις τροχιές του Άρη και του Δία και σε απόσταση περίπου 3 αστρονομικές μονάδες (AU) από τον Ήλιο. Υπάρχουν όμως και αλλού, όπως στα σημεία Λαγκράντζ του Δία και του Άρη, την κίνηση των οποίων ακολουθούν. Τέτοιοι αστεροειδείς ονομάζονται «Τρωικά αντικείμενα». Οι δύο φυσικοί δορυφόροι του Άρη, Φόβος και Δείμος, 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 του Ποσειδώνος, και για το λόγο αυτό είναι γνωστοί και με τη γενική ονομασία Μεταποσειδώνια 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 ως κένταυροι.

Προέλευση

Παλιότερα οι αστεροειδείς της Κύριας Ζώνης θεωρούνταν ότι ήταν τα συντρίμμια ενός πλανήτη που κινούνταν εκεί που βρίσκεται τώρα η Κύρια 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.

Ορισμός

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 50 μέτρα (για να διακρίνονται από τους μετεωροειδείς) και μικρότερη από 2.500 χιλιόμετρα (ώστε να διακρίνονται από τους πλανήτες), η δε σύνθεσή τους βασίζεται κυρίως στο πυρίτιο, τον άνθρακα και το σίδηρο (για να διακρίνονται από τους κομήτες, που αποτελούνται κυρίως από «λερωμένο πάγο»). Ο όρος αστεροειδής («σαν άστρο») χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Ουίλιαμ Χέρσελ το 1802. Δεν σημαίνει ότι οι αστεροειδείς έχουν κάποια κοινά χαρακτηριστικά με τους αστέρες, αλλά απλώς ότι στα τηλεσκόπια της εποχής οι αστεροειδείς φαίνονταν σαν απλά σημεία φωτός όπως και τα αστέρια, και όχι ως μικροί «δίσκοι», όπως οι πλανήτες.

Ανακάλυψη των αστεροειδών

Ο πρώτος αστεροειδής και ταυτόχρονα και ο μεγαλύτερος, ο 1 Δήμητρα, ανακαλύφθηκε τυχαία την Πρωτοχρονιά του 1801 από τον Τζουζέπε Πιάτζι, που στην αρχή νόμιζε ότι είχε ανακαλύψει ένα καινούριο άστρο. Η απόσταση του αντικειμένου υπολογίστηκε από τον Καρλ Φρίντριχ Γκάους κάπου ανάμεσα στον Άρη και το Δία. Τα επόμενα έξι χρόνια ανακαλύφθηκαν άλλοι τρεις αστεροειδείς, οι 2 Παλλάς, 3 Ήρα και 4 Εστία. Λόγω του μικρού τους μεγέθους, όμως, και της τυχαίας κατανομής τους στο χώρο, η ανακάλυψή τους ήταν δύσκολη κι έτσι, μετά από μερικά χρόνια άκαρπων προσπαθειών, η έρευνα για νέους αστεροειδείς εγκαταλείφθηκε. 38 χρόνια αργότερα, ο Καρλ Λούντβιχ Χένκε, που είχε συνεχίσει την έρευνα, ανακάλυψε τον 5 Αστραία και δύο χρόνια μετά τον 6 Ήβη. Έτσι ανανεώθηκε το ενδιαφέρον, και η μόνη χρονιά μέχρι σήμερα που δεν ανακαλύφθηκαν καινούριοι αστεροειδείς ήταν το 1945. Το 1891, ο Μαξ 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 του εικοστού αιώνα, είχαν ανακαλυφθεί και καταγραφεί σε καταλόγους μερικές χιλιάδες αστεροειδείς, χωρίς ωστόσο ιδιαίτερη επιμονή στην καταγραφή τους λόγω του μεγάλου αριθμού τους.
Μετά το 1990 το ενδιαφέρον για τους αστεροειδείς αναθερμάνθηκε, κυρίως λόγω της ανησυχίας για μια πιθανή σύγκρουση ενός από αυτούς με τη Γη, 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.

Σύμβολα

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.
Ο Γιόχαν 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 την Αστραία, 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 και 37 Πίστη) δόθηκαν σύμβολα και αριθμοί. Ο κύκλος με το καιρό έγινε παρενθέσεις, οι οποίες τώρα παραλείπονται.

Αριθμοί

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.

Ονόματα

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 ο 2309 Μίστερ Σποκ, γνωστών τραγουδιστών όπως ο 4147 Lennon και ο 4148 McCartney και προσωπικοτήτων, όπως ο 1772 Γκαγκάριν, o 5535 Annefrank, ο 6354 Βαγγέλης κι ο 7100 Martin Luther.

Σενάρια αντιμετώπισης

Αυτή η πιθανότητα άρχισε να εξετάζεται σοβαρά στα μέσα της δεκαετίας 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 έκρηξη πλάσμα να άλλαζε την τροχιά του αντικειμένου. Μία άλλη λύση που προτάθηκε, είναι να βαφτεί ο μισός αστεροειδής με κάποιο ανοιχτό χρώμα, οπότε η διαφορετική πίεση 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 είναι Near 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 το 2880.
Παράλληλα συνεχίζεται η έρευνα για τον εντοπισμό και την καταγραφή κι άλλων αστεροειδών. Πολλοί επιστήμονες, ανάμεσά τους κι ο γνωστός πλανητολόγος Καρλ 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 τη Δευτέρα Παρουσία.

Εξερεύνηση των αστεροειδών

Η πρώτη φωτογραφία αστεροειδούς πάρθηκε το 1971 από τη διαστημοσυσκευή Μάρινερ 9, που φωτογράφισε τους δορυφόρους του Άρη. Η πρώτη φωτογραφία ελεύθερου αστεροειδή ήταν αυτή του 951 Γκάσπρα το 1991, από τη διαστημοσυσκευή Γαλιλαίος που τότε ήταν καθ' οδόν προς το Δία, ενώ η ίδια συσκευή φωτογράφισε τον αστεροειδή 243 Ίδη και τον δορυφόρο της Δάκτυλο. Η πρώτη αποστολή ειδικά για τη μελέτη αστεροειδών ήταν η αμερικανική NEAR-Shoemaker, που το 1997 φωτογράφισε τον 253 Ματθίλδη και το 2000 μπήκε σε τροχιά γύρω από τον 433 Έρως, στην επιφάνεια του οποίου έπεσε το 2001.
Οι διαστημοσυσκευές Deep Space 1 και Stardust πέρασαν κοντά από τους αστεροειδείς 9969 Μπράιλ το 1999 και 5535 Άνναφρανκ το 2002 αντίστοιχα, όταν ήταν καθ´οδόν για τον προορισμό τους.
Στις 25 Νοεμβρίου του 2005, η Ιαπωνική διαστημοσυσκευή Hayabusa προσεδαφίστηκε στην επιφάνεια του αστεροειδή 25143 Ιτοκάβα και συνέλεξε δείγματα εδάφους, που σύμφωνα με το πρόγραμμα θα επέστρεφε στη Γη το 2007. Λόγω προβλημάτων η επιστροφή αναβλήθηκε για το 2010 . Τελικά τα δείγματα έφτασαν στη Γη το 2011, γεγονός που χαρακτηρίστηκε από το Science ως ένα από το 10 επιτεύγματα του 2011. Η διαστημοσυσκευή Νέοι Ορίζοντες πέρασε σε απόσταση 102.000 χιλιομέτρων από τον αστεροειδή 132524 APL το 2006 στο ταξίδι του προς το εξωτερικό ηλιακό σύστημα. Η Ευρωπαϊκή αποστολή Ροζέττα μελέτησε τους 2867 Στέινς και 21 Λουτητία το 2008 και 2010, ενώ η αμερικανική αποστολή Dawn θα μελετήσει τους αστεροειδείς 1 Δήμητρα το 2015, ενώ άρχισε να μελετά την 4 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 την λήψη πολύτιμων μετάλλων χωρίς την επιβάρυνση της Γης. Πιθανολογείται και η τοποθέτηση πυραυλοκινητήρα για την τοποθέτηση του αστεροειδή σε ασφαλή τροχιά γύρω από τη Γη. Ακόμα και αν ο αστεροειδής «ξεμείνει» από υλικά, θα παραμείνει χρήσιμος ως βάση για την κατασκευή διαστημικών αποικιών.