aurinkoa kiertävillä radoilla on aurinkokunnan aamunkoitosta jääneitä kivenpalasia. Useimmat näistä kohteista, joita kutsutaan planetoideiksi tai asteroideiksi — eli ”tähden kaltaisiksi”-kiertävät Marsin ja Jupiterin välistä ryhmää, joka tunnetaan Pääasteroidivyöhykkeenä.

Pääasteroidivyöhyke sijaitsee yli kaksi ja puoli kertaa niin kaukana kuin maa auringosta. Se sisältää Nasan mukaan miljoonia asteroideja. Useimmat niistä ovat suhteellisen pieniä, kivenlohkareiden koosta jopa muutaman tuhannen metrin läpimittaan. Mutta jotkut ovat huomattavasti suurempia.

alkuperä

aurinkokunnan alkuaikoina gravitaatio veti aurinkoa kiertävän pölyn ja kiven yhteen planeetoiksi. Kaikki ainekset eivät kuitenkaan luoneet uusia maailmoja. Marsin ja Jupiterin välisestä alueesta muodostui asteroidivyöhyke.

toisinaan ihmiset pohtivat, koostuiko vyö tuhoutuneen planeetan jäänteistä vai maailmasta, joka ei aivan päässyt alkuun. Vyöhykkeen kokonaismassa on kuitenkin Nasan mukaan kuuta pienempi, aivan liian pieni painamaan planeettana. Sen sijaan romua paimentaa Jupiter, joka esti sitä yhdistymästä muille kasvaville planeetoille.

muiden planeettojen havainnot auttavat tutkijoita ymmärtämään aurinkokuntaa paremmin. Grand Tack-nimellä tunnetun kehittyvän teorian mukaan Jupiterin ja Saturnuksen arvellaan aurinkokunnan ensimmäisten 5 miljoonan vuoden aikana siirtyneen sisäänpäin kohti aurinkoa ennen kuin ne muuttivat suuntaa ja suuntasivat takaisin ulompaan aurinkokuntaan. Matkan varrella he olisivat sirotelleet alkuperäisen asteroidivyöhykkeen eteensä ja lähettäneet sitten materiaalia lentäen takaisin täyttääkseen sen.

”Grand Tack-mallissa asteroidivyöhyke puhdistui hyvin varhaisessa vaiheessa ja eloonjääneet jäsenet ottivat näytteitä paljon suuremmalta alueelta aurinkosumusta”, John Chambers Carnegie Institution for Sciencesta kirjoitti Science-lehdessä verkossa julkaistussa ”Perspectives” – jutussa.

aurinkokuntamme ei ole ainoa, jolla on asteroidivyöhyke. Pölypilvi Zeta Leporis-nimellä tunnetun tähden ympärillä muistuttaa paljon nuorta vyötä. ”Zeta Leporis on suhteellisen nuori tähti — suunnilleen aurinkomme ikäinen, Kun maa oli muodostumassa”, Michael Jura sanoi lausunnossaan. ”Zeta Leporisin ympärillä havaitsemamme järjestelmä muistuttaa sitä, mitä uskomme tapahtuneen oman aurinkokuntamme alkuvuosina, kun planeettoja ja asteroideja luotiin.”Professori Kalifornian yliopistossa Los Angelesissa, Jura on sittemmin kuollut.

muissakin tähdissä on merkkejä asteroidivyöhykkeistä, mikä viittaa siihen, että ne voivat olla yleisiä.

samaan aikaan tutkimukset valkoisista kääpiöistä, elämänsä loppuvaiheessa olevista auringon kaltaisista tähdistä osoittavat niiden pinnalle putoavan kiviainesta, joka viittaa siihen, että tällaiset vyöt ovat yleisiä kuolevien järjestelmien ympärillä.

koostumus

suurin osa päävyöhykkeen asteroideista on tehty kivestä ja kivestä, mutta pieni osa niistä sisältää rauta-ja nikkelimetalleja. Jäljellä olevat asteroidit koostuvat näiden sekamelskasta hiilipitoisten materiaalien ohella. Joillakin kaukaisemmilla asteroideilla on yleensä enemmän ices-alueita. Vaikka ne eivät ole tarpeeksi suuria ylläpitämään ilmakehää, mutta on olemassa todisteita siitä, että jotkut asteroidit sisältävät vettä.

jotkut asteroidit ovat suuria, kiinteitä kappaleita — vyössä on yli 16 kappaletta, joiden läpimitta on yli 240 km. Suurimmat asteroidit, Vesta, Pallas ja Hygiea, ovat 400 kilometriä pitkiä ja suurempia. Alueella sijaitsee myös kääpiöplaneetta Ceres. Halkaisijaltaan 950 kilometriä eli noin neljännes kuumme koosta Ceres on pyöreä, mutta sitä pidetään liian pienenä täysimittaiseksi planeetaksi. Se muodostaa kuitenkin noin kolmanneksen asteroidivyöhykkeen massasta.

muut asteroidit ovat kivikasoja, joita painovoima pitää koossa. Useimmat asteroidit eivät ole aivan tarpeeksi massiivisia saavuttaakseen pallomaisen muodon ja ovat sen sijaan epäsäännöllisiä, muistuttaen usein möykkyistä perunaa. Asteroidi 216 Kleopatra muistuttaa koiranluuta.

asteroidit luokitellaan useisiin tyyppeihin niiden kemiallisen koostumuksen ja heijastavuuden eli albedon perusteella.

• C-tyypin asteroidit muodostavat yli 75 prosenttia tunnetuista asteroideista. ”C” tarkoittaa hiiltä, ja näiden erittäin tummien asteroidien pinnat ovat lähes hiilenmustia. Hiilipitoisten kondriittimeteoriittien koostumus maapallolla on samankaltainen, ja niiden arvellaan olevan isompien asteroidien kappaleiksi murskattuja kappaleita. Vaikka C-tyypin asteroidit hallitsevat vyöhykkeellä, ne muodostavat Euroopan avaruusjärjestön mukaan vain noin 40 prosenttia lähempänä Aurinkoa olevista asteroideista. Näitä ovat B-tyypin, F-tyypin ja G-tyypin alaryhmät.
• S-tyypin asteroidit ovat toiseksi yleisin tyyppi, ja niitä on noin 17 prosenttia tunnetuista asteroideista. Ne hallitsevat sisempää asteroidivyöhykettä ja tulevat harvinaisemmiksi kauempana. Ne ovat kirkkaampia ja niissä on metallista nikkeli-rautaa sekoitettuna rauta – ja magnesiumsilikaatteihin. ”S” tarkoittaa silikaattipitoista.
• M-tyypin asteroidit (”m” tarkoittaa metallista) ovat viimeinen merkittävä tyyppi. Nämä asteroidit ovat melko kirkkaita ja useimmat niistä koostuvat puhtaasta nikkeli-raudasta. Niitä tavataan yleensä asteroidivyöhykkeen keskialueella.
• jäljellä olevat harvinaiset asteroidityypit ovat A-tyyppi, D-tyyppi, E-tyyppi, P-tyyppi, Q-tyyppi ja R-tyyppi.

vuonna 2007 NASA käynnisti lennon, Dawnin, vierailemaan Ceresissä ja Vestassa. Dawn saavutti Vestan vuonna 2011 ja viipyi siellä yli vuoden ennen kuin matkusti Ceresiin vuonna 2015. Se pysyy kääpiöplaneetan kiertoradalla tehtävänsä loppuun asti.

siinä missä suurin osa asteroidivyöhykkeestä koostuu kivisistä kappaleista, Ceres on jäinen kappale. Aamunkoitteessa havaitusta orgaanisesta aineksesta saadut vihjeet viittaavat siihen, että se on saattanut muodostua kauempana aurinkokunnassa ennen laskeutumista vyöhykkeelle. Vaikka orgaanisia on nähty vain pinnalla, se ei tarkoita, että kääpiöplaneetalla voisi olla enemmän materiaalia.

”emme voi sulkea pois sitä mahdollisuutta, että on muitakin paikkoja, joissa on runsaasti orgaanisia aineita, joita tutkimus ei ole ottanut näytteitä, tai jotka ovat havaitsemisrajan alapuolella”, Maria Cristina De Sanctis Rooman Avaruusastrofysiikan ja Avaruusplanetologian instituutista kertoi Space.com sähköpostitse.

rakentaen vyötä

päävyöhyke sijaitsee Marsin ja Jupiterin välissä noin kaksi-neljä kertaa Maan ja auringon välisen etäisyyden verran ja ulottuu noin 140 miljoonan kilometrin läpimittaiselle alueelle. Vyöhykkeen kohteet jaetaan kahdeksaan alaryhmään, jotka on nimetty kunkin ryhmän pääasteroidien mukaan. Nämä ryhmät ovat Hungarias, Floras, Fokaia, Koronis, Eos, Themis, Cybeles ja Hildas.

vaikka Hollywoodissa nähdään usein aluksia, jotka tekevät lähietäisyyksiä asteroidivyöhykkeiden kautta, matka on yleensä tapahtumaköyhä. Useat avaruusalukset ovat kulkeneet turvallisesti asteroidivyöhykkeen läpi ilman välikohtauksia, muun muassa Nasan New Horizons-luotaimen Plutoon.

”onneksi asteroidivyöhyke on niin valtava, että sen suuresta pienten kappaleiden populaatiosta huolimatta todennäköisyys törmätä siihen on lähes häviävän pieni — paljon pienempi kuin yksi miljardista”, kirjoitti New Horizonsin periaatteellinen tutkija Alan Stern. ”Jos haluat tulla tarpeeksi lähelle asteroidia tehdäksesi yksityiskohtaisia tutkimuksia siitä, sinun täytyy tähdätä sellaiseen.”

asteroidivyöhykkeen sisällä on suhteellisen tyhjiä alueita, jotka tunnetaan nimellä Kirkwoodin aukot. Nämä aukot vastaavat kiertoresonansseja Jupiterin kanssa. Kaasujättiläisen vetovoima pitää nämä alueet paljon tyhjempinä kuin muut vyöhykkeet. Muissa resonansseissa asteroidit voivat olla keskittyneempiä.

asteroidivyöhykkeen löytyminen

1700-luvulla elänyt saksalainen tähtitieteilijä Johann Titius huomasi planeettojen asettelussa matemaattisen kuvion ja ennusti sen avulla yhden olemassaolon Marsin ja Jupiterin välillä. Tähtitieteilijät tutkivat taivaita etsiessään tätä kadonnutta ruumista. Vuonna 1800 25 tähtitieteilijää muodosti Taivaanpoliisina tunnetun ryhmän, joka kukin etsi kadonnutta planeettaa 15 asteen päästä eläinradasta. Mutta ensimmäisen ruumiin löytyminen tältä alueelta tuli ulkopuoliselta, italialaiselta tähtitieteilijältä Giuseppe Piazzilta: hän antoi sille nimen Ceres. Toinen ruumis, Pallas, löytyi hieman yli vuotta myöhemmin.

näistä molemmista kappaleista käytettiin jonkin aikaa nimitystä planeetat. Näiden esineiden löytövauhti kuitenkin kiihtyi, ja 1800-luvun alkuun mennessä niitä oli löydetty jo yli 100. Tutkijat huomasivat nopeasti, että ne olivat liian pieniä, jotta niitä voitaisiin pitää planeettoina, ja he alkoivat kutsua niitä asteroideiksi.

päätoimittajan huomautus: Tämä artikkeli on päivitetty vastaamaan marraskuun korjausta. 2, 2018. Alkuperäisen artikkelin mukaan pääasteroidivyöhykkeellä saattaa olla miljardeja tai jopa biljoonia asteroideja.

seuraa Nola Taylor Reddiä osoitteessa @NolaTRedd, Facebook tai Google+. Seuraa meitä osoitteessa @ Spacedotcom, Facebook tai Google+.