§ 119. Физическая природа планет и малых тел Солнечной системы (окончание)
Метеоры и метеориты
Метеоры (от греческого слова метеорос — парящий в воздухе) — это вспыхивающие в земной атмосфере мельчайшие твердые частицы, которые вторгаются в нее извне с огромной скоростью. Метеоры часто называют падающими звездами. В межпланетном пространстве хаотично движется с различными скоростями множество таких частиц. Массы подавляющего их большинства измеряются десятыми и тысячными долями грамма, в редких случаях — несколькими граммами. Если в атмосферу влетает частица со скоростью свыше 30 км/с, то из-за трения о воздух она быстро раскаляется, вспыхивает и порождает метеор. Чем больше масса и скорость частицы, тем ярче метеорная вспышка. В среднем по всему небу за 1 ч появляются 5—6 ярких метеоров.
Помимо отдельных метеорных частиц вокруг Солнца движутся целые их рои, называемые метеорными потоками. Они порождены распадающимися или уже распавшимися кометами. Каждый метеорный рой обращается вокруг Солнца с постоянным периодом, равным периоду обращения породившей его кометы, и многие из них в определенные дни года встречаются с Землей. В эти дни число метеоров значительно возрастает, а если метеорный рой компактный, то наблюдаются метеорные, или звездные, дожди, когда в одной ограниченной области неба за одну минуту вспыхивают сотни метеоров.
Многие метеорные потоки связаны с кометами. Так, метеорный поток, исходящий из созвездия Ориона (Ориони- ды), связан с кометой Галлея, а метеорный поток Андромениды — с распавшейся кометой Биэлы.
Помимо пыли, в межпланетном пространстве движется множество твердых тел размерами от сантиметров до десятков метров. При падении на Землю они получают название метеоритов.
По химическому составу метеориты подразделяют на три группы: каменные, железокаменные и железные. Самый крупный железный метеорит — Гоба — найден на территории Намибии: он имеет размеры 3x3x1 м, а массу — 60 т.
На месте падения крупных метеоритов образуются метеоритные кратеры значительных размеров. Такие кратеры обнаружены в Аризоне (США), Канаде, на Таймыре (Россия) и в других местах. У Аризонского метеоритного кратера диаметр 1207 м, глубина 174 м, а высота окружающего его вала составляет от 40 до 50 м.
На других планетах и их спутниках также обнаружены кратеры метеоритного происхождения. Крупные метеориты могут образовать кратеры диаметром в несколько десятков километров.
Вокруг Солнца обращаются две группы больших планет: планеты земной группы, похожие на Землю, и планеты-гиганты, похожие на Юпитер. Между орбитами Марса и Юпитера расположен пояс астероидов. Кометы движутся вокруг Солнца по очень вытянутым орбитам, при движении вблизи Солнца у кометы образуется хвост.
Вопросы к параграфу
1. Планеты какой группы состоят в основном из легких химических элементов (водорода и гелия)?
2. Почему температура поверхности Венеры столь высокая?
3. Что такое астероиды?
4. Почему на больших расстояниях от Солнца у комет нет хвостов?
5. Чем отличаются метеоры от метеоритов?
КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ 15
1. Видимые движения планет легко описываются в гелиоцентрической системе координат.
2. Движение планет и их спутников подчиняется законам Кеплера.
3. Планеты разделяются на две группы, которые сильно отличаются по своим физическим характеристикам: планеты земной группы и планеты-гиганты.
4. Приливы и отливы объясняются гравитационным взаимодействием между Землей и Луной.
Источник
Метеоры это
Видели ли вы когда-либо падающею звезду? Её научное название — метеор. Это явление часто встречается в нашей Солнечной системе. Метеоры это следы от космических тел — метеороидов, которые на высокой скорости пронзают нашу атмосферу, оставляя в небе яркую полоску света всего на несколько секунд. Она возникает, потому что при трении их поверхности о воздух выделяется тепло, которое подсвечивает небо вокруг себя.
Источник метеоров — космическая пыль, которая летит на Землю, но останавливается воздушной оболочкой планеты. Она практически полностью сгорает на высоте 80 километров, так и не долетев до поверхности земли. Оставленный ею след, как правило, быстро исчезает, но иногда сохраняется некоторое время и изменяется под дуновением ветра на той же высоте, где и возник.
Метеоры астрономия изучает давно, так как это одни из самых ярких небесных явлений, известных человечеству еще на заре цивилизации. Их описание отражено в легендах и мифах многих народов, хотя тогда люди не знали, что такое метеоры и откуда они берутся. Первые задокументированные сведения найдены в египетском папирусе 4 тысячелетней давности, а отрывочные факты о метеоритах неоднократно встречаются в древних китайских рукописях еще с 1768 до нашей эры.
И не удивительно, ведь в общей сложности за одни сутки сквозь атмосферу нашей планеты проходит около миллиарда мелких небесных тел совместной массой порядка 100 тонн. На погожем ночном небе у внимательного человека имеется возможность заметить примерно 10 вспышек за 1 час. Метеоры входят в атмосферу Земли с огромной скоростью. Средняя длина их пути равна примерно 100 км, а масса меняется от миллиграмма до нескольких килограмм, но даже её они теряют, сгорая в воздушном щите Земли.
Как возникают метеоры
Существует ряд явлений, в ходе которых возникают метеоры. Когда комета приближается к Солнцу, в её ядре происходит процесс высвобождения твёрдых частиц. Они продолжают свое движение по той же траектории, что и сама комета. Когда на пути этих фрагментов встречается планета, покрытая атмосферой, из них формируется метеорный рой.
Кроме того, метеороиды образуются путем выбивания метеоритами мелких частиц с поверхности твёрдых планет, которые имеют слабую атмосферу; например Меркурия, Марса или спутников планет.
Отличие метеоров от других тел
В чем же главное различие метеора и метеорита? Как следует из определения, метеор — это явление, которое возникает при вхождении метеорного тела в атмосферу Земли с огромной скоростью. Эти частички, как правило, небольших размеров, поэтому легко разрушаются под воздействием силы трения о воздух и не падают на поверхность Земли. Полностью сгорающий при этом камень называют метеороидом.
Метеорит же – это остаток метеорного тела, которое, в силу своей слишком большой массы, не успевает сгореть и падает на поверхность Земли. Поэтому метеориты представляют немалую опасность. Особо большие тела могут повлиять на климат планеты, поскольку удар может спровоцировать смещение оси Земли. Одним из самых ярких примеров из истории является Тунгусский метеорит, который уничтожил тысячу квадратных километров тайги. Космический объект, упавший 65 миллионов лет назад настолько радикально изменил климат земли, что это привело к гибели динозавров и стало толчком к последующему господству на планете млекопитающих, а в дальнейшем — человека.
Но что же тогда комета и астероид? Комета — это небольшое космическое тело, как правило, конического сечения, которое обращается вокруг Солнца по вытянутой овальной орбите. При приближении к Солнцу комета образует кому и, иногда, хвост из газа и пыли, который виден с Земли.
В свою очередь астероид — это также относительно небольшое небесное тело, которое имеет диаметр более 10 метров и движется по орбите вокруг Солнца. Астероиды значительно меньше планет, как правило, имеют неправильную форму и лишены атмосферы, при этом они могут иметь спутники. В отличие от комет астероиды не подлетают близко к Солнцу.
Одинокие метеоры и метеорные потоки
Одинокие метеоры, которые случайно попадают из космоса в атмосферу, называются спорадическими. Именно их мы и называем “падающими звездами”.
Но порой наша планета пересекает орбиту пролетевшей кометы (либо ее остатков). В таких случаях на ночном небе появляются метеорные дожди — постоянные концентрации большого количества мелких космических частиц. Они возникают в фиксированное время года в одной и той же области неба. Наиболее знаменитые и яркие метеорные осадки бывают в ноябре (Леониды) и в конце июля (Персеиды). Это явление представляет собой поток частиц высокой интенсивности — иногда может падать до тысячи частиц в час. Такие небесные тела обычно небольшие, их диаметр измеряется от нескольких миллиметров до 50 сантиметров.
Если наблюдать за «звездным дождем», то может показаться, что вспышки исходят из одной точки. Она называется радиантой метеорного потока. Такое явление объясняется приблизительно одинаковым происхождением и близким положением космической пыли.
Химический состав
В тех космических телах, которые упали на землю и которые возможно исследовать, обнаружено около 300 минеральных соединений. Их базовые составляющие — железомагнезиальные силикаты и никелистое железо. Порой такие тела бывают полны сульфидами железа (например, троилит).
Распространенные неорганические соединения, входящие в метеоритный материал —оливины и пироксены разного состава. Такие вещества присутствуют либо в силикатах в виде мелких кристаллов, либо в качестве смеси в разных пропорциях.
Таким образом, метеоры можно разделить на 3 вида. Каменные, которые состоят из различных минералов. Железные – из никелистого железа, имеющего в небольшом количестве примеси силикатов. И железокаменные метеориты, которые содержат в равном количестве и железо, и силикаты.
Разность цветов: от чего зависит цвет
Каждое соединение дает свой характерный цвет, когда горит в атмосфере Земли. Поэтому то, состав метеора прямо сказывается на его внешнем виде при падении. Так, тела, имеющие в себе кальций, будут фиолетовыми или пурпурным. Те, в которых есть магний, будут зелеными или синим.
Кроме внутреннего содержания, на цвет сияния также влияет скорость вхождения в воздушную оболочку планеты. Чем быстрее движение, тем более интенсивный становится окрас. Таким образом, метеориты, что летят медленно, как правило, оранжевые либо красные. Высокоскоростные нередко имеют голубой цвет и светятся очень ярко.
Самые яркие — болиды
Удивительно, но существуют метеоры, которые видны даже на светлом дневном небе. Речь идет о болиде. Это яркий объект с длинным дымным хвостом, по яркости превосходящим свечение планеты Венеры. Такой объект летит со вспышками, а порой и с мощными звуками, становится причиной нарушения радиосвязи. Именно в виде болидов на землю падают метеориты — метеороиды, которые, в силу своей слишком большой массы, не могут полностью сгореть в атмосфере и падают на землю.
Виды по происхождению
Среди прочего, можно разделить метеориты на осколочные и индивидуальные. Первые образуются как результат столкновения с плотными слоями атмосферы и дальнейшего их горения. Они при падении на поверхность Земли сохраняют свою целостность. Внешне это проявляется округлой оплавленной формой объекта.
Осколочные же экземпляры — это следствие сильного удара о поверхность Земли и последующего их взрыва. Нередко взрыв сопровождается образованием кратеров. Такие метеориты имеют острые углы и рваные края, а их поверхность совсем или частично лишена коры плавления.
Можно ли наблюдать метеоры на луне?
Человечеству всегда было интересно, как выглядит мир на других планетах, привычные нам явления и есть ли они там вообще. Например, многим хотелось бы узнать, можно ли наблюдать метеоры на луне. Луна — это шарообразное скалистое космическое тело, которое не имеет атмосферы. Но именно эта газовая оболочка нужна для появления метеоров, так как частичкам нужно в чем-то сгорать, чтобы светиться. Поэтому на луне нельзя наблюдать падающие звезды. Зато там обнаружено много метеоритов и кратеров от них. Ведь все небесные тела, которые летят в сторону Луны, попадают сразу на её поверхность.
Источник
Метеоры, метеороиды, метеориты, микроскопические черные дыры
Метеоры (от греч. «метеорос» — парящий в воздухе) вспыхивают в земной атмосфере при вторжении в неё извне мельчайших твердых частиц. В межпланетном пространстве хаотически движется множество таких частиц, получивших общее название метеорных тел. Массы подавляющего их большинства составляют десятые и тысячные доли грамма, в редких случаях — несколько граммов. Скорость их движения относительно Земли различна, но у многих не превышает 11-15 километров в секунду. Попадая в земную атмосферу, они не испытывают резкого торможения и либо остаются взвешенными в ней, либо медленно оседают на земную поверхность. Но если в атмосферу влетает частица со скоростью свыше 30 километров в секунду, то из-за трения о воздух она быстро раскаляется до температуры в несколько тысяч кельвинов и испаряется, а возбужденные атомы и ионы образовавшихся паров светятся и порождают явление метеора.
По спектрам метеоров, в которых присутствуют яркие линии излучения паров железа, натрия, кальция, магния, хрома, никеля, алюминия, т. е. таких химических элементов, которые не содержатся в земной атмосфере, был определен их химический состав. Чем больше масса и скорость метеорной частицы, тем ярче метеорная вспышка.
Отдельные метеоры, вспыхивающие в разных участках неба, называются спорадическими (от греч. «спорадикос» — единичный, случайный). Радиолокационные наблюдения, проводимые круглосуточно, показывают, что за сутки вспыхивает около миллиона метеоров.
Большинство метеоров вспыхивает на высоте от 100 до 120 километров и гаснет на высоте 70-80 километров над земной поверхностью, полностью распыляясь в атмосфере.
Высота вспышек и угасания определяются по наблюдениям метеоров из двух пунктов, удаленных друг от друга на расстояние 20-30 км. Для безошибочного отождествления зафиксированного разными наблюдателями метеора момент его вспышки отмечается по синхронизированным часам.
На своем пути метеорные частицы ионизируют молекулы воздуха, которые затем рекомбинируют и светятся. Поэтому яркие метеоры оставляют после себя следы, иногда видимые на протяжении нескольких секунд. Очень яркие метеоры называются болидами (от греч. «болидос» — метательное копье). Они порождаются твердыми частицами массой в несколько граммов и оставляют за собой яркие следы, иногда существующие до 15-20 мин. И заметно дрейфующие в атмосфере. Особо яркие болиды видны даже днем.
Помимо отдельных метеорных частиц вокруг Солнца движутся целые их рои, называемые метеорными потоками. Они порождены распадающимися или уже распавшимися кометами. Структура метеорных потоков различна. Одни из них довольно компактны, т.е. основной рой частиц занимает сравнительно небольшой объем и имеет ширину в десятки тысяч километров. Другие потоки (как правило, старые), наоборот, растянуты почти вдоль всей своей орбиты, и их ширина измеряется десятками миллионов километров.
Каждый метеорный рой обращается вокруг Солнца с постоянным периодом, равным периоду обращения породившей его кометы, и многие из них в определенные дни года встречаются с Землей. В эти дни число метеоров значительно возрастает, а если метеорный рой компактный, то наблюдается метеорный дождь, когда в одной ограниченной области неба за одну минуту вспыхивают сотни метеоров.
Помимо пыли, в межпланетном пространстве движется множество твердых тел размерами от сантиметров до десятка метров. Их называют метеороидами. Встречаясь с Землей, они вторгаются в её атмосферу и порождают в ней явления ярких болидов, часто сопровождаемых пылевыми хвостами и звуковыми явлениями. При этом поверхность метеороидов нагревается до 2500-3000 градусов по Цельсию, плавится и испаряется. Мелкие метеороиды распыляются полностью, а крупные теряют до 90% своей массы и все же достигают земной поверхности. Выпавшие на Землю метеороиды называются метеоритами и именуются по местности падения.
Скорость влета в земную атмосферу большинства метеороидов составляет от 11 до 25 километров в секунду, а скорость падения метеоритов на поверхность Земли — около 700-900 метров в секунду.
Самый крупный железный метеорит Гоба найден в 1920 году в Юго-Западной Африке, на территории Намибии, вблизи города Гобабис. Он имеет массу 60 тонн.
По структуре и основному химическому составу метеориты объединены в три основные группы: каменные (около 92%), железокаменные (около 2%), железные (около 6%).
Когда метеороид входит в плотные слои атмосферы, его поверхность настолько нагревается, что начинает испаряться. Воздушные струи сдувают с поверхности железных метеороидов крупные капли расплавленного вещества, причем следы этого сдувания остаются в виде характерных выемок — регмаглиптов. На поверхности метеороида все горит, способствует этому и кислород, содержащийся в нем, и другие легко воспламеняемые газы. На Земле, в таком случае, полет метеороида сопровождается мелким «железным» дождем. Сопротивление атмосферы вызывает дробление непрочных по структуре каменных метеороидов, и тогда на поверхность Земли выпадает метеоритный «каменный» дождь — множество осколков различных размеров. Иногда при достаточной скорости дробятся и железные метеориты. Примером может служить Сихотэ-Алинский метеоритный дождь, выпавший 12 февраля 1947 года на Дальнем Востоке в районе Сихотэ-Алинского горного хребта. На площади 12 на 4 км. выпало около 6 тыс. железных метеоритов общей массой около 100 тонн.
Редко, но бывают и гигантские метеороиды массой до миллиона тонн и скоростью до 30 километров в секунду. Обладая колоссальной кинетической энергией, они проходят сквозь атмосферу и при ударе о земную поверхность взрываются. На месте падения образуются метеоритные кратеры значительных размеров. Такие кратеры обнаружены в Аризоне (США), Канаде, Эстонии, на Таймыре (Россия), в Казахстане и в других местах. У Аризонского метеоритного кратера диаметр 1207 м., глубина 174 метра и высота окружающего его вала от 40 до 50 метров. 30 июня 1908 года в тайге Центральной Сибири произошло явление, известное как падение Тунгусского метеорита. Взрыв, которым завершился полет космического тела, повалил лес на площади более 2000 кв. км., а также вызвал лесной пожар, многочисленные оптические, акустические и сейсмические явления. Взрывная волна обогнула земной шар. На громадной территории до 3-4 июля наблюдались исключительно светлые ночи, во время которых можно было читать мелкий шрифт. Однако ни сам метеорит, ни кратер от его падения обнаружить не удалось. Согласно одной из гипотез, Тунгусский метеорит являлся ядром небольшой кометы, столкнувшейся с Землей, а в июне 1994 года произошло столкновение одной из комет с Юпитером.
Всего на поверхности Земли обнаружено 115 крупных метеоритных кратеров диаметром до 65 километров.
Химический состав метеоритов хорошо исследован. Железные метеориты содержат в средне 91% железа, 8,5% никеля, 0,6 % кобальта. Каменные метеориты — 36% кислорода, 26% железа, 18% кремния и 14% магния. Каменные метеориты по содержанию кислорода и кремния близки к земной коре, но металлов в них гораздо больше. Содержание радиоактивных элементов в метеоритах меньше, чем в земной коре, причем в железных меньше, чем в каменных. Химические соединения, присутствующие в метеоритах, и их кристаллическая структура показывает, что метеоритное вещество сформировалось в условиях высоких давлений и температур. Это означает, что метеориты входили когда-то в состав крупных тел, имеющих массу значительно больше Солнца. По относительному содержанию радиоактивных элементов и продуктов их распада можно определить возраст метеоритов. Для разных образцов он получается различным и колеблется обычно в пределах от нескольких сотен миллионов лет до нескольких сотен миллиардов лет.
Создатель советской атомной бомбы академик Яков Зельдович ввел в обиход термин «отон» (сокр. -«общая теория относительности»). Ему принадлежит фраза: «Черные дыры есть везде, где не доказано обратное». Проблемой существования черных дыр, сверхплотного вещества, осколков сверхплотной материи, занимались ведущие умы мира: А.Эйнштейн, П.Лаплас, Ю.Оппенгеймер, А. Трофименко. Согласно «отонной» гипотезе, черные дыры — осколки сверхплотной материи, разлетевшейся по Вселенной после Большого взрыва, пожирают астероиды, планеты, звезды, от мельчайших из них осколков на Земле происходят необъяснимые катаклизмы и аварии.
Невидимые метеороиды (микроосколки черных дыр), мельчайшие частицы от звезд, похожих на нейтронные, имеющие огромную массу из-за своей плотности, прошивают нашу атмосферу и Землю, как пуля макулатуру. Имея размеры с бактерию, они по массе равняются морям, горным хребтам, крупным островам. Их не сдерживают ни плотные слои атмосферы, ни недра Земли. Полагают, что они являются причиной многих необъяснимых катастроф. Притягивая к себе все (по закону всемирного тяготения), такие частицы, сбивают с курса самолеты, подводные лодки, корабли, поднимают огромные волны, вызывают колоссальные завихрения воздуха. Они не могут быть видимыми глазом, так как любое вещество сблизившееся с подобного рода телом, исчезает в его недрах. Даже отраженный свет не может покидать данную частицу.
Изучение метеоритов дает возможность выяснить состояние вещества, из которого сформирована Солнечная система. Это очень важно в познании Вселенной. Кто знает, быть может, человечеству рано или поздно придется покинуть Землю и устремиться в необъятные просторы Вселенной.
(Источник: работы Яковцева Я.В., П.И. Бакулина)
Лента свободных новостей Республики Беларусь — 15 февраля 2009 г.
Источник