Asteroidi

Asteroidi (muinaiskreikan sanoista aster ’tähti’ ja -eides ’muotoinen’) on varsinaista planeettaa pienempi ja meteoroidia suurempi kivinen kappale, joka kiertää Aurinkoa. Nimityksiä pikkuplaneetta ja planetoidi on käytetty pitkään synonyyminä asteroidi-sanalle, mutta nykyään kaikissa lähteissä kaikkia pikkuplaneettoja kuten transneptunisia kohteita ei aina luokitella asteroideiksi. Esimerkiksi vuoden 2006 planeetan määritelmässä pienkappaleita koskevassa osiossa asteroidit ja transneptuniset kohteet on mainittu erikseen. Asteroidi-sanan voikin katsoa viittaavan aurinkokunnan sisempien osien pikkuplaneettoihin. Suurin osa aurinkokuntamme tunnetuista asteroideista sijaitsee 2,8 au:n päässä Auringosta sijaitsevalla asteroidivyöhykkeellä.

Etymologia 
Hakuteoksissa mainitaan sanan "asteroidi" keksijäksi saksalais-englantilainen tähtitieteilijä William Herschel, mutta asteroidi-spesialisti Glifford Cunningham on löytänyt arkistoista uutta tietoa. Kun keväällä 1802 astronomit väittelivät kahdesta Marsin takaa havaitusta kappaleesta, jotka enemmistön mielestä olivat planeettoja, Herschelin mielestä ne poikkesivat planeetoista niin paljon, että hän halusi nimetä ne toisin. Herschelin runoilijaystävä Charles Burney tuli nimipulmassa avuksi ehdotuksillaan "asterisko" ja "stelulla". Runoilijan poika Charles Burney Junior oli kreikan kielen tutkija, ja hänen ehdotuksensa oli "asteroidi", 'tähden kaltainen'. Herschel tarjosi nimitystä kollegoilleen kirjoittamassaan tieteellisessä artikkelissa, mutta sana ei saanut vastakaikua, koska "planeetat olivat planeettoja". Vasta 1850-luvulla asteroidi-sana otettiin käyttöön, kun Marsin takaa tällaisia kappaleita löydettiin kymmenen.

Yleistä 
Suurin osa asteroideista on epäsäännöllisen muotoisia, sillä niiden painovoima ei riitä muovaamaan niistä säännöllisen pallomaisia. Ne luokitellaankin pienkappaleiksi. Asteroidit koostuvat lähinnä kivistä ja pölystä.

Asteroideja pienemmät kappaleet ovat meteoroideja. Kokorajasta ei kuitenkaan ole yksimielisyyttä: lähteestä riippuen se vaihtelee 10 metristä 200 metriin.

Suurin asteroideista on kääpiöplaneetta Ceres, joka on läpimitaltaan noin 1 000 kilometriä. Giuseppe Piazzin uudenvuodenyönä 1801 löytämä Ceres oli ensimmäinen löydetty asteroidi. Ceres on tällä hetkellä ainoa kääpiöplaneetaksi luokiteltu asteroidi, sillä se on niistä ainut, joka on oman painovoimansa pyöristämä. Cerestä ja kolmea sen jälkeen löytynyttä asteroidia (Pallas, Juno ja Vesta) pidettiin puolen vuosisadan ajan planeettoina. Astraean löydyttyä ne poistettiin planeettojen joukosta 1850–1860-luvulla.

Nykyään suurin osa numeroiduista pikkuplaneetoista on asteroideja, ja uusia löydetään noin 4 000 kappaleen kuukausivauhdilla. Suomalaiset löysivät asteroideja paljon 1930- ja 1940-lukujen taitteessa Yrjö Väisälän johdolla (katso luettelo Väisälän löytämistä asteroideista). Löydettäessä asteroideille ja muille pikkuplaneetoille annetaan ensin väliaikainen nimi (esim. 1898 DQ), seuraavaksi numero (esim. 433) ja lopulta nimi (esim. Eros).

Asteroideja tutkimalla saadaan tietoa aurinkokuntamme synty- ja varhaisvaiheista, sillä useimpien asteroidien uskotaan olevan hyvin vanhoja. Osa asteroideista on niitä suurempien kappaleiden pirstaleita. Joillakin asteroideilla on kuita. Monien planeettojen pienet kuut taas ovat luultavasti kiertoradalle siepattuja asteroideja.

Fyysiset ominaisuudet 

Asteroidien koostumus vaihtelee kivisestä ja metallisesta jäiseen ja niiden seoksiin. Raja asteroidien ja komeettojen välillä ei ole selvä. Asteroidivyöhykkeellä kiertää kappaleita, joissa tumma kuona peittää jäistä ydintä. Joskus niistä purkautuu kaasua kuten komeetoista. Ne luokitellaankin myös komeetoiksi, ja niitä kutsutaankin päävyöhykkeen komeetoiksi.

Asteroidi Ceresin tiheys on 2,1 g/cm3, mikä on enemmän kuin jään ja vähemmän kuin kiven – Jään tiheys on 0,94 g/cm3, silikaatin 3,36 g/cm3 ja raudan 4,80 g/cm3. Tämä viittaa 350–425 km:n läpimittaiseen silikaattiytimeen, ja sen yllä olevaan jäävaippaan joka on 25 % kohteen massasta. Ceresin spektrissä näyttää olevan veden, ammoniakin tai raudan rikastamia fytosilikaatteja.

Tiheyteen vaikuttaa asteroidin aineiden lisäksi myös sen huokoisuus. Alle 1020 kg massaiset, alle 500 km:n läpimittaiset asteroidit lienevät hyvinkin huokoisia, 6–25 %, jopa yli 50 %.

Ceresin rakenne saattaa muistuttaa Saturnuksen kuun Dionen rakennetta. Vertailun vuoksi muut asteroidit voivat olla tiheämpiä, 2 Pallas 4,2 ± 0,2 g/cm3 ja 4 Vesta 3,9 ± 0,3 g/cm3.

Eroksen tiheys on 2,67 ± 0,03 g/cm3. Monien asteroidien massat ja siksi tiheydet tunnetaan epätarkasti. Monien asteroidien tiheydet näyttävät olevan välillä 1,2–4,4 g/cm3.

Mitä kauempana Auringosta kohde sijaitsee, sitä suurempi on tavallisesti jään osuus. Asteroidit ovat lähes kokonaan kivisiä tai metallisia; komeetat puolestaan koostuvat lähestulkoon kokonaan jäästä ja pienistä määristä kiveä. Asteroidit muistuttavat meteoriitteja koostumukseltaan. Asteroidien pinnalla on kraattereita ja pölyä, ja pienten asteroidien rakenne on monesti löyhähkö, pöly- ja kivikasamainen. Suurimmat asteroidit, Ceres, Pallas ja Vesta ovat taas varsinaisten planeettojen tapaan kehittyneitä taivaankappaleita. Ne ovatkin selvinneitä protoplaneettoja.

Asteroidivyöhykkeellä on asteroideja kaikkiaan 2,3x1021 kg eli 3 % Kuun massasta. Cereksen massa (940–950x1018 kg) on 40 % asteroidivyöhykkeen kokonaismassasta. Seuraavat kolme asteroidia nostavat yhteisen massan 66 %:iin: 4 Vesta (12 %), 2 Pallas (9 %) ja 10 Hygiea (4 %). Tämän jälkeen 511 Davida (1,6 %), 704 Interamnia (1,4 %) ja 3 Juno (1,2 %) lisäävät 4 % kokonaismassaan.

Asteroidien luokittelu 

Asteroideja luokitellaan muun muassa sijaintinsa tai koostumuksensa mukaan.

Maan lähelle tulevat asteroidit tulevat lähimmillään 1,3 AU:n päähän Auringosta. Ne voidaan edelleen jakaa Aten, Apollo ja Amor-asteroideihin ratojensa mukaan.
Aten-asteroidit leikkaavat Maan radan ja niiden keskietäisyys Auringosta on vähäisempi kuin Maan. Ne on nimetty 2062 Atenin mukaan.
Apollo-asteroidit leikkaavat Maan radan, mutta niiden keskietäisyys on suurempi kuin Maan. Ne on nimetty 1862 Apollon mukaan.
Amor-asteroidit leikkaavat Marsin radan, mutta eivät Maan rataa. Ne on nimetty 1221 Amorin mukaan.

 Asteroidivyöhykkeellä Marsin ja Jupiterin ratojen välissä sijaitsee valtaosa asteroideista.
 Troijalaiset asteroidit kiertävät Jupiterin radalla. Myös muilla planeetoilla on troijalaisia.

 Koostumukseen perustuvia luokitusjärjestelmiä on useita erilaisia. 75 % asteroideista on tummia ja hiilipitoisia ja 17 % silikaattipitoisia.

Asteroidien massajakautumasta aurinkokunnassa 

Kaikkien asteroidien yhteenlaskettu massa on 3x1021 kilogrammaa, eli 1/2000 Maan massasta tai 1/20 Kuun massasta, tai kolme kertaa suurimman asteroidin Ceresin massa. Seuraavaksi suurimman, Pallasin massa on 0,28 ja Vestan 0,30. Kymmenenneksi suurin asteroidi on massaltaan 1/60 Ceresin massasta. 90 % kokonaismassasta on yli sadan kilometrin läpimittaisissa asteroideissa.

Yli 25 km:n läpimittaisista asteroidivyöhykkeen asteroideista tunnetaan luultavasti kaikki, mutta vain 50 % 10 km:n läpimittaisista.

Suurempia asteroideja on vähemmän kuin pienempiä. Alle 5 km:n läpimittaisten asteroidien massajakautuma noudattaa kaavaa N=D^-2,3 ja suurempien N=D^-4. Yli 900 km:n läpimittaisia asteroideja on 1, yli 800 km:n läpimittaisia 3 ja yli 250 km:n läpimittaisia 15. 200–300 km:n läpimittaisia asteroideja on 23.

Yli 150 kilometrin läpimittaisia asteroideja on sata kappaletta, yli 100 km:n kokoisia on 250 ja yli 30 km:n läpimittaisia on 1 150. Yli 1 km:n läpimittaisia asteroideja on 100 000–1 000 000.

Asteroidien massajakauma selittyy osin keskinäisillä törmäyksillä. Vain yli 500 km:n läpimittaisen kohteet selviävät 5 km/s törmäyksistä vastaavan kokoisten kappaleiden kanssa.

Asteroiditörmäykset Maahan 

Pieni osa asteroidivyöhykkeen ulkopuolisista asteroideista uhkaa törmätä Maahan. Erotukseksi meteoroideista, jotka Maan ilmakehään iskeytyessään yleensä hajoavat suurimmaksi osaksi, asteroidit voivat selvitä lähes sellaisenaan pinnalle asti ja aiheuttaa suurta tuhoa. Asteroidin törmätessä maahan se kaasuuntuu törmäyskitkan kuumentaessa sen nopeasti, ja tämä kaasu leviää räjähdyksenä ympäristöön.

Asteroiditörmäys aiheuttaa pahimmillaan maailmanloppumaisen katastrofin Maassa, jossa suuri osa elämästä pyyhkiytyy pois. Pienemmät törmäykset voivat aiheuttaa suurkaupungin tai valtion kokoisella alueella suurta tuhoa.

Suurimmat tunnetut asteroidit 

 Pääartikkeli: Luettelo tunnetuista asteroideista

Muutamia suurimpia asteroideja. Asteroidien kokojakauma noudattaa kaavaa N=d^(-4) yli 10 km kappaleiden osalta ja alle 1 km kappaleiden osalta N=d^(-2,3).

Katso myös 
 Maan lähelle tuleva asteroidi
 Impakti
 Meteoriitti
 Asteroidivyöhyke
 Päävyöhykkeen komeetta
 Asteroidiluokat
 Kuiperin vyöhyke
 Komeetta
 Palermon asteikko
 Pikkuplaneetta
 Pikkuplaneetan kuu
 Torinon asteikko

Lähteet

Aiheesta muualla

Minor Planet Center (MPC) – International Astronomical Union (IAU)

Asteroidit
Seulonnan keskeiset artikkelit