Asteroid

Asteroid ehk väikeplaneet ehk planetoid on väike planeedisarnane taevakeha, mis tiirleb Kepleri seadustele vastavatel orbiitidel ümber Päikese.

Selle üle, mis on asteroidid, komeedid ja planeetide kaaslased ("kuud"), vaieldakse. Arvatakse, et paljud planeetide kaaslased on gravitatsiooni mõjul kinni püütud pisitaevakehad. Näitena tuuakse Marsi väikesed kuud Deimos ja Phobos, Jupiteri välimised 8 kuud, Saturni välimine kuu ja arvatavasti ka mitu hiljuti avastatud Uraani ja Neptuuni kuud.

Praegu on teada umbes 338 000 asteroidi. Nende koguarv arvatakse ulatuvat miljonitesse.

Nimetus
Asteroidide ametlik nimetus oli kuni Rahvusvahelise Astronoomiauniooni XXVI peaassambleeni 24. augustil 2006 "väikeplaneedid". Nüüd on nad arvatud Päikesesüsteemi väikekehade hulka.

Neid on nimetatud ka "planetoidideks" ('planeedisarnasteks [taevakehadeks]').

Sõna "asteroid" tähendab õieti 'tähesarnane [taevakeha]' (vanakreeka sõnast ἀστήρ astēr 'täht'). See nimetus ei tulene asteroidide füüsikalisest sarnasusest tähtedega (mida neil ei ole), vaid sellest, et enamikus teleskoopides paistavad nad punktidena (nagu tähed), mitte ketastena (nagu planeedid).

Asteroiditaolisi kehi, mille läbimõõt on palju väiksem kui 1 km, nimetatakse meteoorkehadeks.

Asteroidide kuju ja suurus
Asteroidid on ebakorrapärase kujuga, sest nende gravitatsioon ei ole piisav, et nad kerakujuliseks muutuksid.

Väga vähestel asteroididel on läbimõõt suurem kui 100 km. Üldse on vaid 26 asteroidi suuremad kui 200 km, 250 suuremad kui 100 km ja 700 suuremad kui 50 km. Väikseimate senivaadeldud asteroidide diameeter on vaid mõnisada meetrit.

On arvutatud, et tegelikult on üle 1-kilomeetrise läbimõõduga asteroididest teada vaid 5%, 100 meetri suurustest objektidest aga ainult 0,1%. Astronoomilises kirjanduses liiguvad väited, et 100-meetriste ja suuremate asteroidide arv võib ulatuda 300 000-ni.

Suurimad asteroidid 
Kuni 2002. aastani oli suurim teadaolev asteroid 1 Ceres. 24. augustil 2006 arvati Ceres kääbusplaneetide hulka.

Kuiperi vööst avastati asteroidid 50000 Quaoar (läbimõõt 1250 km), 90482 Orcus (läbimõõt 1600–1800 km) ja 2003 UB313 (läbimõõt 2500–3200; nüüd kääbusplaneediks kvalifitseeritud).

Kuiperi vööst kaugemal avastati 2003. aasta lõpus suur asteroid 90377 Sedna (läbimõõt 1700 km).

Suured asteroidid on veel 2 Pallas, 3 Juno, 4 Vesta, 5 Astraea, 6 Hebe, 7 Iris, 10 Hygeia ja 15 Eunomia.

Asteroidide koostis 
Asteroide liigitatakse nende albeedo ehk valguspeegeldusteguri järgi, mille abil saab oletada, millest asteroidid koosnevad. 
C-tüüpi asteroide on 75–85% ja need koosnevad külmunud gaasidest, mis on suure süsinikusisaldusega. Nimi tulebki sellest, et ladina keeles on süsinik Carboneum. Need tumedad asteroidid peegeldavad tagasi keskmiselt 3% valgusest. C-tüüpi asteroidid asuvad asteroidide vöö kaugemas osas, kuid neid on märkimisväärselt ka Päikesepoolsel asualal. 
S-tüüpi asteroide (ladina keeles Silicium – räni) on 13–17% ja nendel arvatakse olevat raud-nikkel-tuum, mida katavad Kuu pinna omadega sarnased kivimid. Need asteroidid sisaldavad palju räni. S-tüüpi asteroide nimetatakse veel kiviasteroidideks ja nad peegeldavad tagasi 15% valgusest. S-tüüpi asteroidid asuvad rohkem asteroidide vöö päikesepoolses osas. 
M-tüüpi asteroidid on ülejäänud asteroidid ja koosnevad puhtast rauast ja niklist. Need asteroidid peegeldavad ja polariseerivad hästi valgust.
Mõned asteroidid on koostiselt veel erinevamad.

Asteroidide asukoht
See jaotus vastab vaid hetkeseisule, planeetide häirituste mõjul võivad asteroidid minna ühest tüübist teise.

Asteroidid, mille periheel jääb Marsi orbiidi sisse
Asteroide, mille periheel jääb Marsi orbiidi sisse, on teada alla saja. Neid võib jagada kolme tüüpi ja neid nimetatakse tuntuima esindaja järgi: 
Amori-tüüpi asteroidide periheel jääb vahemikku 1–1,3 astronoomilist ühikut (aü) ehk kaugemale Maast, 
Apollo-tüüpi asteroidid tulevad aga Päikesele lähemale kui Maa. 
Ateni-tüüpi asteroidide keskmine kaugus Päikesest on Maa omast väiksem, s.t. nad tiirlevad peamiselt Veenuse ja Maa vahel.

Asteroidid, mille periheel jääb Jupiteri orbiidi sisse
Enamik asteroide tiirleb ümber Päikese Marsi ja Jupiteri vahel ega lähe meile eriti korda. Rõngakujulist piirkonda 2–4 aü Päikesest nimetatakse asteroidide vööks ning seal tiirleb 98% kõigist avastatud väikeplaneetidest. Tiiru ümber Päikese teevad nad 3–9 aastaga. Suure asteroidide vöö sees tuntakse ka suhteliselt tühje alasid, näiteks Kirkwoodi augud.

Asteroidide vööst kaugemal paiknevad asteroidid
Esimene asteroidide vööst kaugemal paiknev asteroid 588 Achilles avastati 1904. Selle orbiit ühtib Jupiteri omaga.

Selliseid asteroide on avastatud üle 20. Kõik nad on nimetatud Trooja sõja tegelaste järgi. Troojalased jagunevad kaheks rühmaks, millest üks liigub 60 aü Jupiterist eespool, teine osa samapalju tagapool. Tegemist on süsteemi Päike-Jupiter tasakaalu punktidega, mida kutsutakse Lagrange'i punktideks kuulsa prantsuse matemaatiku järgi, kes selliste punktide olemasolu juba 1772 ennustas.

Asteroidid, mille periheel jääb Jupiteri orbiidist välja
Neljas ala jääb teisele poole Jupiteri ja seda nimetatakse Kuiperi vööks. Sealt arvatakse pärinevat lühiperioodilised komeedid. Neid tuntakse ka kentauride nime all. Nende koostis sarnaneb rohkem komeetide või Kuiperi vöö objektidega.

Kuidas asteroidid tekkisid 
Asteroidid on arvatavasti aine, mis jäi üle planeetide tekkimisel umbes 4,6 miljardit aastat tagasi. Jupiteri tugev gravitatsiooniväli ei lubanud planeedialgetel korralikku planeeti moodustada. Selle asemel jäid nad igaüks omaette tiirlema. Aegade jooksul on kümneid tuhandeid väikeplaneete Marsi ja Jupiteri vahelisest asteroidide vööst välja heidetud. Seda põhjustavad asteroidide omavahelised põrked ja Jupiteri gravitatsioonilised häired.

Heinrich Olbersi esitatud asteroidide tekkimise hüpoteesi järgi on asteroidid selle planeedi jäänused, mis kunagi tiirles Marsi ja Jupiteri vahel. See hüpotees pole kuigi tõenäoline, sest nii avastatud kui ka avastamata asteroidide kogumassiks arvatakse olevat 2,3x1021 kg ehk 3% Kuu kogumassist. Samuti pole teada, kuidas planeet selliselt puruneda võib.

Nüüdisajal peetakse tõenäolisemaks, et moodustuva Jupiteri segava mõju tõttu planetesimaalid seal planeeti ei moodustanudki, vaid lagunesid omavaheliste põrgete tõttu asteroidideks ja meteoorkehadeks. Seega kuuluvad asteroidid Päikesesüsteemi ürgsete kehade hulka, mistõttu nende uurimine aitab aru saada ka planeetide tekkimisest.

H. Raudsaare raamatus "Pilk tähistaevale" on asteroidide päritolu kohta neli hüpoteesi:
 tekkinud algsest udukogust või eraldunud Päikesest
 tekkinud üheaegselt komeetidega
 tekkinud komeetidest – asteroidid on gaasümbrise kaotanud komeetide tuumad
 tekkinud hüpoteetilise planeedi (Phaeton) lagunemisel

Asteroidide ohtlikkus Maale
Enamiku asteroidide orbiit jääb Marsi ja Jupiteri vahele ning seetõttu on need Maale üsna ohutud. Umbes 160 asteroidi trajektoor võib aga lõikuda Maa orbiidiga.

Atmosfäär kaitseb Maad väikeste, kuni 50-meetriste kosmiliste kehade eest. Need kivimeteoriidid põlevad atmosfääri ülemistes kihtides ära. Atmosfäär ei kaitse Maad 100 meetrist suuremate kehade eest.

Umbes 250-meetrised ja suuremad asteroidid võivad jõuda maapinnani, kusjuures põrkekohale tekiks vähemalt 5-kilomeetrise läbimõõduga kraater. Samade mõõtmetega komeet plahvataks küll õhus, kuid tekkiv lööklaine poleks otsekontaktist vähem ohtlik. Maale langev komeet on samasugusest asteroidist ohtlikum, kuna komeetide keskmine kiirus on 58 km/s potentsiaalselt ohtlike asteroidide 21 km/s vastu.

Globaalset katastroofi põhjustada võivate 1-kilomeetriste ja suuremate asteroidide arv võiks olla umbes 2000. Ühe niisuguse asteroidi kohtumine maakeraga tekitaks plahvatuse energiaga kuni 200 000 Mt. Selline katastroof ei pruugi tähendada veel kogu maapealse elu või inimkonna hävimist, kuid põllumajanduse kokkuvarisemine võib põhjustada vähemalt 1,5 miljardi inimese hukkumise. Selliseid katastroofe võib ette tulla kord poole kuni ühe miljoni aasta jooksul.

Löögikraatri kõrval tekitab hoopis suuremat kahju atmosfääri paisatav tolm, millest põhjustatud kliimamuutustega võivad kaasneda nälg, epideemiad ja muud hädad. Plahvatuse tsentris võivad puhkeda tohutud tulekahjud, mille tahm ja suits omakorda vähendavad atmosfääri läbipaistvust ja edasi juba jahendavad kliimat.

Ookeanis toimuva plahvatuse korral pühiksid kümnete või sadade meetrite kõrgused hiidlained rannikulähedase asustuse hetkega ookeani, maavärinad teeksid hävitustööd sisemaal.

Maale lähenevad asteroidid
1997 XF11
2002 NT7
2003 QQ47
2004 AS1
4179 Toutatis

Maast möödunud asteroidid 
2012 DA14 
2004 FH
2003 SQ222
1996 JA1
1566 Ikarus

NEO
NASA on loonud Maa-lähedase objektide eriprogrammi (Near Earth Object; NEO), selle töötajad jälgivad kõiki enam kui kilomeetrise läbimõõduga kosmilisi esemeid Maa lähistel või orbiidil, mis meie koduplaneeti kokkupõrkega ähvardavad.

Kosmiliste kokkupõrgete ohu mõõtmiseks on kasutusel nn. Torino skaala, millel number 1 tähistab kokkupõrke ülimalt ebatõenäosust, 10 aga globaalset kliimakatastroofi põhjustavat kokkupõrget. Viimast on oodata vaid kord 100 000 aasta jooksul. Väikseimat kokkupõrkeohtu kujutab praegu vaid üks Maale lähenev asteroid aastal 2101. Skaala suuremaid numbreid ei ole isegi kasutusel.

Asteroidide uurimise ajalugu 
Juba aastal 1760 leidis saksa õpetlane Johann Daniel Titius lihtsa valemi (Bode seaduse), mis seob planeetide kaugused nende järjekorranumbritega. Selles reas oli aga lünk: Marsi ja Jupiteri vahelt kaugusel 2,8 astronoomilist ühikut oli üks planeet puudu. Kui William Herschel oli 1781 avastanud uue planeedi Uraani, mis Bode seadust kinnitas, asuti avastamata planeeti innukalt otsima. Eriti entusiastlikud olid Johann Elert Bode ja Gotha tähetornis töötanud parun Franz Xaver von Zach, kes alustas otsinguid 1787. Ta piiras otsingupiirkonna sodiaagiga ning koostas endale sodiaagitähtede kataloogi, mis oli järjestatud otsetõusu järgi. Ta lootis edu saavutada metoodilise otsinguga, mis aga siiski ei andnud tulemusi. Sügisel 1799 külastas ta astronoome Bremenis, Celles ja Lilienthalis, et innustada astronoome uue planeedi otsinguil koostööd tegema.

21. septembril 1800 kohtusid Lilienthalis kuus meest: von Zach ise, Lilienthali ülemlinnapea Johann Hieronymus Schröter, kelle maailmakuulsas instrumentide kollektsioonis oli Herscheli 27-jalase fookuskaugusega reflektor, Bremeni arst Heinrich Wilhelm Matthias Olbers, kes oli Schröteri pikaajaline kaastööline, viimase teenistuses olev Karl Ludwig Harding, kes hiljem avastas kolmanda asteroidi, vanahärra Ferdinand Adolf von Ende. Nad otsustasid, et isegi kuuest vaatlejast jääb väheks ning koostasid nimekirja 24 valitud astronoomist üle Euroopa. Uurimisrühma presidendiks valiti Schröter ja sekretäriks Zach. Kogu sodiaak jagati kahekümne neljaks 15 pikkuskraadiseks tsooniks ning uurimispiirkond piirati 7–8 laiuskraadiga ekliptikast lõuna ja põhja poole. Tsoonid jagati rühma liikmete vahel liisuga. Iga liige pidi käsitsi koostama oma tsooni tähekaardi kuni kõige nõrgemate teleskoobis nähtavate tähtedeni. Igal järgneval ööl tuli see kaart uuesti koostada, nii et iga rändav taevakeha oleks avastatud. Otsitava planeedi oodatav liikumine oli umbes 30 kaaresekundit tunnis, mis pidi olema igale vaatlejale eristatav. Uuele planeedile oli juba valmis mõeldud nimi Phaeton.

1. jaanuari ööl 1801 avastas Giuseppe Piazzi, kes projektis ei osalenud, Palermo tähetorni teleskoobiga Sõnni tähtkuju tähtede asendi kontrollimiseks läbi vaadates nõrga tähe, mida ühelgi tähekaardil ei olnud. Piazzi vaatles seda tähte ka järgnevatel ööl ning jõudis järeldusele, et tegu on planeediga. Siiski avaldas ta vaatlustulemused ettevaatliku oletusega, et tegu on komeediga. Matemaatik Carl Friedrich Gauß oli leiutanud vähimruutude meetodit kasutava arvutusmeetodi, mis võimaldas määrata planeetide ja komeetide orbiite väheste asendite järgi orbiidil (vaata orbiidi määramine). Gauß arvutas Piazzi vaatlusandmete põhjal välja taevakeha orbiidi välja ning saatis tulemuse Zachil. Seejärel avastas saksa arst ja astronoom Heinrich Wilhelm Olbers objekti 31. detsembril 1801 uuesti. Ta sai nimeks Ceres.

8. märtsil 1802 avastas Heinrich Olbers umbes samal kaugusel Päikesest veel teise planeedi, mille nimeks sai Pallas.

1804 avastati Juno ja 1807 Vesta, viimase, muide, jällegi Olbers. Ka need olid nii väikesed, et ei paistnud teleskoobis punktist suurematena. Seetõttu hakati neid William Herscheli ettepanekul kutsuma asteroidideks, mis kreeka keeles tähendab 'tähekujulised'.

Järgmine asteroid, Hebe, avastati alles 1845, kuid 1850. aastaks oli neid avastatud juba 10. 1891, kui oli teada 322 asteroidi, võttis saksa astronoom M. Wolf nende otsimisel kasutusele fotograafia ja väikeplaneetide avastamise tempo tõusis tublisti. 1000. asteroid avastati juba 1923.

Asteroidide nimed ja tähistused
Pärast asteroidi avastamist antakse sellele esmane tähistus, mis koosneb aastaarvust ja sellele järgnevast kahest suurest ladina tähest. Esimene täht näitab kalendrikuu esimest või teist poolt, teine aga avastamise järjestust. Tähestiku 26 tähest ei kasutata tähte 'I', mis on sarnane numbriga '1'. Kui kalendrikuu esimesel või teisel poolel avastatakse rohkem kui 25 asteroidi, siis lisatakse tähistusele indeks 2 jne. Näiteks 2011 BA tähistab 2011. aasta jaanuari teisel poolel avastatud esimest planeeti.

Pärast asteroidi orbiidi määramist ja tema vaatlemist vähemalt kahes positsioonis, tähistatakse asteroid numbriga. Seejärel võib asteroidile anda nime, mille panemise eesõigus kuulub traditsiooniliselt avastajale. Nime ette lisatakse tavaliselt ka asteroidi number, mis lihtsustab tema hilisemat tuvastamist.

Algselt pandi asteroididele naissoost mütoloogiliste tegelaste nimesid, hiljem lisandusid geograafilised ja meessoost isikute nimed.

Eestiga seotud nimedega asteroide
Asteroid number 768 kannab nime "768 Struveana" Friedrich Georg Wilhelm Struve, Karl Hermann Struve ja Otto Wilhelm Struve järgi.
Soome astronoom Yrjö Väisälä pani enda 1939. aastal avastatud asteroidile number 1541 nimeks "1541 Estonia". 
Asteroid number 1743 kannab nime "1743 Schmidt" Eestist pärit optiku ja astronoomi Bernhard Schmidti järgi.
Asteroid number 2099 kannab kuulsa eesti astronoomi Ernst Öpiku nime "2099 Opik".
Asteroid number 2506 kannab nime "2506 Pirogov" vene kirurg Nikolai Pirogovi järgi, kes töötas Tartu ülikoolis professorina 1836–1841.
Asteroid number 3738 kannab nime "3738 Ots" eesti laulja Georg Otsa järgi.
Asteroid number 4087 kannab nime "4087 Part" helilooja Arvo Pärdi järgi.
Asteroid number 4163 kannab nime "4163 Saaremaa" Eesti saare järgi.
Asteroid number 4217 kannab nime "4217 Engelhardt" Eestist pärit geoloogi ja mineraloogi Wolf von Engelhardti järgi.
Asteroid number 4227 kannab nime "4227 Kaali" Eesti kraatri järgi.
Asteroid number 5080 kannab nime "5080 Oja" astronoom Tarmo Oja järgi.
Asteroid number 6754 kannab nime "6754 Burdenko" vene neurokirurg Nikolai Burdenko järgi, kes lõpetas 1906 Tartu ülikooli ja oli samas professor 1910–1918.
Asteroid number 9024 kannab nime "9024 Gunnargraps" eesti muusiku Gunnar Grapsi järgi.
Asteroid number 11577 kannab nime "11577 Einasto" eesti astrofüüsiku Jaan Einasto järgi.
Asteroid number 11829 kannab nime "11829 Tuvikene" eesti astronoomi Tõnu Tuvikese järgi.
Asteroid number 11832 kannab nime "11832 Pustylnik" astronoom Izold Pustõlniku järgi.
Asteroid number 13995 kannab nime "13995 Toravere" Eesti aleviku Tõravere järgi, kus asub Tartu Observatoorium.
Asteroid number 18872 kannab nime "18872 Tammann" eesti soost Šveitsi kosmoloog Gustav Andreas Tammanni järgi.
Asteroid number 28107 kannab nime "28107 Sapar" eesti astrofüüsiku Arved Sapari järgi.
Asteroid number 29528 kannab nime "29528 Kaplinski" kirjanik Jaan Kaplinski järgi.
Asteroid number 35347 kannab nime "35347 Tallinn" Eesti pealinna järgi.
Asteroid number 35618 kannab nime "35618 Tartu" Eesti linna järgi.
Asteroid number 25616 kannab nime "25616 Riinuots" eesti noorteadlase Riinu Otsa järgi.

Kuulsad meteoriidikraatrid
Mehhiko meteoriidikraater
Arizona meteoriidikraater 
Kaali meteoriidikraater
Tunguusi meteoriidikraater

Vaata ka
Maale ohtlikud asteroidid

Kirjandus
David Keys. "Katastroof: uurimus tänapäeva maailma tekkemehhanismidest", Tallinn 2002. 
Mihkel Jõeveer. "Asteroidide kaaslased" – Tartu Tähetorni kalender 2000. aastaks, Tartu 1999, 76. aastakäik, lk 73–78.
Mihkel Jõeveer. "Päikesesüsteemi avastamine jätkub" – Tartu Tähetorni kalender 2002. aastaks, Tartu 2001, 78. aastakäik, lk 72–79.
Laurits Leedjärv. "Kohtumine EROSEGA sõbrapäeval" – Luup, 2000, nr 7 (116), 3. aprill, lk 30–32.
Tõnu Tuvikene. "Päikesesüsteemi väikekehade juures" – Horisont, 2000, aprill, nr 2, lk 20–24.
Tõnu Tuvikene. "NEAR lõpetas (?) tegevuse Erose kulgurina!" – Horisont, 2001, aprill, nr 2, lk 8–9.   
 "Asteroidid Tuvikene ja Pustylnik" – Horisont, 2011, juuli, nr 4.

Välislingid