משפחת אסטרואידים

שמאל|ממוזער|250px|תרשים דומה עם אקסצנטריות ( בשבר עשרוני, ככל שקרוב ל 0 המסלול יותר עגול ) על ציר X לעומת נטיית מסלול (במעלות) על ציר Y

משפחת אסטרואידים היא קבוצת אסטרואידים ממוצא משותף שחולקים מסלולי הקפה דומים מבחינת ציר ראשי, אקסצנטריות ונטיית מסלול. מעריכים שמקור רוב המשפחות הוא בהתנגשות בין גופים שמימיים. מושג כללי יותר הוא 'קבוצת אסטרואידים' שלחבריו אין מוצא משותף למרות שהם חולקים מספר מאפיינים במסלול ההקפה.

גילוי
האסטרונום היפני קיוצוגו היראיאמה היה הראשון שזיהה משפחת אסטרואידים. ב-1918 הוא מצא שהדמיון במסלולם של מספר רב של אסטרואידים אינו יכול להיות יד המקרה וקבע שחייב להיות להם מוצא משותף. הוא שיער שחברי המשפחה הם שרידיה של התנגשות בדומה להשערת ההתנגשות הענקית. חמש המשפחות שזיהה נקראות על שמו משפחות היראיאמה.

התגלית לא הייתה טריביאלית היות שלכל אחד מהאסטרואידים המרכיבים משפחה יש מאפייני מסלול המשתנים במעט במחזוריות של אלפי ועשרות אלפי שנים ( באנגלית: osculating orbit ). הסיבה לכך היא מידת השפעה שונה של כוחות הכבידה באזור (בעיקר של צדק) ונקיפה שונה בעת התקרבות לפריהליון. היראיאמה היה הראשון שנטרל השפעות אלה מהנתונים, אם כי לא לחלוטין, וכך הוכיח שלאורך מיליוני שנים נתוני המסלול של חברי המשפחה נותרים דומים (באנגלית: proper orbit).

התרחבות והצטמצמות המושג
ב-1951 המשיך דירק ברואר (Dirk Brouwer) את מחקרו של היראיאמה, אישר את קיומן של משפחות היראיאמה והוסיף להן אחרות. עד 1990 מחקרים אחרים, המבוססים על בסיסי נתונים שונים אך שכללו מידה של סובייקטיביות בפירוש שניתן להם, הציעו רשימות של משפחות נוספות, מה שהוביל בסופו של דבר לאי-התאמות וסתירות. ב-1969 ג'יימס ר. ארנולד (James R. Arnold) הניח שאסטרואידים שמאפייני מסלולם מראים ריכוזיות בהתפלגות פואסון, שייכים לאותה משפחה. ב-1971 שופרה עבודתו כך שתתאים לתוצאותיו של ברואר וב-1978 היא הותאמה גם למשפחות היראיאמה. ב-1979 קוזאי (Kozai) מצא שקיימת מידה רבה של שרירותיות בטכניקה זו ויחד עם אי ההתאמות בין התוצאות השונות הוטל ספק בנוגע לאמינות המשפחות החדשות. לכן, רק משפחות היראיאמה נלקחות בחשבון למחקרים פיזיקליים. מחקרים אחרי 1989 הראו אי התאמה כימית במשפחות החדשות מה שמבטל אפשרות למוצא משותף.

איתור משפחות נעשה היום בעזרת מחשב ועל ידי אלגוריתמים כגון:
 HCM - שיטת הקבצה היררכית (Hierarchical Clustering Method): איתור לפי השכן הקרוב ביותר למסלול
 WAM - שיטת בדיקה של Wavelet (Wavelet Analysis Method): חיפוש צפיפויות חריגות במסלול

מספר, שוני ומיקום
קיימות בין 20 ל-30 משפחות המוכרות באורח אמין ועוד כמה עשרות קבוצות נוספות שמאפייניהן המשותפים מוטלים בספק. מספר החברים בכל משפחה משתנה מעשרה לערך במשפחות קומפקטיות ועד מספר מאות. המשפחות הגדולות כוללות מספר לא ידוע של גופים קטנים נוספים שטרם זוהו או נבדקו. מניחים ששליש מחגורת האסטרואידים משתייך למשפחה כלשהי.

מרב המשפחות נמצאות בחגורת האסטרואידים גם אם חלקן כמו משפחת פאלאס, משפחת הונגריה או משפחת פוֹקֵאָה מראות נטיית מסלול העולה על זו של מישור החגורה או שהציר הראשי שלהן קטן מזה של החגורה. מספר מחקרים מצביעים על קיומן של משפחות בין האסטרואידים הטרויאנים.

שייכותם של אסטרואידים הנמצאים בגבולות הקבוצה אינה ודאית ולכן מספר החברים המדויק במספר רב של משפחות איננו ידוע.
כמו כן יש אסטרואידים זרים הנמצאים ברקע, בקרבת מסלול המשפחה ואשר יכולים לחדור גם למרחבה המוגדר. בדיקת תכונות ספקטראליות שמגלות את הרכב האסטרואיד עשויה להצביע אם הוא שייך למשפחה או לא. דוגמה בולטת מהווה קרס, האסטרואיד הגדול מכולם, שנמצא במשפחת גלפיון ואשר פעם נקראה 'משפחת קרס'.

משפחה אחת זוהתה סביב כוכב הלכת הננסי הָאוּמִיָה שמעבר למסלולו של נפטון.

מוצא והתפתחות
המשפחות נוצרות כתוצאה מהתנגשויות בין אסטרואידים. במרב המקרים הגוף שיוצר אותם מתפרק לחלוטין, אך קיימות משפחות שמוצאן מגוף ראשי ומחומרים שניטחו ממנו בזמן התנגשות. ההתנגשות הותירה בגוף המרכזי מכתש. דוגמה לכך הן המשפחות וֶסְטָה, משפחת פאלאס, היגְיָה ומאסאליה. במשפחות אלה יש גוף אחד גדול וצביר אסטרואידים קטנים. למשפחות אחרות כדוגמת משפחת פלוֹרה יש מבנה פנימי מורכב שניתן להסבר רק על ידי מספר התנגשויות שקרו באותו אזור של החלל בזמנים שונים. תהליך ההיווצרות המתואר מסביר את ההרכב הגאולוגי הדומה של גופים מאותה משפחה. יוצאת דופן היא משפחת וסטה שנוצרה מגוף בו הספיקה להיעשות דיפרנציאציה גאולוגית.

גילן הממוצע של המשפחות הוא מיליארד שנה, תקופה קצרה בהרבה מגילה של מערכת השמש. לכן סביר להניח שהן שיירים של הערפילית שקדמה למערכת זו. היעלמותן ההדרגתית של המשפחות קורית על ידי התפזרותם בתוך מסלול הגופים הקטנים יותר עקב אפקט יארקובסקי שדוחף אותם לתהודה מסלולית עם שדה הכבידה של צדק ולהפרעות מסלול הנגרמות על ידי צדק וגופים גדולים אחרים. האסטרואידים הגדולים ממשיכים להצטמצם בגודלם עקב התנגשויות נוספות. מכאן עולה ההשערה שבמשפחות העתיקות מספר הגופים הקטנים היה נמוך יותר ועל כך מתבססת השיטה לחישוב גיל המשפחות הקיימות היום.
התוצאות שחושבו מראות גילאים הנעים בין מיליוני שנים, כמו במקרה של משפחת קארין, למאות מיליוני שנים.

מניחים שהמשפחות העתיקות ביותר איבדו את כל חבריהן הקטנים והבינוניים כמו משפחות מטיס ואמלטאה. עדות נוספת למשפחות עתיקות שהתפזרו ונעלמו מגיעה מבדיקות של יחסי היסודות הכימיים במטאוריטים ברזליים. בדיקות אלו מאששות את קיומם של חמישים עד מאה גופים גדולים דיים שגלעינם הגאולוגי נחשף בשרשרת התנגשויות ויצר את המטאוריטים הנופלים כיום.

 רשימת משפחות אסטרואידים 
 משפחות עם 1000 חברים או יותר 
 שם משפחה אורך ציר ראשי ב-UA אקסצנטריות נטיית מסלול שם מספר חברים מינימום מקסימום מינימום מקסימום מינימום מקסימום (4) וסטה Vesta 7865 2,256 2,482 0,080 0,127 0,100 0,132 (5) אסטראאה Astraea 2120 2,552 2,610 0,146 0,236 0,054 0,095 (10) היגיאה Hygiea 2402 3,067 3,241 0,100 0,166 0,073 0,105 (15) אאונומיה Eunomia 6845 2,521 2,731 0,117 0,181 0,203 0,256 (20) מאסאליה Massalia 4758 2,335 2,474 0,145 0,175 0,019 0,033 (24) תמיס Themis 3950 3,062 3,240 0,114 0,192 0,009 0,048 (93) מינרווה Minerva 1833 2,720 2,816 0,115 0,155 0,147 0,169 (135) הרתה Hertha 11 428 2,288 2,478 0,134 0,206 0,032 0,059 (145) אדאונה Adeona 1399 2,573 2,714 0,153 0,181 0,193 0,213 (158) קורוניס Koronis 5601 2,816 2,985 0,016 0,101 0,029 0,047 (170) מריה Maria 2030 2,523 2,673 0,067 0,128 0,231 0,269 (221) אאוס Eos 10 336 2,950 3,146 0,022 0,133 0,148 0,212 (434) הונגריה Hungaria 1117 1,883 1,988 0,051 0,097 0,344 0,378 (490) וריטס Veritas 1136 3,143 3,196 0,049 0,079 0,151 0,172 (668) דורה Dora 1101 2,744 2,811 0,188 0,204 0,129 0,143 (847) אגנייה Agnia 2033 2,713 2,819 0,063 0,083 0,056 0,076 (1040) קלומפקאה Klumpkea 1096 3,083 3,174 0,176 0,217 0,279 0,298 (1726) הופמייסטר Hoffmeister 1315 2,754 2,818 0,041 0,053 0,066 0,088 (2076) לווין Levin 1145 2,254 2,323 0,130 0,153 0,088 0,106

 משפחות עם 101 עד 1000 חברים 

 שם משפחה אורך ציר ראשי ב-UA אקסצנטריות נטיית מסלול שם מספר חברים מינימום מקסימום מינימום מקסימום מינימום מקסימום (25) פוקאה Phocaea 944 2,261 2,415 0,160 0,265 0,366 0,425 (31) אאופרוזין Euphrosyne 968 3,082 3,225 0,150 0,231 0,431 0,459 (87) סילוויה Sylvia 139 3,459 3,564 0,046 0,073 0,162 0,179 (110) לידיה Lydia 729 2,696 2,779 0,026 0,061 0,084 0,106 (163) אריגונה Erigone 392 2,332 2,374 0,200 0,218 0,081 0,098 (173) אינו Ino 154 2,708 2,770 0,159 0,180 0,229 0,239 (179) קליטמנסטרה Klytaemnestra 366 2,955 3,015 0,053 0,080 0,148 0,159 (194) פרוקנה Prokne 252 2,522 2,691 0,154 0,196 0,293 0,315 (283) אמה Emma 369 3,029 3,084 0,107 0,124 0,155 0,166 (293) ברזיליה Brasilia 443 2,832 2,872 0,119 0,133 0,256 0,264 (298) באפטיסטינה Baptistina 131 2,261 2,288 0,146 0,161 0,100 0,114 (302) קלריסה Clarissa 143 2,385 2,418 0,104 0,111 0,056 0,060 (375) אורסולה Ursula 502 3,096 3,241 0,059 0,130 0,264 0,299 (396) אאוליה Aeolia 242 2,731 2,750 0,164 0,170 0,057 0,062 (480) הנזה Hansa 839 2,538 2,721 0,008 0,101 0,364 0,385 (507) לאודיקה Laodica 149 3,124 3,207 0,049 0,075 0,181 0,198 (569) מיזה Misa 389 2,623 2,693 0,169 0,183 0,035 0,045 (606) בראנגנה Brangäne 153 2,573 2,594 0,179 0,183 0,166 0,168 (752) סולאמיטיס Sulamitis 158 2,421 2,484 0,084 0,095 0,085 0,092 (778) תאובאלדה Theobalda 229 3,158 3,191 0,240 0,261 0,243 0,253 (808) מרקסיה Merxia 805 2,705 2,805 0,125 0,143 0,080 0,093 (845) נעמה Naëma 253 2,917 2,953 0,029 0,041 0,205 0,209 (883) מאטראניה Matterania 132 2,213 2,259 0,140 0,151 0,092 0,102 (945) ברצלונה Barcelona 219 2,599 2,659 0,190 0,289 0,506 0,521 (1128) אסטריד Astrid 389 2,754 2,817 0,045 0,053 0,008 0,018 (1298) נוקטורנה Nocturna 143 3,088 3,220 0,105 0,123 0,104 0,123 (1303) לותרה Luthera 179 3,193 3,236 0,106 0,144 0,310 0,337 (1338) דופונטה Duponta 104 2,259 2,302 0,119 0,130 0,075 0,091 (1547) נלה Nele 108 2,641 2,650 0,267 0,270 0,211 0,212 (1658) אינס Innes 558 2,546 2,626 0,165 0,185 0,123 0,142 (1911) שובארט Schubart 280 3,964 3,967 0,159 0,222 0,041 0,055 (3330) גאנטריש Gantrisch 600 3,123 3,174 0,184 0,212 0,171 0,184 (3815) קניג König 283 2,563 2,583 0,138 0,143 0,145 0,164 (3827) זדנחורסקי Zdeněkhorský 671 2,705 2,768 0,082 0,096 0,080 0,094 (5026) מארטס Martes 346 2,368 2,415 0,200 0,217 0,082 0,096 (10955) האריג Harig 428 2,671 2,739 0,005 0,026 0,100 0,113 (12739) 1992 DY7 240 2,682 2,746 0,047 0,060 0,031 0,041 (13314) 1998 RH71 146 2,756 2,801 0,170 0,183 0,069 0,078 (18466) האקודאטה Hakodate 155 2,763 2,804 0,171 0,182 0,229 0,236 (19466) דארסידיגל Darcydiegel 125 2,724 2,761 0,007 0,020 0,103 0,111

 משפחות עד 100 חברים 
 שם משפחה אורך ציר ראשי ב-UA אקסצנטריות נטיית מסלול שם מספר חברים מינימום מקסימום מינימום מקסימום מינימום מקסימום (2) פאלאס Pallas 38 2,756 2,791 0,254 0,283 0,531 0,550 (63) אאוסוניה Ausonia 70 2,383 2,401 0,118 0,127 0,107 0,118 (96) אגלה Aegle 100 3,036 3,070 0,176 0,189 0,280 0,289 (148) גליה Gallia 95 2,712 2,812 0,116 0,150 0,420 0,430 (159) אמיליה Aemilia 45 3,091 3,131 0,111 0,117 0,084 0,090 (410) כלוריס Chloris 93 2,713 2,761 0,238 0,265 0,146 0,160 (618) אלפרידה Elfriede 46 3,177 3,200 0,056 0,059 0,270 0,277 (729) ווטסוניה Watsonia 75 2,720 2,814 0,110 0,144 0,294 0,305 (780) ארמניה Armenia 41 3,085 3,129 0,060 0,074 0,310 0,314 (1118) האנסקיה Hanskya 77 3,145 3,246 0,035 0,059 0,252 0,266 (1189) טרנטיה Terentia 38 2,904 2,936 0,071 0,075 0,192 0,194 (1222) טינה Tina 68 2,769 2,803 0,068 0,113 0,350 0,359 (2782) לאונידאס Leonidas 92 2,657 2,701 0,185 0,197 0,061 0,072 (2967) ולאדיסוייאט Vladisvyat 52 3,150 3,224 0,092 0,124 0,295 0,303 (3110) ווגמאן Wagman 86 2,554 2,592 0,134 0,145 0,049 0,065 (3438) אינאראדאס Inarradas 34 3,036 3,067 0,176 0,186 0,249 0,255 (3460) אשקובה Ashkova 52 3,159 3,218 0,187 0,209 0,016 0,028 (3489) לוטי Lottie 57 2,390 2,413 0,090 0,096 0,103 0,109 (3811) קארמה Karma 49 2,547 2,579 0,101 0,110 0,185 0,190 (4945) איקנוזני Ikenozenni 71 2,570 2,596 0,235 0,244 0,087 0,096 (5651) טרוורסה Traversa 42 3,097 3,166 0,112 0,128 0,231 0,241 (6124) מקלנבורג Mecklenburg 57 3,966 3,967 0,186 0,212 0,146 0,159 (6138) האטון Hutton 48 2,343 2,357 0,204 0,215 0,039 0,045 (6769) ברוקוף Brokoff 45 2,398 2,431 0,148 0,155 0,051 0,056 (7220) פילניקולסון Philnicholson 49 2,418 2,424 0,183 0,195 0,026 0,036 (7468) אנפימוב Anfimov 45 3,031 3,075 0,087 0,091 0,060 0,061 (7744) 1986 QA1 78 2,635 2,670 0,069 0,075 0,042 0,049 (8737) טאקהירו Takehiro 37 3,116 3,141 0,112 0,121 0,207 0,211 (8905) בנקאקוקו Bankakuko 49 2,599 2,620 0,181 0,190 0,084 0,091 (11882) 1990 RA3 66 2,683 2,708 0,059 0,066 0,031 0,040 (16286) 4057 P-L 68 2,846 2,879 0,038 0,047 0,102 0,111 (17392) 1981 EY40 75 2,645 2,679 0,059 0,070 0,036 0,042 (18405) 1993 FY12 85 2,832 2,858 0,103 0,110 0,158 0,162 (21344) 1997 EM 62 2,709 2,741 0,150 0,159 0,046 0,050 (21885) 1999 UY27 42 3,079 3,112 0,026 0,035 0,184 0,188 (22241) 4072 T-3 40 3,082 3,096 0,126 0,133 0,087 0,096 (25315) 1999 AZ8 53 2,575 2,596 0,243 0,251 0,090 0,096 (28804) 2000 HC81 46 2,589 2,601 0,146 0,156 0,063 0,070 (29841) 1999 FO14 53 2,639 2,668 0,052 0,059 0,033 0,040 (31811) 1999 NA41 90 3,096 3,138 0,060 0,075 0,178 0,188 (32418) 2000 RD33 48 2,763 2,795 0,255 0,261 0,152 0,156 (43176) 1999 XM196 47 3,109 3,152 0,065 0,074 0,174 0,183 (53546) 2000 BY6 47 2,709 2,735 0,170 0,174 0,247 0,251

ראו גם
משפחת קארין
משפחת היראיאמה

קישורים חיצוניים

קטגוריה:אסטרואידים
קטגוריה:רשימות