Реферат: Астероиды. Метеориты. Метеоры

Омск 2009

Астероид

АСТЕРОИД—небольшое планетоподобное небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбитевокруг Солнца. Астероиды, известные также как малые планеты, значительноуступают по размерам планетам.

Определения.

Терминастероид (от др.-греч.— «подобный звезде») был введён Уильямом Гершелем наосновании того, что эти объекты при наблюдении в телескоп выглядели как точкизвёзд — в отличие от планет, которые при наблюдении в телескоп выглядятдисками. Точное определение термина «астероид» до сих пор не являетсяустановившимся. Термин «малая планета» (или «планетоид») не подходит дляопределения астероидов, так как указывает и на расположение объекта в Солнечнойсистеме. Однако не все астероиды являются малыми планетами.

Однимиз способов классификации астероидов является определение размера. Действующаяклассификация определяет астероиды, как объекты с диаметром более 50 м, отделяя их от метеорных тел, которые выглядят как крупные камни, или могут быть ещё меньше.Классификация опирается на утверждение, что астероиды могут уцелеть при входе ватмосферу Земли и достигнуть её поверхности, в то время, как метеоры, какправило, полностью сгорают в атмосфере.

Врезультате «астероид» можно определить как объект Солнечной системы, состоящийиз твёрдых материалов, который по размерам больше метеора.

Астероидыв Солнечной системе

Нанастоящий момент в Солнечной системе обнаружены десятки тысяч астероидов. Посостоянию на 26 сентября 2006 в базах данных насчитывалось 385083 объекта, у164612 точно определены орбиты и им присвоен официальный номер. 14077 из них наэтот момент имели официально утверждённые наименования. Предполагается, что вСолнечной системе может находиться от 1.1 до 1.9 миллиона объектов, имеющихразмеры более 1 км. Большинство известных на данный момент астероидов сосредоточенов пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера.

Самымкрупным астероидом в Солнечной системе считалась Церера, имеющая размерыприблизительно 975×909 км, однако с 24 августа 2006 года она получиластатус карликовой планеты. Два других крупнейших астероида 2 Паллада и 4 Вестаимеют диаметр ~500 км. 4 Веста является единственным объектом пояса астероидов,который можно наблюдать невооружённым глазом. Астероиды, движущиеся по другиморбитам, также могут быть наблюдаемы в период прохождения вблизи Земли(например 99942 Апофис).

Общаямасса всех астероидов главного пояса оценивается в 3.0-3.6×1021 кг, чтосоставляет всего около 4 % от массы Луны. Масса Цереры — 0.95×1021 кг, тоесть около 32 % от общей, а вместе с тремя крупнейшими астероидами 4 Веста (9 %),2 Паллада (7 %), 10 Гигея (3 %) — 51 %, то есть абсолютное большинствоастероидов имеют ничтожную массу.

Изучениеастероидов

Изучениеастероидов началось после открытия в 1781 Уильямом Гершелем планеты Уран. Егосреднее гелиоцентрическое расстояние оказалось соответствующим правилуТициуса-Боде.

Вконце XVIII века Франц Ксавер (Franz Xaver von Zach) организовал группу,включавшую 24 астрономов. С 1789 эта группа занималась поисками планеты,которая, согласно правилу Тициуса-Боде, должна была находиться на расстоянииоколо 2,8 астрономических единиц от Солнца — между орбитами Марса и Юпитера.Задача состояла в описании координат всех звёзд в области зодиакальныхсозвездий на определённый момент. В последующие ночи координаты проверялись, ивыделялись объекты, которые смещались на большее расстояние. Предполагаемоесмещение искомой планеты должно было составлять около 30 угловых секунд в час,что должно было быть легко замечено.

Поиронии судьбы первый астероид, 1 Церера, был обнаружен итальянцем Пиацци, неучаствовавшим в этом проекте, случайно, в 1801, в первую же ночь столетия. Тридругих — 2 Паллада, 3 Юнона и 4 Веста были обнаружены в последующие нескольколет — последний, Веста, в 1807. Ещё через 8 лет бесплодных поисков большинствоастрономов решило, что там больше ничего нет, и прекратило исследования.

Однако,Карл Людвиг Хенке проявил настойчивость, и в 1830 возобновил поиск новыхастероидов. Пять лет спустя он обнаружил Астрею, первый новый астероид за 38лет. Он также обнаружил Гебу менее чем через два года. После этого другиеастрономы подключились к поискам, и далее обнаруживалось не менее одного новогоастероида в год (за исключением 1945).

В1891 Макс Вольф впервые использовал для поиска астероидов метод астрофотографии,при котором на фотографиях с длинным периодом экспонирования астероидыоставляли короткие светлые линии. Этот метод значительно увеличил количествообнаружений по сравнению с ранее использовавшимися методами визуальногонаблюдения: Вольф в одиночку обнаружил 248 астероидов, начиная с 323 Бруция,тогда как до него было обнаружено немногим более 300. Сейчас, век спустя,только несколько тысяч астероидов идентифицировано, пронумеровано ипроименовано. Известно об их гораздо большем количестве, однако учёные не оченьбеспокоятся об их изучении, называя астероиды «космическим сбродом» («vermin ofthe skies»).

Именованиеастероидов

Сначалаастероидам давали имена героев римской и греческой мифологии, позднееоткрыватели получили право называть его как угодно, например — своим именем.Вначале астероидам давались преимущественно женские имена, мужские именаполучали только астероиды, имеющие необычные орбиты (например, Икар,приближающийся к Солнцу ближе Меркурия). Позднее и это правило пересталособлюдаться.

Получитьимя может не любой астероид, а лишь тот, орбита которого более или менеенадёжно вычислена. Были случаи, когда астероид получал имя спустя десятки летпосле открытия. До тех пор, пока орбита не вычислена, астероиду даётсяпорядковый номер, отражающий дату его открытия, например, 1950 DA. Цифрыобозначают год, первая буква — номер полумесяца в году, в котором астероид былоткрыт (в приведённом примере это вторая половина февраля). Вторая букваобозначает порядковый номер астероида в указанном полумесяце, в нашем примереастероид был открыт первым. Так как полумесяцев 24, а английских букв — 26, вобозначении не используются две буквы: I (из-за сходства с единицей) и Z. Есликоличество астероидов, открытых в течение полумесяца, превысит 24, вновь возвращаютсяк началу алфавита, приписывая второй букве индекс 2, при следующем возвращении —3, и т. д.

Послеполучения имени официальное именование астероида состоит из числа (порядковогономера) и названия — 1 Церера, 8 Флора и т. д.

Поясастероидов

Орбитыбольшинства пронумерованных малых планет (98%) расположены между орбитамипланет Марса и Юпитера. Их средние расстояния от Солнца составляют от 2,2 до3,6 а.е. Они образуют так называемый главный пояс астероидов. Все малыепланеты, как и большие, движутся в прямом направлении. Периоды их обращениявокруг Солнца составляют в зависимости от расстояния от трех до девяти лет.Нетрудно сосчитать, что линейная скорость приблизительно равна 20 км/с. Орбитымногих малых планет заметно вытянуты. Эксцентриситеты редко превышают 0,4, но,например, у астероида 2212 Гефест он равен 0,8. Большинство орбит располагаетсяблизко к плоскости эклиптики, т.е. к плоскости орбиты Земли. Наклоны обычносоставляют несколько градусов, однако бывают и исключения. Так, орбита Цереры имеетнаклом 35°, известны и большие наклонения.

Возможно,нам жителям Земли, наиболее важно знать астероиды, орбиты которых близкоподходят к орбите нашей планеты. Обычно выделяют три семейства сближающихся сЗемлей астероидов. Они названы по имени типичных представителей — малых планет:1221 Амур, 1862 Аполлон, 2962 Атон. К семейству Амура относятся астероиды,орбиты которых в перигелии почти касаются орбиты Земли. «Аполлонцы»пересекают земную орбиту с внешней стороны, их перегелийное расстояние меньше 1а.е. «Атонцы» имеют орбиты с большой полуосью меньше земной ипересекают земную орбиту изнутри. Представители всех указанных семейств могутвстретиться с Землей. Что же касается близких прохождений, то они случаютсянередко.

Например,астероид Амур в момент открытия находился в 16,5 млн километров от Земли, 2101Адонис приблизился на 1,5 млн километров, 2340 Хатхор — на 1,2 млн километров.Астрономы многих обсерваторий наблюдали прохождение мимо Земли астероида 4179Таутатис. 8 декабря 1992 г. он был от нас на расстоянии 3,6 млн километров.

Основноеколичество астероидов сосредоточено в главном поясе, но имеется важныеисключения. Задолго до открытия первого астероида французский математик ЖозефЛуи Лагранж изучал так называемую задачу трех тел, т.е. исследовал, какдвижутся три тела под действием сил тяготения. Задача очень сложна и в общемвиде не решена до сих пор. Однако Лагранжу удалось найти, что в системе трехгравитирующих тел (Солнце — планета — малое тело) существует пять точек, гдедвижение малого тела оказывается устойчивым. Две из этих точек находятся наорбите планеты, образуя с ней и Солнцем равносторонние треугольники.

Спустямного лет, уже в XX в., теоретические построения воплотились в реальность.Вблизи лагранжевых точек на орбите Юпитера было открыто около двух десятковастероидов, которым дали имена героев Троянской войны. Астероиды — «греки» (Ахилл, Аякс, Одиссей и др.) опережают Юпитер на 60°,«троянцы» следуют на таком же расстоянии сзади. Согласно оценкам,число астероидов около точек Лагранжа может достигать нескольких сот.

Размерыи вещественный состав

Чтобыузнать размер какого-либо астрономического объекта (если расстояние до негоизвестно), необходимо измерить угол, под которым он виден с Земли. Однако неслучайно астероиды называются малыми планетами. Даже в крупные телескопы приотличных атмосферных условиях, применяя очень сложные, трудоемкие методики,удается получить довольно нечеткие очертания дисков лишь нескольких самыхкрупных астероидов. Гораздо эффективнее оказался фотометрический метод.Существуют весьма точные приборы, измеряющие блеск, т.е. звездную величинунебесного светила. Кроме того, хорошо известна освещенность, создаваемаяСолнцем на астероиде. При прочих равных условиях блеск астероида определяетсяплощадью его диска. Необходимо, правда, знать, какую долю света отражает даннаяповерхность. Эта отражательная способность называется альбедо. Разработаныметоды его определения по поляризации света астероидов, а также по различию яркостив видимой области спектра и в инфракрасном диапазоне. В результате измерений ирасчетов получены следующие размеры самых крупных астероидов.

Считается,что астероидов с диаметрами более 200 км три десятка. Почти все они наверняка известны. Малых планет с поперечниками от 80 до 200 км, вероятно, около 800. С уменьшением размеров число астероидов быстро возрастает.Фотометрические исследования показали, что астероиды сильно различаются постепени черноты вещества, слагающего их поверхность. 52 Европа, в частности,имеет альбедо 0,03. Это соответствует темному веществу, по цвету похожему насажу. Подобные темные астероиды условно называют углистыми (класс С). Астероидыдругого класса условно именуются каменными (S), так как они, по-видимому,напоминают глубинные горные породы Земли. Альбедо S-астероидов значительновыше. К примеру, у 44 Низы оно достигает 0,38. Это самый светлый астероид.Изучение спектров отражения и поляриметрия позволили выделить еще один класс — металлические, или M-астероиды. Вероятно, на их поверхности присутствуют выходыметалла, например никелистого железа, как у некоторых метеоритов.

Спомощью весьма чувствительных фотометров были исследованы периодическиеизменения яркости астероидов. По форме кривой блеска можно судить о периодевращения астероида и о положении оси вращения. Периоды встречаются самые разные- от нескольких часов до сотен часов. Изучение кривой блеска позволяет такжесделать определенные выводы о форме астероидов. Большинство из них имеетнеправильную, обломочную форму. Лишь самые крупные приближаются к шару.

Характеризменения блеска некоторых астероидов дает основание предполагать, что у нихесть спутники. Некоторые из малых планет, возможно, являются близкими двойнымисистемами или даже перекатыващимися по поверхности друг друга телами.

Нодостоверные сведения об астероидах могут дать только наблюдения с близкогорасстояния — с космических аппаратов. Такой опыт уже имеется. 29 октября 1991 г. американский космический аппарат «Галилео» передал на Землю изображение астероида951 Гаспра. Снимок сделан с расстояния 16 тыс. километров. На нем хорошопросматриваются угловато-сглаженная форма астероида и его кратерированнаяповерхность. Уверенно можно определить размеры: 12х16 км.

Долгоевремя не было известно астероидов, орбиты которых целиком лежали бы запределами орбиты Юпитера. Но в 1977 г. удалось обнаружить такую малую планету — это 2060 Хирон. Наблюдения показали, что его перигелий (ближайшая к Солнцуточка орбиты) лежит внутри орбиты Сатурна, а афелий (точка наибольшегоудаления) — почти у самой орбиты Урана, на далеких, холодных и темных окраинахпланетной системы. Расстояние до Хирона в перигелии 8,51 а.е., а в афелии — 18,9 а.е. Были обнаружены и более дальные астероиды. Предполагается, что ониобразуют второй, внешний пояс астероидов (пояс Койпера ).

Самыйяркий астероид

Астероид,который кажется самым ярким с Земли — Веста(4). Когда Веста находится наминимально возможном расстоянии от Земли, ее яркость достигает звезднойвеличины 6,5. При очень темном небе Весту можно обнаружить даже невооруженнымглазом (это единственный астероид, который вообще можно увидеть невооруженнымглазом). Следующий по яркости — самый большой астероид Церера, но его яркостьникогда не превышает звездной величины 7,3. Хотя Веста по размерам составляеттри пятых от Цереры, она имеет гораздо большую отражательную способность. Вестаотражает около 25% падающего на нее солнечного света, в то время как Церера — всего 5%. Веста кажется светлых вулканических пород, которые обладают высокойотражательной способностью. Астероиды с такой отражательной способностьюпринадлежат к отдельному классу, известному как тип Е (обозначение классапроисходит от названия минерала энстатит). Такие астероиды редки, а ихотражательная способность лежит в пределах от 30 до 40%. Самый яркий из них — Ниса(44) — имеет звездную величину 9,7, хотя ее поперечник равен всего 68 км.

/>/>/> 

/>МЕТЕОРИТ

МЕТЕОРИТ– кусок внеземного вещества, упавший на поверхность Земли; дословно – «камень снеба».

Метеориты– это старейшие из известных минералов (4,5 млрд. лет), поэтому в них должнысохраниться следы процессов, сопровождавших формирование планет. Пока на Землюне были доставлены образцы лунного грунта, метеориты оставались единственнымиобразцами внеземного вещества. Геологи, химики, физики и металлурги собирают иизучают метеориты уже более 200 лет. Из этих исследований возникла наука ометеоритах. Хотя первые сообщения о падении метеоритов появились давно, ученыеотносились к ним весьма скептически. Разнообразные факты заставили их, в концеконцов, поверить в существование метеоритов. В 1800–1803 несколько известныхевропейских химиков сообщили, что химический состав «метеорных камней» изразных мест падения схож, но отличается от состава земных пород. Наконец, когдав 1803 в Эгле (Франция) разразился ужасный «каменный дождь», усыпавший землюосколками и засвидетельствованный множеством возбужденных очевидцев,Французская академия наук вынуждена была согласиться, что это действительнобыли «камни с неба». Теперь считается, что метеориты – это фрагменты астероидови комет.

Метеоритыделят на «упавшие» и «найденные». Если человек видел, как метеорит падал сквозьатмосферу и затем действительно обнаружил его на земле (событие редкое), тотакой метеорит называют «упавшим». Если же он был найден случайно и опознан,что типично для железных метеоритов, то его называют «найденным». Метеоритамдают имена по названиям мест, где их нашли. В некоторых случаях обнаруживаетсяне один, а несколько осколов. Например, после метеоритного дождя 1912 вХолбруке (шт. Аризона) было собрано более 20 тыс. фрагментов.

/>Падение метеоритов. До тех пор пока метеорит не достигЗемли, его называют метеороидом. Метеороиды влетают в атмосферу со скоростямиот 11 до 30 км/с. На высоте около 100 км из-за трения о воздух метеороид начинает нагреваться; его поверхность раскаляется, и слой толщиной в несколькомиллиметров плавится и испаряется. В это время его видно как яркий метеор (см.МЕТЕОР). Расплавленное и испарившееся вещество непрерывно сносится напоромвоздуха – это называют абляцией. Иногда под напором воздуха метеор дробится намножество фрагментов. Проходя сквозь атмосферу, он теряет от 10 до 90% начальноймассы. Тем не менее, внутреняя часть метеора обычно остается холодной,поскольку не успевает прогреться за те 10 с, что длится падение. Преодолеваясопротивление воздуха, небольшие метеориты к моменту удара о землю существенноснижают скорость полета и углубляются в грунт обычно не более чем на метр, аиногда просто остаются на поверхности. Крупные метеориты тормозятсянезначительно и при ударе производят взрыв с образованием кратера, такого,например, как в Аризоне или на Луне. Крупнейшим из найденных метеоритовсчитается железный метеорит Гоба (Южн. Африка), вес которого оценивается в 60т. Его никогда не сдвигали с того места, где нашли.

Каждыйгод несколько метеоритов подбирают сразу после их наблюдавшегося падения. Ктому же все больше обнаруживают старых метеоритов. В двух местах на востоке шт.Нью-Мексико, где ветер постоянно выдувает почву, было найдено 90 метеоритов. Наповерхности испаряющихся ледников в Антарктиде были обнаружены сотниметеоритов. Недавно упавшие метеориты покрыты остеклованной спекшейся коркой,которая темнее внутренней части. Метеориты представляют большой научныйинтерес; в большинстве крупных естественно-научных музеев и во многихуниверситетах есть специалисты по метеоритам.

/>МЕТЕОРИТ,возможно, прилетевший с Марса. Обнаружен в Антарктиде в 1984.

/>Типы метеоритов. Встречаются метеориты из различноговещества. Некоторые в основном состоят из сплава железа и никеля, содержащегодо 40% никеля. Среди упавших метеоритов всего 5,7% железных, но в коллекциях ихдоля значительно больше, поскольку они медленнее разрушаются под влиянием водыи ветра, к тому же их легче обнаружить по внешнему виду. Если отполировать срезжелезного метеорита и слегка протравить кислотой, то часто на нем можно увидетькристаллический рисунок из пересекающихся полос, образованный сплавами сразличным содержанием никеля. Этот рисунок называют «видманштеттеновы фигуры» вчесть А.Видманштеттена (1754–1849), первым наблюдавшего их в 1808.

/>

ЖЕЛЕЗНЫЙМЕТЕОРИТ из Хенбери (Австралия) является типичным метеоритом металлическоготипа, многие из которых богаты соединениями, встречающимися в железных рудах.

Каменныеметеориты подразделяют на две большие группы: хондриты и ахондриты. Наиболеечасто встречаются хондриты, составляя 84,8% от всех упавших метеоритов. Онисодержат округлые зерна миллиметрового размера – хондры; некоторые из метеоритовпочти целиком состоят из хондр. В земных породах хондры не найдены, но похожиепо размеру стекловидные зерна обнаружены в лунном грунте. Химики тщательноизучили их, поскольку химический состав хондр, вероятно, представляет первичноевещество Солнечной системы. Этот стандартный состав называют «космическимобилием элементов». В хондритах определенного типа, содержащих до 3% углерода и20% воды, усиленно искали признаки биологического вещества, но ни в этих, ни вдругих метеоритах не обнаружили никаких признаков живых организмов. Ахондритылишены хондр и по виду напоминают лунную породу.

/>

МЕТЕОРИТ-АХОНДРИТ

/>

МЕТЕОРИТ-ХОНДРИТ

/>Родительские тела метеоритов. Изучениеминералогического, химического и изотопного состава метеоритов показало, чтоони являются осколками более крупных объектов Солнечной системы. Максимальныйрадиус этих родительских тел оцениваются в 200 км. Примерно такой размер имеют самые крупные астероиды. Оценка основана на скорости остыванияжелезного метеорита, при которой получаются два сплава с никелем, образующиевидманштеттеновы фигуры. Каменные метеориты, вероятно, были выбиты споверхности небольших планет, лишенных атмосферы и покрытых кратерами, какЛуна. Космическое излучение разрушило поверхность этих метеоритов так же, как илунных камней. Тем не менее, химический состав метеоритов и лунных образцовнастолько различается, что совершенно очевидно – метеориты прибыли не с Луны.Ученые смогли сфотографировать два метеорита в процессе падения и вычислить пофотографиям их орбиты: оказалось, что эти тела пришли из пояса астероидов.Вероятно, астероиды служат основными источниками метеоритов, хотя некоторые изних могут быть частицами испарившихся комет.

/>МЕТЕОР

МЕТЕОР.Слово «метеор» в греческом языке использовали для описания различныхатмосферных феноменов, но теперь им обозначают явления, возникающие припопадании в верхние слои атмосферы твердых частиц из космоса. В узком смысле«метеор» – это светящаяся полоса вдоль трассы распадающейся частицы. Однако вобиходе этим словом часто обозначают и саму частицу, хотя по-научному онаназывается метеороидом. Если часть метеороида достигает поверхности, то ееназывают метеоритом. В народе метеоры называют «падающими звездами». Оченьяркие метеоры называют болидами; иногда этим термином обозначают толькометеорные события, сопровождающиеся звуковыми явлениями.

/>Частота появления. Количество метеоров, которые можетувидеть наблюдатель за определенный период времени, не постоянно. В хорошихусловиях, вдали от городских огней и при отсутствии яркого лунного света,наблюдатель может заметить 5–10 метеоров в час. У большинства метеоров свечениепродолжается около секунды и выглядит слабее самых ярких звезд. После полуночиметеоры появляются чаще, поскольку наблюдатель в это время располагается напередней по ходу орбитального движения стороне Земли, на которую попадаетбольше частиц. Каждый наблюдатель может видеть метеоры в радиусе около 500 км вокруг себя. Всего же за сутки в атмосфере Земли возникают сотни миллионов метеоров. Полнаямасса влетающих в атмосферу частиц оценивается в тысячи тонн в сутки –ничтожная величина по сравнению с массой самой Земли. Измерения с космическихаппаратов показывают, что за сутки на Землю попадает также около 100 т пылевыхчастиц, слишком мелких, чтобы вызывать появление видимых метеоров.

/>Наблюдение метеоров. Визуальные наблюдения дают немалостатистических данных о метеорах, но для точного определения их яркости, высотыи скорости полета необходимы специальные приборы. Уже около века астрономыиспользуют камеры для фотографирования метеорных следов. Вращающаяся заслонка(обтюратор) перед объективом фотокамеры делает след метеора похожим напунктирную линию, что помогает точно определять интервалы времени. Обычно спомощью этой заслонки делают от 5 до 60 экспозиций в секунду. Если дванаблюдателя, разделенные расстоянием в десятки километров, одновременнофотографируют один и тот же метеор, то можно точно определить высоту полета частицы,длину ее следа и – по интервалам времени – скорость полета.

Начинаяс 1940-х годов астрономы наблюдают метеоры с помощью радара. Сами космическиечастицы слишком малы, чтобы их зарегистрировать, но при полете в атмосфере ониоставляют плазменный след, который отражает радиоволны. В отличие от фотографиирадар эффективен не только ночью, но также днем и в облачную погоду. Радарзамечает мелкие метеороиды, недоступные фотокамере. По фотографиям точнееопределяется траектория полета, а радар позволяет точно измерять расстояние искорость.

Длянаблюдения метеоров используют и телевизионную технику. Электронно-оптическиепреобразователи позволяют регистрировать слабые метеоры. Используются и камерыс ПЗС-матрицами. В 1992 при записи на видеокамеру спортивных соревнований былзафиксирован полет яркого болида, закончившийся падением метеорита.

/>Скорость и высота. Скорость, с которой метеороидывлетают в атмосферу, заключена в пределах от 11 до 72 км/с. Первое значение –это скорость, приобретаемая телом только за счет притяжения Земли. (Такую жескорость должен получить космический аппарат, чтобы вырваться изгравитационного поля Земли.) Метеороид, прибывший из далеких областей Солнечнойсистемы, вследствие притяжения к Солнцу приобретает вблизи земной орбитыскорость 42 км/с. Орбитальная скорость Земли около 30 км/с. Если встречапроисходит «в лоб», то их относительная скорость 72 км/с. Любая частица,прилетевшая из межзвездного пространства, должна иметь еще большую скорость.Отсутствие столь быстрых частиц доказывает, что все метеороиды – членыСолнечной системы.

/>ЯРКИЙ МЕТЕОР из потока Персеид.

Высота,на которой метеор начинает светиться или отмечается радаром, зависит отскорости входа частицы. Для быстрых метеороидов эта высота может превышать 110 км, а полностью частица разрушается на высоте около 80 км. У медленных метеороидов это происходитниже, где больше плотность воздуха. Метеоры, сравнимые по блеску с ярчайшимизвездами, образуются частицами с массой в десятые доли грамма. Более крупныеметеороиды обычно разрушаются дольше и достигают малых высот. Они существеннотормозятся из-за трения в атмосфере. Редкие частицы опускаются ниже 40 км. Если метеороид достигает высот 10–30 км, то его скорость становится менее 5 км/с, и он можетупасть на поверхность в виде метеорита.

/>Орбиты. Зная скорость метеороида и направление, скоторого он подлетел к Земле, астроном может вычислить его орбиту достолкновения. Земля и метеороид сталкиваются в том случае, если их орбитыпересекаются и они одновременно оказываются в этой точке пересечения. Орбитыметеороидов бывают как почти круговыми, так и предельно эллиптичными, уходящимидальше планетных орбит.

Еслиметеороид приближается к Земле медленно, значит, он движется вокруг Солнца втом же направлении, что и Земля: против часовой стрелки, если смотреть ссеверного полюса орбиты. Большинство орбит метеороидов выходит за пределыземной орбиты, и их плоскости наклонены к эклиптике не очень сильно. Падениепочти всех метеоритов связано с метеороидами, имевшими скорости менее 25 км/с;их орбиты полностью лежат внутри орбиты Юпитера. Большую часть времени этиобъекты проводят между орбитами Юпитера и Марса, в поясе малых планет –астероидов. Поэтому считается, что астероиды служат источником метеоритов. Ксожалению, мы можем наблюдать только те метеороиды, которые пересекают орбитуЗемли; очевидно, эта группа недостаточно полно представляет все малые тела Солнечнойсистемы.

Убыстрых метеороидов орбиты более вытянуты и сильнее наклонены к эклиптике. Еслиметеороид подлетает со скоростью более 42 км/с, то он движется вокруг Солнца внаправлении, противоположном направлению движения планет. Тот факт, что по такиморбитам движутся многие кометы, указывает, что эти метеороиды являютсяосколками комет.

/>Метеорные потоки. В некоторые дни года метеорыпоявляются гораздо чаще, чем обычно. Это явление называют метеорным потоком,когда наблюдаются десятки тысяч метеоров в час, создавая изумительное явление«звездного дождя» по всему небу. Если проследить на небе пути метеоров, топокажется, что все они вылетают из одной точки, называемой радиантом потока.Это явление перспективы, подобное сходящимся у горизонта рельсам, указывает,что все частицы движутся по параллельным траекториям.

НЕКОТОРЫЕ МЕТЕОРНЫЕ ПОТОКИ Поток Дата максимума Количество метеоров, отмечаемых одним наблюдателем за час

Продолжи-

тельность потока (сутки)

Квадрантиды 3 января 40 1 Лириды 21 апреля 10 2 Персеиды 11 августа 50 5 Ориониды 20 октября 20 8 Леониды 16 ноября 10 4 Геминиды 13 декабря 50 6

Астрономывыделили несколько десятков метеорных потоков, многие из которых демонстрируютежегодную активность с продолжительностью от нескольких часов до несколькихнедель. Большинство потоков названо по имени созвездия, в котором лежит ихрадиант, например, Персеиды, имеющие радиант в созвездии Персея, Геминиды – срадиантом в Близнецах.

Метеорныепотоки наблюдаются, когда Земля пересекает траекторию роя частиц,образовавшегося при разрушении кометы. Приближаясь к Солнцу, комета нагреваетсяего лучами и теряет вещество. За несколько столетий под действиемгравитационных возмущений от планет эти частицы образуют вытянутый рой вдольорбиты кометы. Если Земля пересекает этот поток, мы ежегодно можем наблюдатьзвездный дождь, даже если сама комета в этот момент далеко от Земли. Посколькучастицы распределены вдоль орбиты неравномерно, интенсивность дождя год от годаможет меняться. Старые потоки настолько расширены, что Земля пересекает ихнесколько суток. В сечении некоторые потоки скорее напоминают ленту, чем шнур.

Возможностьнаблюдать поток зависит от направления прихода частиц к Земле. Если радиантрасположен высоко на северном небе, то из южного полушария Земли поток не виден(и наоборот). Метеоры потока можно увидеть, только если радиант находится надгоризонтом. Если же радиант попадает на дневное небо, то метеоры не видны, ноих можно засечь радаром. Узкие потоки под влиянием планет, особенно Юпитера,могут изменять свои орбиты. Если при этом они больше не пересекают земнуюорбиту, то становятся ненаблюдаемыми.

Декабрьскийпоток Геминиды связан с остатками малой планеты или неактивного ядра старойкометы. Есть указания, что Земля сталкивается и с другими группами метеороидов,порожденных астероидами, но эти потоки очень слабы.

/>Болиды. Метеоры, которые ярче самых ярких планет, частоназывают болидами. Иногда наблюдаются болиды ярче полной луны и крайне редкотакие, что вспыхивают ярче солнца. Болиды возникают от наиболее крупныхметеороидов. Среди них много осколков астероидов, которые плотнее и крепче, чемфрагменты кометных ядер. Но все равно большинство астероидных метеороидовразрушается в плотных слоях атмосферы. Некоторые из них падают на поверхность ввиде метеоритов. Из-за высокой яркости вспышки болиды кажутся значительноближе, чем в действительности. Поэтому необходимо сопоставить наблюденияболидов из различных мест, прежде чем организовывать поиск метеоритов.Астрономы оценили, что ежедневно по всей Земле около 12 болидов заканчиваетсяпадением более чем килограммовых метеоритов.

/>Физические процессы. Разрушение метеороида в атмосферепроисходит путем абляции, т.е. высокотемпературного отщепления атомов с егоповерхности под действием налетающих частиц воздуха. Остающийся за метеороидомгорячий газовый след излучает свет, но не в результате химических реакций, авследствие рекомбинации возбужденных ударами атомов. В спектрах метеоров видномножество ярких эмиссионных линий, среди которых преобладают линии железа,натрия, кальция, магния и кремния. Видны также линии атмосферного азота икислорода. Определенный по спектру химический состав метеороидов согласуется сданными о кометах и астероидах, а также о межпланетной пыли, собранной вверхних слоях атмосферы.

Многиеметеоры, особенно быстрые, оставляют за собой светящийся след, наблюдаемыйсекунду или две, а порой – значительно дольше. Когда падали крупные метеориты,след наблюдался несколько минут. Свечением атомов кислорода на высотах ок. 100 км можно объяснить следы длительностью не более секунды. Более долгие следы возникают из-засложного взаимодействия метеороида с атомами и молекулами атмосферы. Пылевыечастицы вдоль траектории болида могут образовать яркий след, если верхние слоиатмосферы, где они рассеяны, освещены Солнцем, когда у наблюдателя внизуглубокие сумерки.

Скоростиметеороидов гиперзвуковые. Когда метеороид достигает сравнительно плотных слоеватмосферы, возникает мощная ударная волна, и сильные звуки могут разноситься надесятки и более километров. Эти звуки напоминают раскаты грома или далекуюканонаду. Из-за большого расстояния звук приходит на минуту или две позже появленияболида. Несколько десятилетий астрономы спорили о реальности аномального звука,который некоторые наблюдатели слышали непосредственно в момент появления болидаи описывали, как треск или свист. Исследования показали, что причиной звукаявляются возмущения электрического поля вблизи болида, под влиянием которыхиздают звук близкие к наблюдателю объекты – волосы, мех, деревья.

/>Метеоритная опасность. Крупные метеороиды могутразрушать космические аппараты, а мелкие пылинки постоянно истачивают ихповерхность. Удар даже небольшого метеороида может сообщить спутникуэлектрический заряд, который выведет из строя электронные системы. Риск вобщем-то невелик, но все же запуски космических аппаратов иногда откладывают,если ожидается сильный метеорный поток.

Список литературы

1Симоненко А.Н. Метеориты – осколки астероидов. М., 1979

2Гетман В.С. Внуки Солнца. М., 1989

3Интернет

Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта referat.ru/