Метеоритные ожоги: Как Земля каждый день справляется с миллионами падающих звезд

Знаете ли вы, что ежедневно в атмосфере Земли может пролетать до 25 миллионов метеоров? По данным Американского метеорного общества, скорость приближающегося метеора может составлять от 25 000 до 160 000 миль в час (от 40 200 до 257 500 километров в час). Большинство этих метеоров или падающих звезд состоят из камней размером с песчинку и поэтому они, никогда не достигнут поверхности Земли, так как сгорят в атмосфере. Однако последние исследования свидетельствуют о том, что ежегодно на Землю падает около 5 200 метрических тонн микрометеоритов.

Michael_Hiraeth/Pixabay

 

Метеороиды - это куски породы, вращающиеся вокруг Солнца. Многие из них образуются в результате столкновения более крупных астероидов, которые вращаются между Марсом и Юпитером в поясе астероидов. Когда астероиды врезаются друг в друга, от них откалываются куски, образуя метеороиды. Сила столкновения может также выбросить метеороиды с их обычной орбиты на курс столкновения с Землей.

В состав метеороидов также могут входить обломки, сбрасываемые кометами во время их движения в космосе. Метеороидные обломки, выброшенные кометой, часто движутся вместе по одной орбите, образуя так называемый метеороидный рой. Очень небольшое количество метеороидов состоит из фрагментов, отколовшихся от Луны и Марса после столкновения с астероидами или другими метеороидами.

Большинство метеороидов состоят из силикатов - минералов, содержащих кремний и кислород, а также металлы, такие как никель и железо. Когда метеороид входит в атмосферу Земли, атмосферные газы, окружающие его траекторию, сжимаются, и это сопротивление воздуха вызывает повышение температуры.

Этого тепла достаточно для испарения и ионизации как поверхности метеороида, так и окружающего атмосферного газа, что вызывает яркое свечение. При наблюдении с поверхности Земли это выглядит как движущаяся светящаяся полоса, которую называют падающей звездой или метеором. Большинство метеороидов, которые входят в атмосферу Земли и становятся метеорами и распадаются, не достигнув земли. (Метеором называется не объект (то есть метеороид), а явление, то есть светящийся след метеороида. Википедия)

Тепло при входе в атмосферу заставляет метеороид терять массу в результате испарения. Это процесс называется абляцией. Многие метеороиды также разрушаются под действием аэродинамического давления. Таким образом, лишь относительно небольшое количество космических камней может пережить воздействие атмосферы и достичь поверхности Земли. Такие камни называются метеоритами.

Типы метеорных тел

Метеорные тела - это не только кусок скалы, они могут содержать минералы, такие как железо, магний, никель и т.д. Элементы, содержащиеся в метеорном теле, и скорость его движения влияют на цвет излучаемого света. Например, метеорные тела, богатые никелем, скорее всего, будут казаться зелеными, в то время как падающая звезда с большим содержанием железа будет излучать желтый свет. Международный астрономический союз ( IAU ) использует следующие классификации, основанные на их размерах, яркости и расстоянии от Земли.

Source: Artem Kniaz/Unsplash

Огненные шары

Крупные яркие метеоры, которые по яркости превосходят любую из планет и имеют видимую величину более -4, называются огненными шарами. Они имеют либо дымовой след, состоящий из несветящихся твердых частиц, отделяющихся при абляции, либо огненный шлейф, состоящий из ионизированных молекул. Огненные шлейфы наиболее заметны ночью; однако дымовые шлейфы можно наблюдать и днем.

Шлейфы обычно возникают на высоте более 80 километров и чаще всего связаны с быстролетящими метеорами. Дымовые следы обычно возникают ниже этой высоты.

Большинство огненных шаров остаются незамеченными, поскольку они проносятся над океаном или необитаемыми районами, либо их скрывает дневной свет. На высоте от 15 до 20 км (9-12 миль) скорость метеорита замедляется до такой степени, что процесс абляции прекращается, и видимый свет больше не генерируется, в результате чего метеорит становится практически невидимым. Это называется "темным полетом".

По данным Американского метрологического общества, каждый день в атмосфере Земли появляются несколько тысяч огненных метеоров. "Опытные астрономы могут наблюдать огненный шар величиной -6 и выше каждые 200 часов наблюдений, в то время как огненный шар величиной -4 будет пролетать мимо них примерно раз в 20 часов".

Иногда яркие огненные шары величиной -8 и выше взрываются в стратосфере и производят акустический удар. Некоторые астрономы классифицируют их как болиды.

Коснувшийся метеор

Коснувшиеся метеоры - это метеороиды, которые проносятся над атмосферой Земли подобно камню, скачущему по поверхности пруда, а затем снова возвращаются в космос. Метеор оставляет за собой красочный след, а в результате  абляции при прохождении плотных слоёв атмосферы его масса и скорость изменяются. Мелкие частицы вещества от таких камней иногда достигают земной поверхности и обнаруживаются в виде метеоритов.

Большой дневной болид  (Great Daylight Fireball) – знаменитый коснувшийся метеор, который прошел через земную атмосферу 10 августа 1972 года в небе над США и Канадой. Он двигался со скоростью 15 километров в секунду и был настолько ярок, что наблюдался в дневное время.

Болид

Самые крупные и яркие метеоры величинам которых превышает -14, часто называют болидами, хотя однозначного определения болида не существует. По некоторым оценкам, ежегодно в атмосферу Земли входит около 5 000 болидов. Многие из этих метеоров производят звуковые удары, а некоторые "суперболиды" могут даже вызывать большие ударные волны, которые могут представлять угрозу для жизни людей.

15 февраля 2013 года суперболид взорвался над Челябинском на высоте около 20 километров, выделив 500 килотонн энергии, что примерно в тридцать раз превосходило мощность ядерной бомбы в Хиросиме.  Ударная волна нанесла ущерб на расстоянии 120 км, выбив стекла в сотнях зданий и ранив более 1600 человек, в основном из-за осколков разлетевшегося стекла. Около пяти тонн фрагментов достигли земли, включая метеорит весом 650 кг, который упал в озеро Чебаркуль.

Челябинский метеорит вызвал дискуссию среди ученых и государственных ведомств о необходимости создания системы мониторинга угроз из космоса. В 2016 году NASA создало Координационное управление планетарной обороны, чтобы отслеживать объекты в космосе, которые могут представлять опасность для жизни на Земле. К счастью, после инцидента с суперболидом в Челябинске никаких опасных объектов больше не появилось.

Что такое метеорный поток?

Метеорный поток. Источник: Austin Schmid/Unsplash

Когда комета (космический объект с ядром из льда и пыли) проходит близко к Солнцу, под воздействием тепла некоторая ее часть испаряется и образует "хвост" из пыли и газа. Большинство комет движутся по орбитам, которые образуют сильно вытянутые эллипсы. В результате некоторые кометы движутся по орбитам, пересекающим путь Земли. Когда наша планета пересекает хвост кометы, она сталкивается с этими обломками, что приводит к появлению видимого метеорного потока.

Метеорные потоки, связанные с определенными кометами, наблюдаются примерно в одно и то же время каждый год. Точка, из которой вылетают метеоры метеорного потока, называется радиантом.

Поскольку название метеорного потока включает название созвездия, в котором находится радиант, некоторые люди считают, что звездные созвездия вызывают метеорные потоки, но это не так. Источником всех метеорных потоков являются кометы.

Например, метеорный поток Ориониды получил свое название потому, что его радиант находится в созвездии Ориона, но его источником являются обломки кометы Галлея. Аналогичным образом, метеорный поток Андромедиды, радиант которого наблюдается в созвездии Андромеды, как полагают, произошел от кометы Бейла.

Каждый раз, когда Земля проходит через хвост кометы, на нашем небосклоне появляется связанный с ней метеорный поток. NASA, Королевская обсерватория и многие другие космические агентства по всему миру ежегодно публикуют календари метеоритных потоков; просмотрев их, можно узнать, когда должен пройти метеорный поток.

Некоторые метеорные потоки настолько интенсивны, что приводят к появлению на небе тысяч падающих звезд в час; подобные космические явления называются метеорными бурями. Так например метеорный поток Леонид повторяется каждые 33 года и является одним из самых популярных явлений, поскольку каждый час можно наблюдать более 100 000 метеоров.

Некоторые интересные факты о метеорах и метеоритах

Метеоры и метеориты могут состоять из минералов и элементов, существовавших до возникновения нашей Солнечной системы. Поэтому они важны для изучения нашей Вселенной, вот некоторые интересные факты и исследования, связанные с этими интересными космическими объектами:    

• Самый крупный из найденных метеоритов называется Гоба и находится в Намибии. Он состоит в основном из железа, весит более 60 тонн и, как полагают ученые, попал на Землю 80 000 лет назад.
• Если вы нашли метеорит, то для его идентификации и проверки подлинности вам необходимо представить образец весом 20 грамм, или 20% метеорита, в Номенклатурный комитет для регистрации в Международном каталоге метеоритов.
• Один из возможных вариантов отразить удар крупного метеорита от Земли - это взорвать ядерное устройство в непосредственной близости от него. В результате такого взрыва радиационный импульс испарит поверхность метеора. По мере того, как пар будет улетучиваться, он создаст тягу, которая может отклонить тело от первоначального курса. Этот процесс называется рентгеновским ударом.
• По данным NASA, до сих пор было известно о более чем 60 000 метеоритов, упавших на Землю, но только 126 из них прилетели с Марса. Марсианские метеориты считаются весьма ценными, поскольку иногда их продают по цене 1000 долларов и более за грамм (что гораздо дороже золота). Интересно, что иногда метеориты можно купить и на eBay.    
• Считается, что возраст метеорита Альенде, упавшего в Мексике в 1969 году, составляет 4,6 миллиарда лет. Были проведены многочисленные исследования Алленде, и к настоящему времени удалось найти около сотни его обломков. Учёные выяснили, что он состоит из воды, силикатов, сульфатов и множества других элементов.

Поскольку вода покрывает более 70 процентов поверхности Земли, большинство метеоров, попадающих в атмосферу, проносятся над океанами и другими необитаемыми местами, оказываясь в воде, пустынях, Арктике или Антарктиде. Это означает, что мы постоянно упускаем возможность увидеть эти прекрасные явления природы, поэтому в следующий раз, когда у вас будет такой шанс, не упустите его.