Z čeho se asteroid skládá: popis, složení a povrch

Asteroidy se nazývají vesmírná tělesa, která nejsou satelity planet, jejichž hmotnost nestačí k tomu, aby takový objekt pod vlivem své vlastní gravitace získal sférický tvar charakteristický pro trpasličí nebo obyčejnou planetu.

Při zkoumání jakéhokoli podobného těla je jedním z prvních úkolů odpovědět na otázku, z čeho se asteroid skládá, protože rysy složení vrhají světlo na původ objektu, který nakonec souvisí s historií celé sluneční soustavy. Z praktického hlediska je zajímavá potenciální vhodnost asteroidních těles z hlediska využití jejich zdrojů v budoucnu.

Jak víme o složení asteroidů

S různým stupněm přesnosti je možné posoudit chemii a mineralogii asteroidů na základě různých přímých a nepřímých metod výzkumu:

1. Přibližné posouzení složení objektu pomůže poloze jeho oběžné dráhy ve sluneční soustavě. Obecně platí, že čím dále od Slunce je malé vesmírné těleso, tím více těkavých látek ve svém složení, zejména vodního ledu.
2. Spektrální charakteristiky asteroidu hrají důležitou roli při řešení problému. Analýza odraženého spektra však stále neumožňuje jednoznačně posoudit, které látky převládají ve složení tohoto těla.
3. Studium meteoritů-fragmentů asteroidů dopadajících na zemský povrch umožňuje přesně stanovit jejich minerální a chemické složení. Původ meteoritu bohužel není vždy znám.
4. A konečně nejkomplexnější údaje o složení asteroidu lze získat analýzou jeho hornin pomocí meziplanetárního automatického aparátu. K dnešnímu dni bylo touto metodou zkoumáno několik objektů.

Klasifikace asteroidů

Hlavní typy, do kterých jsou asteroidy rozděleny podle složení, jsou tři:

• C-uhlík. Patří mezi ně většina známých těl – 75 %.
• S-kámen nebo silikát. Tato skupina zahrnuje asi 17 % dosud objevených asteroidů.
• M-kovové (železo-nikl).

Mezi tyto tři hlavní kategorie patří objekty různých spektrálních tříd. Kromě toho vyniká několik skupin vzácných asteroidů, které se liší v určitých vlastnostech spektra.

Uvedená klasifikace je neustále komplikovaná a podrobná. Obecně platí, že samotná spektrální data samozřejmě nestačí k určení, z čeho jsou asteroidy vyrobeny. Popis složení je nesmírně obtížný úkol. Koneckonců, i když rozdíly ve spektrech rozhodně naznačují rozdíly v povrchovém materiálu, nemůže být jisté, že složení objektů stejné třídy je totožné.

Objekty blízké zemi

Asteroidy se nazývají blízké země nebo blízké Zemi, jejichž perihelion oběžné dráhy nepřesahují 1,3 astronomických jednotek. K prozkoumání některých z nich byly vyslány speciální vesmírné mise.

• Eros je poměrně velké tělo o rozměrech přibližně 34×11 × 11 km a hmotnosti 6,7×10¹² t patřící do třídy s. Tento skalní asteroid byl studován v roce 2000 přístrojem NEAR Shoemaker. Kromě silikátových hornin obsahuje asi 3% kovů. Jsou to hlavně železo, hořčík, hliník, ale existují i vzácné kovy: zinek, stříbro, zlato a platina.
• Itokawa je také asteroid třídy s. Je malý – 535×294×209 m - a má hmotnost 3,5×10⁷ t. Prach z povrchu Itokawy byl v roce 2010 přiveden na Zemi vrácenou kapslí japonské sondy Hayabusa. Prachové částice obsahují minerály skupin olivin, pyroxen a plagioklasa. Půda Itokawa se vyznačuje vysokým procentem železa v silikátech a nízkým obsahem tohoto kovu ve volné formě. Bylo zjištěno, že látka asteroidu byla podrobena tepelné a rázové metamorfóze.
• Ryugu, asteroid třídy C, je v současné době studován strojem Hayabusa-2. Předpokládá se, že složení takových těles se od doby formování sluneční soustavy prakticky nezměnilo, takže Ryuguův výzkum je nesmírně zajímavý. Dodání vzorků, které umožní podrobnější zkoumání toho, z čeho se asteroid skládá, je plánováno na konci roku 2020.
• Bennu – další zařízení, poblíž kterého nyní funguje vesmírná mise - stanice OSIRIS-Rex. Tento uhlíkový asteroid speciální třídy B je také považován za zdroj důležitých znalostí o historii sluneční soustavy. Půda Bennu má být doručena na zemi pro podrobnou studii v roce 2023.

Z čeho se skládá pás asteroidů

Oblast mezi oběžnými dráhami Marsu a Jupiteru, ve které je soustředěno velké množství nejrozmanitější podle složení, původ a velikost objektů se obvykle nazývá hlavní pás. Kromě samotných asteroidů všeho druhu zahrnuje kometární těla a jednu trpasličí planetu-Ceres (dříve označovanou jako asteroidy).

K dnešnímu dni mise Dawn dostatečně podrobně prozkoumala jeden z největších objektů belt-Vesta. S největší pravděpodobností představuje protoplanetu zachovanou od vzniku sluneční soustavy. Vesta má složitou strukturu (má jádro ,plášť a kůru) a bohaté minerální složení. Patří do speciální spektrální třídy v převážně silikátových asteroidů s vysokým obsahem pyroxenu bohatého na hořčík. Zkoumání meteoritů, které z ní pocházejí, pomáhá objasnit znalosti toho, z čeho se asteroid Vesta skládá.

Obecně je pás asteroidů souborem těl, která vykazují stav hmoty sluneční soustavy v různých fázích jejího formování. Uhlíkové asteroidy-například Matilda - zde představují nejstarší těla. Křemičitany mohou mít různou historii, ale jejich materiál již prošel určitou metamorfózou ve složení velkých nebo malých objektů. Kovové asteroidy jako Psyche nebo Kleopatra jsou zjevně fragmenty jader již vytvořených protoplanet.

Asteroidy vzdálené od Slunce

Dalším velkým souborem malých těl je Kuiperův pás, který se nachází za Neptunovou oběžnou dráhou. Je mnohem masivnější a rozsáhlejší než hlavní pás. Hlavním rozdílem mezi nimi je složení asteroidů z Kuiperova pásu. Obsahují mnohem více těkavých složek-vodní led, zmrazený dusík, metan a další plyny a organické látky. Tato těla jsou ještě blíže složení protoplanetárního mraku. Ve vlastnostech jsou již v mnoha ohledech podobné kometám.

Mezilehlá poloha mezi objekty Kuiperova pásu a asteroidy hlavního pásu je obsazena kentaury pohybujícími se po nestabilních trajektoriích mezi oběžnými dráhami Jupitera a Neptunu. Vyznačují se přechodným složením.

O vyhlídkách na zvládnutí

Asteroidy již dlouho přitahují pozornost jako potenciální zdroj vzácných a drahých kovů: osmium, Palladium, Iridium, platina, zlato a molybden, titan, kobalt a další. Argumenty pro jejich těžbu na asteroidech se spoléhají na skutečnost, že zemská kůra je chudá na těžké prvky v důsledku gravitační diferenciace. Ve stejném procesu se předpokládá, že M-asteroidy jsou kromě železa a niklu bohaté na kovy. Kromě toho ve složení nerozlišených asteroidů C je distribuce prvků poměrně rovnoměrná.

Pomocí těchto úvah společnosti deklarující touhu po vývoji asteroidů pravidelně podněcují zájem o toto téma. Například v červenci 2015 média obešla zprávu o blízkém průletu asteroidu složeného z platiny 2011 uw₁₅₈. Odhad jeho zásob dosáhl až pěti bilionů dolarů, ale byl zjevně přehnaný.

Stále existuje cenná surovina na asteroidech. Otázka proveditelnosti jeho vývoje spočívá na problémech, jako je spolehlivé hodnocení zásob, náklady na lety a těžbu, a samozřejmě nezbytná technologická úroveň. V blízké budoucnosti je nepravděpodobné, že by tyto úkoly byly vyřešeny, takže lidstvo je stále velmi daleko od vývoje asteroidů.