В какой атмосфере сгорают астероиды/метеоры

Авторы

1. Джонти Хорнер Старший научный сотрудник вице-канцлера, Университет Южного Квинсленда
2. Донна Бертон Кандидат наук, Университет Южного Квинсленда
3. Таня Хилл, почетный член Мельбурнского университета и старший куратор (астрономия), Музеи Виктории.

Заявление о раскрытии информации

Авторы не работают, не консультируют, не владеют акциями и не получают финансирования от какой-либо компании или организации, которые могли бы извлечь выгоду из этой статьи, и не раскрыли никаких соответствующих связей, помимо своей академической должности.

Партнеры

Университет Южного Квинсленда предоставляет финансирование в качестве члена The Conversation AU.

Языки

• Бахаса Индонезия
• Английский

Метеоры были замечены с тех пор, как люди впервые посмотрели на ночное небо. Они состоят из мелких обломков, обычно не больше пылинки или песка, которые постоянно врезаются в атмосферу Земли.

По мере того, как обломки погружаются все глубже и глубже, трение об атмосферу вызывает их абляцию — выгорание снаружи внутрь. Обычно это происходит в мезосфере, как правило, на высоте около 80 км.

Чем крупнее обломки или чем быстрее они движутся, тем ярче получится метеор. Самые медленные частицы попадают в нашу атмосферу со скоростью около 12 км/с, а самые быстрые движутся со скоростью до 72 км/с.

Именно эта экстремальная скорость позволяет этим крошечным объектам так ярко гореть. Кинетическая энергия объекта пропорциональна его массе, умноженной на квадрат его скорости, а это означает, что крошечные крупинки, движущиеся очень быстро, несут огромное количество энергии.

Эта энергия преобразуется в свет, что мы и видим, когда в ночном небе вспыхивает метеор.

Сначала немного терминологии

Существует некоторая путаница в отношении того, что подразумевается под конкретными терминами, которые часто смешиваются в непринужденной беседе и популярной прессе. Итак, вот разбивка:

Метеороид: Любой небольшой кусок камня, металла или льда, движущийся в пространстве. Чем ближе вы смотрите, тем больше обломков, хотя самые маленькие быстро уносятся в межзвездное пространство радиацией, исходящей от нашего Солнца.

Метеор: Видимая вспышка света, наблюдаемая при абляции метеороида в атмосфере Земли.

Метеорит: Если объект проходит через атмосферу, чтобы достичь земли, он называется метеоритом. Масса метеоритов варьируется от нескольких граммов до многих тонн, причем самые маленькие и легкие падают чаще всего. Самым массивным метеоритом, найденным на сегодняшний день, является метеорит Хоба из Намибии, его масса составляет около 66 тонн.

Огненный шар: Необычно яркий метеор, затмевающий почти все в ночном небе. Обычно любой метеор ярче -4 звездной величины (то есть ярче Венеры) считается огненным шаром.

В определенное время года пыль, через которую движется Земля, значительно плотнее, поэтому случаются метеоритные дожди.

Кометы (и некоторые астероиды) сбрасывают материал, приближаясь к Солнцу, и этот мусор продолжает двигаться по орбите, аналогичной орбите его родителя.

После того как комета на орбите впервые приблизится к Солнцу и испарится, она будет продолжать выделять пыль и газ при каждом прохождении перигелия. Эта пыль медленно распространяется по орбите кометы, следуя почти одинаковым путям, но с немного более длинными или более короткими периодами обращения.

Следовательно, орбиты этих объектов покрываются мусором. Плотность материала увеличивается по мере приближения к родительской орбите и самому источнику. Если орбитальная ориентация правильная, Земля будет проходить через эти полосы в одно и то же время каждый год, и рождается ежегодный метеоритный дождь.

Поскольку обломки движутся в том же направлении, в котором они падают на Землю, кажется, что метеоры в данном потоке исходят из небольшой области на ночном небе, известной как радиант.

Это чисто вопрос перспективы. По мере того, как обломки движутся к нашей точке наблюдения, кажется, что частицы расходятся, поскольку они сгорают в мезосфере.

За одним исключением (Квадрантиды), метеорные потоки названы в честь созвездия, из которого они исходят: Геминиды исходят из Близнецов, а Леониды исходят из Льва.

Вместо этого Квадрантиды названы в память о мертвом созвездии — Quadrans Muralis — которое было отнесено к Boötes, когда Международный астрономический союз в 1922 году завершил текущий утвержденный список из 88 созвездий.

Ливни и бури, молодые и старые

С каждым оборотом вокруг Солнца родитель метеорного потока добавляет больше материала к своему потоку обломков, который продолжает распространяться и рассеиваться в космосе. В результате метеоритные дожди меняются с возрастом.

Потоки молодых метеоров часто бывают узкими и содержат большое количество материала вблизи родительского объекта, а в других местах его немного. Если Земля пересекает одну из этих узких, плотных нитей, может возникнуть метеорный шторм с тысячами или даже десятками тысяч метеоров в час. Такие бури случаются редко, но иногда их можно предсказать заранее.

В годы без метровых штормов молодые метеорные потоки обычно имеют низкую скорость, а активность варьируется в зависимости от расстояния до родителя в данный год. Известные примеры включают Леониды и Дракониды.

Метеоритный дождь в расцвете сил относительно широк, и Земля сталкивается с обломками в течение недели или более. Они обеспечивают длительный период низких показателей и постепенно нарастают до относительно резкого максимума.

В своем центре такие потоки сохраняют относительно плотный поток материала, выпущенного слишком недавно, чтобы полностью рассеяться, что приводит к скорости до (или более) сотни метеоров в час.

Хорошими примерами являются основные метеорные потоки обычного года, такие как Эта Акварииды, Ориониды и Геминиды.

Старые метеоритные потоки, образовавшиеся в далеком прошлом, обычно очень рассредоточены и пересекают Землю за месяц или больше. Внутри этих потоков обломки хорошо разбросаны, и можно увидеть всего несколько метеоров в час.

Если родитель данного потока отклоняется на новую орбиту или у него заканчиваются летучие вещества, его поток продолжает рассеиваться с постепенно падающими темпами, пока они не станут неотличимы от спорадического фона.

Тауридный поток, видимый с сентября по декабрь каждого года, является самым известным примером старого метеорного потока, хотя он все еще может преподносить сюрпризы!

Призраки комет прошлого

Иногда комета распадается, распадаясь на фрагменты и превращаясь в ничто. Прекрасным примером этого была комета 3D/Biela, которая эффектным образом распалась в 19 веке.

Обломки этого распада продолжали вращаться вокруг Солнца и стали впечатляющей эпитафией кометы с метеорными бурями Андромеды.

Два особенно впечатляющих выброса метеоров наблюдались в 1872 и 1885 годах из потока, связанного с кометой, когда Земля проходила через ее медленно рассеивающиеся остатки.

Метеоритный дождь грядет

На протяжении веков метеоритные дожди прибывают и ослабевают. Орбиты некоторых ливней поворачиваются так, что они больше не сталкиваются с Землей, и их скорость сходит на нет.

Другие потоки вращаются, порождая новые потоки, а новые потоки рождаются, когда кометы выбрасываются на новые орбиты.

В результате астрономы постоянно бдительны к рождению новых потоков.

С каждым недавно обнаруженным астероидом или кометой, орбита которых приближается к Земле, астрономы проверяют, может ли возникнуть метеоритный дождь. Это приводит к прогнозам потенциальных новых потоков, таких как прошлогодние камелопардалиды.

Однако, даже учитывая все, что мы знаем, мы все еще можем быть застигнуты врасплох. Так что стоит посмотреть на небо любой ясной ночью, на случай, если вы поймаете рождение нового дождя.