Athugaðu, opna í nýjum glugga. Prenta útSenda hlekk á þessa síðu til vinar

Digg This! Del.icio.us; Reddit Stumble It! Facebook

Smástirni

"Húmor er mesta blessun mannkynsins."
- Mark Twain

Efnisyfirlit
Meira um smástirni

Smástirni eru litlir hnettir úr bergi og málmum í sólkerfinu, innan við 1000 km í þvermál, hafa enga halastjörnuvirkni, snúast í kringum sólina en eru ekki nægilega stór til að geta talist til reikistjarna. Þau eru oft óreglulöguð vegna þess að þyngdarkrafturinn er ekki nægilega mikill til að mynda kúlulaga hnött.

Samástirni eru afgangsefni frá myndun sólkerfisins, um 4600 milljón ára gömul. Þau eru aðallega að finna í svokölluðu smástirnabelti milli reikistjarnanna Mars og Júpíters, en einnig í minna magni á víð og dreif um sólkerfið. Þetta belti inniheldur milljónir smástirna af ýmsum stærðum og gerðum allt frá Seres, sem er 940 km í þvermál eða fjórðungur af stærð tunglsins, niður í hnetti sem eru innan við 1 km í þvermál. Í dag eru þekkt yfir 90.000 smástirni.

Þegar smástirni snýst umhverfis sólin á sporöskjulaga braut sinni, þyngdarkraftur Júpíters og stöku sinnum nálægð við Mars eða annars smástirnis breytir braut smástirnisins, sem kastar því út úr smástirnabeltinu og á aðra braut í geimnum. Þannig gætu fjölmörg tungl í sólkerfinu, til dæmis Fóbos og Deimos við Mars, verið smástirni sem þyngdarkraftur tiltekinnar reikistjörnu fangaði. Stundum stefna smástirni að jörðinni og hafa nokkrum sinnum rekist á jörðina og þannig leikið stórt og mikilvægt hlutverk í jarðsögunni og þróun lífs á jörðinni. Talið er að risaeðlurnar hafi dáið út eftir að smástirni eða halastjarna rakst á jörðina nærri Ycatán-skaganum í Mexíkó.

Hinn 1. janúar 1801 sást smástirni í fyrsta sinn með sjónauka, en þá fann ítalski stjörnufræðingurinn Giuseppa Piazzi það sem hann taldi í fyrstu halastjörnu, en þegar brautin var könnuð betur sást að hún líktist fremur lítilli reikistjörnu. Piazzi nefndi hnöttinn Seres eftir sikileysku korngyðjunni. Ári síðar notaði stjörnufræðingurinn William Herschel fyrstur orðið "asteroid" eða smástirni til að lýsa þessum hnöttum. Á næstu arum fundust nokkrir sambærilegir hnettir í viðbót þeir Pallas, Vesta og Júnó og undir lok 19. aldar höfðu nokkur hundruð smástirni fundist.

Könnun

Nokkur geimför hafa heimsótt smástirni hingað til. Á leið sinni til Júpíters flaug Galíleó-geimfarið framhjá smástirninu 951 Gaspra árið 1991 og 1993 framhjá smástirninu 243 Ída. Stjörnufræðingum til mikillar undrunar sást agnarlítið tungl, sem nefnt var Daktýl, á braut um Ídu – fyrsti þekkti fylgihnöttur smástirnis.

Árið 2000 varð NEAR geimfarið fyrst til að komast á braut um og lenda á yfirborði smástirnis, en það var smástirnið 433 Eros. Þremur árum áður hafði það flogið framhjá smástirninu 253 Matthildur.

Deep Space 1 flaug framhjá smástirninu 9969 Braille í júlí 1999 og komst að því að margt var líkt með þessu smástirni og smástirninu Vesta. Síðar flaug þetta geimfar framhjá halastjörnunni Borrelly árið 2001. Í febrúar 2002 flaug Stardust geimfarið framhjá smástirninu Annefrank á leið sinni til halastjörnunnar Wild 2.

Á næstu árum eru að minnsta kosti tveir leiðangrar fyrirhugaðir til smástirna. Árið 2006 komst japanska Hayabusa geimfarið á braut um smástirnið Itokawa. Sama ár sendi NASA á loft Dawn-geimfarið sem á að rannsaka Ceres og Vestu, tvö af stærstu smástirnunum. Ef allt gengur að óskum verður Dawn fyrsta geimfarið sem kemst á braut um tvo hnetti í einum og sama leiðangrinum.

Flokkun

Á seinustu áratugum hafa stjörnufræðingar notað litrófssjár til að greina efnasamsetningu smástirna. Þetta gera þeir með því að greina ljósið sem endurvarpast af yfirborðum þeirra. Stjörnufræðingar kanna einnig loftsteina – leifar smástirna eða halastjarna sem finnast á víð og dreif um jörðina – í leit að vísbendingum um uppruna þessara hnatta.

Um þrír fjórðuhlutar smástirna eru mjög dökkleit vegna kolefnissambanda á yfirborði þeirra. Til eru tveir aðrir smástirnahópar sem hafa ljósara yfirborð og því aðra efnasamsetningu sem vikið er að síðar. Erfitt getur reynst að mæla massa smástirna sökum þess að þau hafa yfirleitt enga fylgihnetti. Snúningstími smástirna er yfirleitt á bilinu 5 til 20 klukkustundir en umferðartími þeirra fer eftir nálægð við sól.

Sumir vísindamenn telja að smástirnin í beltinu milli Mars og Júpíters séu efni sem aldrei náði að mynda reikistjörnu vegna þyngdaráhrifa frá Júpíter. Í staðinn fyrir að mynda eina heild rákust þau á hvort annað á miklum hraða, ef til vill um 5 km/s. Þetta ferli gerist enn í dag, en miklu sjaldnar en í árdaga sólkerfisins. Aðrir vilja hins vegar halda því fram að smástirnin séu reikisteinar, leifar þess efnis sem myndaði innri reikistjörnurnar. Það yrði óneitanlega mjög spennandi að rannsaka smástirnin nánar, því þar gætu vísbendingar um efna- og eðlisfræðileg myndunarferli reikistjarnanna leynst.

Þó svo að fjöldi smástirna sé mikill er samanlagt rúmmál þeirra ekki svo mikið. Ef hnöttur væri hnoðaður saman úr öllum smástirnunum yrði hann aðeins um 1500 km í þvermál, sem er minna en helmingur af þvermáli tunglsins. Massin væri líka einungis um 1/20 af massa tunglsins.

Smástirnunum er skipt í flokka eftir efnasamsetningu og hve miklu ljósi þau endurvarpa. Flokkarnir eru tilgreindir með stöfunum S, C, M, D, F, P, V, G, E, B og A. Stafirnir lýsa smástirninu; þannig er S "stony" eða bergkenndur, C er "carbonaceous" eða kolefniskenndur, M er "metallic" eða málmkenndur og svo framvegis. Þrír algegustu flokkarnir eru C, S og M:

  1. C (carbonaceous - kolefnissmástirni): Um 75% smástirna eru af gerð C. Slík smástirni eru að mestu úr kolefni en það er hægt að sjá með því að skoða litróf þeirra. Þau eru mjög dökk því þau endurvarpa aðeins um 3% af því sólarljósi sem á þau fellur. Litróf slíkra smástirna sýna að þau hafa nánast haldist óbreytt frá myndun þeirra fyrir 4,6 milljörðum ára. Dæmi um smástirni af þessari gerð er 253 Mathilde.
  2. S (stony - bergsmástirni): Smástirni af S-gerð eru um 17% þekktra smástirna. Þau eru úr sílíkötum og skortir dökku kolefnassamböndin. Þau virðast bjartari en C-gerðin enda endurvarpa þau um 15 til 20% af sólarljósinu sem á þau fellur. Dæmi um slík smástirni eru 951 Gaspra og 243 Ída.
  3. M (metallic - málmsmástirni): Smástirni af þessari gerð eru úr járni og nikkel. Þau eru tiltölulega sjaldgæf og eru bjartari en S og C-gerðirnar. Vísindamenn telja að þau séu leifar kjarna aðskildra fyrirbæra. Í stórum fyrirbærum sem í árdaga sólkerfisins voru nægilega heit til að vera fljótandi, sukku þétt efni eins og járn og nikkel niður í miðju hnattarins á meðan léttari efni eins og sílíköt streymdu upp á við. Minni fyrirbæri kólnuðu fyrr en stærri fyrirbæri, þannig að þau voru ekki eins lagskipt. Snemma í myndunarferli sólkerfisins voru mun fleiri fyrirbæri á ferð og árekstrar því mun algengari svo að sum smástirnin rákust hvert á annað, tvístruðust og komu þá málmkjarnarnir bersýnilega í ljós. Dæmi um smástirni af M-gerð er 16 Psyche.

Stærðir

Í dag þekkja menn brautir um 10.000 smástirna. Stærsta smástirnið er dvergreikistjarnan Ceres sem ítalski stjörnufræðingurinn Giuseppe Piazzi uppgötvaði hinn 1. janúar, 1801. Þvermál þess er 930 km og massi þess er um 30% af massa alls smástirnabeltisins. Það er í 2,77 stjarnfræðieininga (AU) fjarlægð frá sólu og fer einn hring um hana á 4,6 árum. Seres er mjög smár hnöttur og sést því ekki með berum augum. Það eru ekki til neinar myndir af Seresi úr mikilli nálægð en Hubblesjónaukinn tók nýlega mynd af Seresi sem sést hér. Myndin er eins og sjá má ekkert sérstaklega góð en engu að síður sú besta sem tekin hefur verið af þessu smástirni.

Aðeins tvö önnur smástirni eru meira en 300 km í þvermál, þau Pallas (522 km) og Vesta (510 km), sem jafnframt er eina smástirnið sem sést með berum augum frá jörðinni. Þrjátíu smástirni eru 200 til 300 km í þvermál og um 200 smástirni eru meira en 100 km í þvermál. Vísindamenn telja líklegt að um hundrað þúsund til milljón smástirni séu meira en 1 km í þvermál. Meðalfjarlægðin milli smástirna í smástirnabeltinu er um tvöföld fjarlægð milli tunglsins og jarðar, þannig að árekstrar eru fátíðir og það er nánast engin hætta á að geimför rekist á þau.

Nafngiftir

Í dag finna bæði stjörnufræðingar og áhugamenn mánaðarlega tugi smástirna til viðbótar við þau sem fyrir eru þekkt. Þegar smástirni uppgötvast er sérstök stofnun við Smithsonian-athugunarstöðina látin vita og þar fær smástirnið fyrst bráðabirgðaheiti, til dæmis 1980 JE. Þetta heiti þýðir að smástirnið var það fimmta, "E", sem fannst á síðari helmingi maímánaðar, "J", (tíunda hálfmánuði ársins) árið 1980. Ef smástirnið sést að minnsta kosti fjórum sinnum aftur við gagnstöðu (e. opposition), fær það opinbert raðbundið heiti (Ceres er þannig nr. 1, Pallas nr. 2, og svo framvegis) og sá sem uppgötvaði það fær að stinga upp á nafni. Sá galli er þó á gjöf Njarðar að Alþjóðasamband stjarnfræðinga (IAU) þarf að samþykkja nafnið, svo teljast verður hæpið að maður fái að nefna það eftir sér. Smástirnið hér að ofan, 1980 JE, hlaut síðar opinbera heitið 3834 Zappafrank eftir bandaríska tónlistamanninum Frank Zappa.

Loftsteinar

Mest öll þekking okkar á smástirnum kemur til vegna rannsókna á brotum sem falla til jarðar. Brot sem rekast á jörðina eru nefnd loftsteinar. Þegar loftsteinn kemur á miklum hraða inn í lofthjúp jarðar, brennur hann yfirleitt upp til agna og ljósið frá honum þekkjum við sem stjörnuhrap. Ef loftsteinninn brennur ekki algjörlega upp rekst hluti af honum á jörðina og myndast þá stundum gígur, en það fer þó allt eftir stærð steinsins. Flest loftsteinabrot finnast á Suðurskautslandinu þar sem yfirborðið er mjög einsleitt og auðvelt að finna þá. Þar fannst til að mynda steinninn sem talinn var, og er jafnvel enn, innihalda steingervinga frá Mars og þar fannst ennfremur brot úr smástirninu Vesta.

Sjá nánar: Loftsteinar

Jarðnándarsmástirni

Sum smástirni eru á mjög ílöngum brautum og koma því stundum inn í innra sólkerfið. Smástirni sem skera braut Mars, eða sem liggja algjörlega innan við Mars, eru nefnd sögð vera nálægt jörðu og nefnast á ensku near-Earth objects (NEOs). Stundum gerist það að slík fyrirbæri fara mjög nálægt jörðu. Oft hefur munað mjóu, til dæmis árið 1931 þegar smástirnið 433 Eros smaug framhjá jörðinni í aðeins 23 milljón km fjarlægð. Hinn 30. október, 1937, fór smástirnið Hermes framhjá jörðinni í einungis 900.000 km fjarlægð og árið 1994 fór smástirnið 1994 XM1 hársbreidd framhjá jörðinni eða í 105.000 km fjarlægð. Sem betur fer er það smástirni aðeins 10 metrar í þvermál og hefði sennilega brunnið upp í lofthjúpnum ef það hefði stefnt beint á jörðina.

Við vitum að smástirni hafa rekist á jörðina í fortíðinni. Það er því einungis spurning hvenær en ekki hvort gerist aftur. Í dag telja menn að til séu allt að 2000 smástirni sem hæglega gætu valdið miklum usla, stefni þau á jörðina.

Sjá nánar: Jarðnándarsmástirni
Sjá nánar: Árekstragígar

Sjá nánar: Hverjar eru líkurnar á árekstrum?

Digg This! Del.icio.us; Reddit Stumble It! Facebook