Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:43 • sest 21:13 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 13:37 • Sest 06:11 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 02:59 • Síðdegis: 15:47 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 09:39 • Síðdegis: 21:50 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Stjarnvísindi: sólkerfið

Hvað eru smástirni?

Sævar Helgi Bragason

Hér er einnig svarað spurningu Grétars Ómarssonar:
Eru til góðar myndir af smástirninu Seres milli Mars og Júpíters?
Smástirni eru öll lítil (þvermál er innan við 1000 km) berg- og málmkennd fyrirbæri í sólkerfinu sem hafa enga halastjörnuvirkni, ganga um sólina en eru ekki nægilega stór til að geta talist til plánetna. Þau eru oft óreglulöguð vegna þess að þyngdarkrafturinn er ekki nægilega mikill til að mynda kúlulaga hnött. Smástirnin eru afgangsefni frá myndun sólkerfisins og liggja aðallega í belti milli reikistjarnanna Mars og Júpíters en einnig í minna magni um allt sólkerfið. Um þetta belti og fleiri smástirnahópa má lesa nánar í svari sama höfundar við spurningunni: Hvað getið þið sagt mér um loftsteinabeltið milli Mars og Júpíter?

Smástirnin eru oftast mjög dökkleit vegna kolefnissambanda á yfirborði þeirra. Þó eru til tveir aðrir smástirnahópar sem hafa bjartara yfirborð og þá er efnasamsetningin önnur, en vikið verður nánar að því 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 og brautarhreyfing 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. 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:
  • C: 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.
  • S: 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.
  • M: 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.

Í dag þekkja menn brautir um 10.000 smástirna. Stærsta smástirnið er Seres 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.

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 (Seres 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 teljas 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.

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.

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). Nánar er fjallað um þau í svari við spurningunni: Hvað getið þið sagt mér um loftsteinabeltið milli Mars og Júpíter?

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.

Skoðið einnig skyld svör:

Myndir:
  • Mynd af Seresi

Heimildir:
  • Beatty, J. K., og A. Chaikin (ritstj.): The New Solar System. Sky Publishing House, Bandaríkin/England, 1990.
  • Freedman, R. A. og Kaufmann, William. Universe. W. H. Freedman and Company, New York, 1998. 5. útgáfa.
  • Pasachoff, Jay. Astronomy: From the Earth to the Universe. Massachusets, Saunders College Publishing, 1998. Fimmta útgáfa.
  • Ridpath, Ian. A Dictionary of Astronomy. Oxford Paperback Reference, Oxford University Press, New York, 1997.
  • Weissmann, P. R., McFadden, L. (ritstj): Encyclopedia of the Solar System. New York, Academic Press, 1990.



Mynd af Giuseppe Piazzi: Istituto Nazionale di Astrofisica (Ítalía)

Mynd af Seres: The University of Auckland - The Division of Science and Technology

Höfundur

Sævar Helgi Bragason

Sævar Helgi Bragason

stjörnufræðikennari

Útgáfudagur

19.6.2002

Spyrjandi

Sonja Rut Rögnvaldsdóttir, f. 1987

Efnisorð

Tilvísun

Sævar Helgi Bragason. „Hvað eru smástirni?“ Vísindavefurinn, 19. júní 2002. Sótt 18. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=2505.

Sævar Helgi Bragason. (2002, 19. júní). Hvað eru smástirni? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=2505

Sævar Helgi Bragason. „Hvað eru smástirni?“ Vísindavefurinn. 19. jún. 2002. Vefsíða. 18. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=2505>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað eru smástirni?
Hér er einnig svarað spurningu Grétars Ómarssonar:

Eru til góðar myndir af smástirninu Seres milli Mars og Júpíters?
Smástirni eru öll lítil (þvermál er innan við 1000 km) berg- og málmkennd fyrirbæri í sólkerfinu sem hafa enga halastjörnuvirkni, ganga um sólina en eru ekki nægilega stór til að geta talist til plánetna. Þau eru oft óreglulöguð vegna þess að þyngdarkrafturinn er ekki nægilega mikill til að mynda kúlulaga hnött. Smástirnin eru afgangsefni frá myndun sólkerfisins og liggja aðallega í belti milli reikistjarnanna Mars og Júpíters en einnig í minna magni um allt sólkerfið. Um þetta belti og fleiri smástirnahópa má lesa nánar í svari sama höfundar við spurningunni: Hvað getið þið sagt mér um loftsteinabeltið milli Mars og Júpíter?

Smástirnin eru oftast mjög dökkleit vegna kolefnissambanda á yfirborði þeirra. Þó eru til tveir aðrir smástirnahópar sem hafa bjartara yfirborð og þá er efnasamsetningin önnur, en vikið verður nánar að því 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 og brautarhreyfing 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. 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:
  • C: 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.
  • S: 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.
  • M: 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.

Í dag þekkja menn brautir um 10.000 smástirna. Stærsta smástirnið er Seres 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.

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 (Seres 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 teljas 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.

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.

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). Nánar er fjallað um þau í svari við spurningunni: Hvað getið þið sagt mér um loftsteinabeltið milli Mars og Júpíter?

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.

Skoðið einnig skyld svör:

Myndir:
  • Mynd af Seresi

Heimildir:
  • Beatty, J. K., og A. Chaikin (ritstj.): The New Solar System. Sky Publishing House, Bandaríkin/England, 1990.
  • Freedman, R. A. og Kaufmann, William. Universe. W. H. Freedman and Company, New York, 1998. 5. útgáfa.
  • Pasachoff, Jay. Astronomy: From the Earth to the Universe. Massachusets, Saunders College Publishing, 1998. Fimmta útgáfa.
  • Ridpath, Ian. A Dictionary of Astronomy. Oxford Paperback Reference, Oxford University Press, New York, 1997.
  • Weissmann, P. R., McFadden, L. (ritstj): Encyclopedia of the Solar System. New York, Academic Press, 1990.



Mynd af Giuseppe Piazzi: Istituto Nazionale di Astrofisica (Ítalía)

Mynd af Seres: The University of Auckland - The Division of Science and Technology...