§ 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, 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
Как возникают метеорные потоки?
Метеорные потоки наблюдаются, когда Земля пересекает орбиту кометы.
Кометы постоянно теряют часть своего вещества — газ, а также пыль и другие твердые частички разных размеров, которые продолжают двигаться вдоль кометной орбиты. При попадании в земную атмосферу все эти пылинки и мелкие частички сгорают, и их свечение -это и есть то, что мы называем «падающими звездами». В каждый конкретный момент времени все такие падающие звезды приходят с одного и того же направления — направления движения Земли относительно роя потерянных кометой тел. Если продлить следы метеоров на небе назад, то все они пересекутся в одной точке — так называемом радианте. Метеорные потоки всегда называют по созвездию, в котором расположен их радиант. Так, Персеиды (наблюдаются с 17 июля по 24 августа) приходят из созвездия Персея, а радиант Леонид (наблюдается с 11 по 21 ноября) находится в созвездии Льва. Во время очень интенсивных метеорных потоков (так называемых метеорных дождей) могут наблюдаться сотни падающих звезд в час.
Что вообще из себя представляет метеорный поток? Логично, что это скопление метеоритов. Происходят они в разное время и лишь на несколько дней или даже часов. Как возникают метеорные потоки? Очень просто, они появляются тогда, когда Земля, вращаясь вокруг Солнца, пересекает скопление метеорного вещества, так называемый метеорный рой.
Не стоит путать метеорные потоки и дожди. Метеорный дождь мы можем наблюдать лишь тогда, когда наша планета пересекает очень плотное скопление метеорного вещества, что провоцирует мощный поток с огромным количеством метеоров, которое доходит порой до нескольких сотен. В «урожайный» день за час в потоке проходит около полусотни метеоров.
То, что потоки выходят из одной точки на небе (радианта), не более чем иллюзия. Все благодаря эффекту перспективы. На самом деле траектории их движения просто параллельны. Рой метеорных частиц, встречаемых Землей во время движения, называемый метеорным потоком, как вы уже знаете, несет эти самые частицы параллельно, поэтому нам кажется, будто они разлетаются из одной точки. Просто представьте себе железнодорожные рельсы, которые тянутся по прямой далеко за горизонт. Смотря на них, вам тоже будет казаться, будто они выходят из одной точки, но вы же знаете, что на самом деле они параллельны друг другу. Эффект перспективы в чистом виде.
Каждый год в разное время наша планета сталкивается с орбитой метеорных потоков, тогда на небе можно увидеть множество метеоров. Метеорным потокам дают название по имени созвездия, где находится их радиант, та самая точка, из которой они, якобы, разлетаются.
Метеорные потоки двигаются по орбитам исчезнувших комет. И, предвкушая ваш вопрос, сразу отвечу: частицы потока – результат распада ядер комет. Происходить это может как очень быстро, так и постепенно, разбивая ядра на части. Комета распадается и исчезает, а частицы так и тянутся следом по ее пути.
Ядро распадается на частицы: космическую пыль или камни (метеоры). Они движутся и рассеиваются в космосе, и когда их становится очень много, они превращаются в поток, чья орбита может столкнуться с Землей. Хотя почему может, она и сталкивается.
А теперь поговорим о том, ради чего мы тут все собрались: какие бывают метеорные потоки и когда их можно увидеть?
Виды метеорных потоков
Аквариды
Аквариды также подразделяются на два подвида: эта и дельта. Эта-Аквариды можно заметить в небе в период с 24 апреля по 20 мая. Как показывает статистика, чаще всего это 4-5 мая, включая високосные года. Этот поток образует массивный метеорный дождь, который является отголоском знаменитой кометы Галлея. Средняя плотность потока: около 35.
С 15 июля вплоть до 20 августа вы можете увидеть Дельта-Аквариды. Снова обращаясь к статистике, наиболее частые дни: 29.07 и 07.08. Эти потоки примечательны тем, что имеют двойной радиант. Но вот особой массивностью не блещут: в среднем не больше 20.
Дракониды
Дракониды названы так из-за того, что их радиант находится около головы дракона (созвездие, если что). Происходят они 9-10 октября, но, к сожалению, наблюдать их можно не каждый год. Примечателен тот факт, что интенсивность потока каждый год меняется. Рекордной плотностью дракониды обладали в далеком 1933 году: 350 метеоров в минуту.
Лириды
Радиант апрельских Лиридов находится, как вы уже догадались, в созвездии Лиры. Хотя, если точнее, то на границе между Лирой и Геркулесом. Наиболее массивные метеорные дожди лиридов обычно происходит 22 апреля. А наблюдать их можно с 19 по 25 число того же месяца. Обычно это слабый поток, с плотностью не больше десяти, но иногда 22 числа наблюдаются целые метеоритные ливни. Лириды, согласно исследованиям, происходят ежегодно на протяжении уже 2500 лет.
Квадрантиды
Еже один метеорный поток, стабильно наблюдающийся каждый год. Его радиант находится между созвездиями Дракона и Геркулеса, но имя этому потоку было дано еще во времена ныне не существующего созвездия Стенного Квадранта.
Наблюдать квадрантиды можно всего несколько недель с начала нового года до 6 января. Пик ливней происходит ровно по середине: 3 числа, вот только увидеть его очень сложно, потому что происходит этот дождь не всегда, а если и появляется, то очень не на долго. Так что, если вы увидели метеорный ливень квадрантидов, считайте, что вам крупно повезло.
Джеминиды
Радиант этих комических ребят находится внутри созвездия Близнецов. С 7 по 16 декабря можно наблюдать джеминиды на звездном небе. Пик приходится обычно на 13 число. Интересная особенность этих потоков в том, что расстояние перигелия их орбиты всего лишь 0,14 астрономических единиц. Но вы все еще можете их заметить, если постараетесь.
Источник