In sistemul solar exista patru categorii de baza de obiecte cosmice mici, si anume: meteoriti, asteroizi, comete si praf si gaz. Aceste categorii se diferentiaza pe baza chimiei, caracteristicilor orbitale si originilor lor. Meteoritii sunt practic corpurile mai mici aflate intre planete, definite ca orice obiecte metalice-stancoase ce au mai putin de 100 de metri sau, alternativ, un kilometru, ca dimensiune. Acestea sunt obiectele care cad in general pe Pamant. In timp ce sunt incalziti pana la incandescenta de frecarea atmosferica in cursul trecerii lor prin atmosfera, acestia se numesc “meteori”. Un fragment care supravietuieste trecerii prin atmosfera si cade pe Pamant se numeste meteorit.
Meteoritii
Astronomii disting doua tipuri de meteoriti: cei sporadici, ale caror trasee orbitale se intersecteaza cu orbita Pamantului in directii aleatoare, si ploile de meteoriti, care sunt ramasitele cometelor vechi care au lasat o multime de particule mici si praf intr-o orbita comuna. Materialul meteoritilor sporadici isi are originea in destramarea asteroizilor si cometelor vechi si imprastierea resturilor departe de orbitele originale. Cand orbita ploilor de meteoriti se intersecteaza cu cea a Pamantului, pot fi vazuti numerosi meteoriti venind din acelasi punct din cer. Asocierea dintre meteoriti si comete este foarte bine cunoscuta in cazul Leonidelor (pot fi observate in jurul datei de 16 noiembrie, punctul radiant fiind in constelatia Leo), acestea reprezentand resturile cometei 1866I, si in cazul Perseidelor (apar in jurul datei de 11 august), care sunt ramasitele cometei 1862III.
Un meteor tipic are doar 0,25 grame si intra in atmosfera cu o viteza de 30 de kilometri pe secunda si o energie cinetica de aproximativ 200 000 de wati pe secunda, care permite incalzirii prin frecare sa produca o incandescenta echivalenta cu un bec de 20 000 de wati care arde timp de 10 secunde. In fiecare zi, 10 milioane de meteori intra in atmosfera (echivalentul a 20 de tone de material). Materialele mai mici si mai fragile care nu supravietuiesc trecerii prin atmosfera provin in primul rand de la comete.
Meteoritii mai mari, care sunt mai solizi si provin de la asteroizi, ajung pe Pamant de 25 de ori pe an (cel mai mare meteorit recuperat avea 50 de tone). La fiecare 100 de milioane de ani, un obiect cu diametrul de 10 kilometri poate lovi Pamantul, producand un impact asemanator cu cel care este considerat a fi raspunzator pentru extinctia dinozaurilor. Aproximativ 200 de cratere de meteoriti mari au ramas conservate pe suprafata Pamantului. Unul din cele mai recente si cele mai faimoase cratere de meteoriti care s-a conservat este craterul Barringer din Arizona de Nord – are 25 000 de ani vechime, diametrul de 1280 de metri si adancimea de 182 de metri. Acest crater reprezinta impactul cu un obiect ce cantarea 50 000 de tone.
Din punct de vedere chimic, meteoritii sunt clasificati in trei tipuri: fier (compusi din 90% fier si 10% nichel – reprezinta 5% din meteoritii cazuti pe Pamant), roca-fier (reprezinta 1% din meteoritii cazuti pe Pamant) si roca (reprezinta 94% din meteoritii cazuti pe Pamant). Meteoritii din roca sunt compusi din diverse tipuri de silicati, insa nu sunt identici din punct de vedere chimic cu rocile de pe Pamant. Majoritatea acestor roci sunt chondrite, care contin chondrule (sferule microscopice ale elementelor, care par sa se fi condensat dintr-un gaz). Aproape 5% sunt chondrite carbonice, bogate in carbon si elemente volatile – sunt considerate a fi cele mai primitive si mai nealterate materiale gasite in sistemul solar. Aceste clase de meteoriti furnizeaza dovezi ale existentei planetoizilor diferentiati din punct de vedere chimic, care s-au destramat de-atunci.
Asteroizii
Asteroizii, cele mai mari obiecte care nu sunt planete sau sateliti, sunt acele obiecte care au peste 100 de metri, sau un kilometru, in diametru. Cel mai mare asteroid este Ceres, cu diametrul de 1000 de kilometri, urmat de Pallas (600 de kilometri), Vesta (540 de kilometri) si Juno (250 de kilometri). Numarul de asteroizi din sistemul solar creste rapid cu cat asteroizii sunt mai mici: cu zece asteroizi mai mari de 160 de kilometri, 300 de asteroizi mai mari de 40 de kilometri si aproximativ 100 000 de asteroizi mai mari de un kilometru.
Marea majoritate a asteroizilor (94%) se gasesc intre Marte si Jupiter, in centura asteroizilor. Acestia au perioade orbitale in jurul soarelui de 3,3 pana la 6 ani si raze orbitale de 2,2 pana la 3,3 unitati astronomice in jurul soarelui. In cadrul centurii asteroizilor, distributia asteroizilor nu este uniforma. Aceste goluri in distributiile radiale ale asteroizilor se numesc “goluri Kirkwood” si sunt rezultatul perturbatiilor gravitationale acumulate de Jupiter, care au alterat orbitele facandu-le mai mici sau mai mari.
In total, masa asteroizilor insumeaza doar 1/1600 din masa Pamantului si se pare ca acestia sunt doar resturi ramase de la formarea sistemului solar. Lumina solara reflectata de aceste obiecte cosmice arata ca cele mai multe dintre ele reprezinta trei tipuri principale: asteroizi predominant metalici (asteroizi extrem de reflectorizanti de tip M, care reprezinta 10% din totalul de asteroizi), cei din roca si putin metal (asteroizi rosiatici de tip S, care reprezinta 15% din totalul de asteroizi si sunt mai comuni in interiorul centurii) si cei din roca, care au un continut ridicat de carbon (asteroizi intunecati de tip C, care reprezinta 75% din totalul de asteroizi si sunt mai abundenti in exteriorul centurii). Asteroizii cu proportii diferite de silicati si metale provin din destramarea corpurilor asteroidale mai mari, care au fost odinioara partial topite, permitand diferentierea chimica la momentul formarii.
In alta parte, in sistemul solar, exista alte grupuri de asteroizi. Asteroizii troieni sunt blocati intr-o configuratie gravitationala stabila cu Jupiter, orbitand in jurul soarelui la pozitii de 60 de grade in fata sau in spatele orbitei sale. Asteroizii Apollo au orbite in partea interioara a sistemului solar. Acesti asteroizi sunt in numar de cateva zeci si au in general diametrul de un kilometru. Unul din aceste corpuri mici loveste Pamantul la fiecare un milion de ani. In sistemul solar exterior, gasim asteroidul Chiron, a carui orbita de 51 de ani nu este, probabil, stabila. Diametrul sau este cuprins intre 160 si 640 de kilometri, insa originea si compozitia sa sunt necunoscute. Acest asteroid ar putea sau nu sa fie unic.
Comete
Structura unei comete tipice include cozile de gaz si praf, o coama si un nucleu. Coada de gaz sau plasma este intotdeauna indreptata departe de soare, din cauza interactiunii cu vantul solar. Aceste cozi sunt cele mai mari structuri din sistemul solar (au pana la 150 de milioane de kilometri in lungime). Cozile sunt formate prin sublimarea ghetii din nucleul solid, iar culoarea albastruie se datoreaza reemisiei luminii absorbite. O coada de praf, care pare a fi galbuie din cauza luminii solare reflectate, poate fi vazuta uneori ca o caracteristica distincta indreptata in directia intermediara dintre calea cometei si directia opusa soarelui. Coama este o regiune difuza din jurul nucleului unei comete, o regiune relativ densa de gaz. In interiorul coamei se afla nucleul, o masa compusa in principal din gheata si particule de roca. Masele cometelor tipice sunt de aproximativ un miliard de tone, cu o dimensiune de cativa kilometri in diametru. Jeturile cauzate de gazul care fierbe si iese afara din nucleu pot fi observate uneori, de multe ori formand o anti-coada. Jeturile pot fi o influenta semnificativa in schimbarea orbitei unei comete.
Exista doua grupuri majore de comete: cele cu perioada lunga (cu perioade orbitale de cateva sute pana la un milion de ani sau mai mult) si cele cu perioada scurta (cu perioade orbitale de 3 pana la 200 de ani). Cometele cu perioada lunga au orbite extrem de alungite si se misca in interiorul sistemului solar la toate unghiurile. Cometele cu perioada scurta au orbite eliptice mai mici, cu orbite predominant directe in planul eclipticii. In sistemul solar interior, orbitele cometelor cu perioada scurta pot fi alterate, in special de gravitatia lui Jupiter. Exista aproximativ 45 de corpuri in familia de comete a lui Jupiter, cu perioade de cinci pana la zece ani. Orbitele lor nu sunt stabile datorita perturbatiilor continue ale planetei Jupiter.
Deoarece cometele sunt compuse din gheata care se pierde incet prin incalzirea solara, vietile acestora sunt scurte in comparatie cu varsta sistemului solar. Daca periheliul unei comete este mai mic de o unitate astronomica, viata tipica a acesteia va fi de aproximativ 100 de perioade orbitale. Materialul solid stancos, care inainte era tinut la un loc de gheata, se imprastie de-a lungul orbitei cometei. Atunci cand Pamantul se intersecteaza cu aceasta orbita, au loc ploile de meteoriti. Durata limitata de viata a cometelor arata ca trebuie sa existe o sursa care furnizeaza noi comete in permanenta.
Una dintre aceste surse este Norul Oort (o distributie vasta de miliarde de comete care ocupa o regiune de 100 000 de unitati astronomice in diametru). Ocazional, o cometa este perturbata de o stea aflata in trecere, care o trimite in partea interioara a sistemului solar ca o cometa cu perioada lunga. O a doua sursa a cometelor este un disc turtit aflat in planul exterior al sistemului solar, la exterior de orbita lui Neptun (sursa majoritatii cometelor cu perioada scurta).
Gaz si praf
Praful si gazul sunt cele mai mici componente ale sistemului nostru solar. Prezenta prafului este dezvaluita prin reflectarea sa de catre lumina soarelui, care produce doua fenomene: lumina zodiacala si gegenschein. Cartografierea cerului cu ajutorul satelitilor cu infrarosu a detectat, de asemenea, emisii termale din benzile de praf aflate in jurul eclipticii, la distanta centurii de asteroizi. Numarul acestor benzi de praf se potriveste cu rata de coliziuni a asteroizilor majori si cu perioada de timp necesara pentru ca praful rezultat in urma acestor coliziuni sa se disperseze. Gazul din sistemul solar este rezultatul vantului solar, un flux constant de particule incarcate din atmosfera exterioara a soarelui, care trece pe langa Pamant cu viteza de 400 km/s. Acest flux este variabil, fiind mai mare atunci cand soarele este activ. Fluxurile exceptionale pot provoca tulburari in magnetosfera Pamantului, care pot perturba comunicarea radio la distanta lunga, pot afecta satelitii si pot genera anomalii in retelele electrice de pe planeta.
