Курс по обща астрономия

ВЪЗНИКВАНЕ И РАЗВИТИЕ НА МЕТЕОРНАТА НАУКА

Думата МЕТЕОР произлиза от гръцката дума “метеорос” и означава буквално “явление отгоре” или “предмет, движещ се във въздуха”.

През ІV век пр.н.е. Аристотел твърдял, че метеорите са земни изпарения, които се издигат нагоре и доближавайки се до сферата на огъня, изгарят.

Почти до ХVІІІ век този възглед се приемал от мнозина. Тогава понятието “метеор” се използвало в широк смисъл:

• 
  в смисъл на “въздушни метеори” – това означавало метеорологични явления – вятър, ураган, буря;
  
• 
  “хидрометеори” – дъжд, сняг, роса, мъгла;
  
• 
  “огнени метеори” – мълнии, северни сияния, лъжливи Слънца и освен това астрономическите “падащи звезди”(метеори) и “огнени кълбета” (болиди).
  

Френцузинът Кувие-Гравие, майстор на часовници, правел прогнози за времето според падащите метеори. За целите на своето увлечение, той дори се преместил да живее в покрайнините на Париж, откъдето можел да прави по-добри наблюдения на “падащите звезди”.

Натрупаните от него наблюдения били използвани от италианеца Скиапарели за изчисляване скоростта на метеорите и за основа на негова теория за тези явления. Тезата за “падащите небесни камъни” обаче по това време изглеждала нелепа.

На 24 юли 1790 г. пред очите на 300 жители начело с кмета от градчето Жулияк паднал метеорит. Очевидци докладвали за събитието пред заседание на Парижката академия, но гасконците били приети за наивници от обществото на учените. Не повярвали и на вещественото доказателство. Академията се произнесла, че това е земен камък, ударен от мълния.

В най-добрия случай някои учени от това време били склонни да приемат, че метеорите са “сгъстявания” във въздуха под действие на мълния по време на буря. Електрически произход бил приписван и на болидите.

Въпреки инерцията, още от края на ХVІІ век идеята за космическите падащи камъни си пробивала път. Изказал я през 1686 г. английчанинът Едмунд Халей, тогава вече кралски астроном. Доказал предположенето чрез определяне на височината и скоростта на много ярък болид, профучал с грохот над Англия на 19 март 1719 г.

Така небесата сами се “погрижили” за възникване на нова област за изследване. В края на ХVІІІ–началото на ХІХ век възникнала метеорната астрономия.

На 12 ноември 1799 г. немският естествоизпитател Хумболт наблюдавал метеорния дъжд на Леонидите от Южна Америка. Събирайки всички сведения за това явление от местните жители, Хумболт разбрал, че явлението се наблюдавало в цяла Америка и Гренландия. Нещо повече – разбрал, че такъв дъжд е имало и през 1766 година.

През 1867 г. се появило съобщението на италианеца Скиапарели за това, че метеорите от 9-11 август 1866 г. с радиант в съзвездието Персей имат същата орбита като кометата, открита през 1862 г. от Суифт-Тътъл. През същата година било установено, че орбитата на метеорния поток Леониди, изчислена от Льоверие и Скиапарели, съвпада с орбитата на друга слаба комета Темпъл-Тътъл.

Това било доказателство на предположението на Хладни и Киркууд, че метеорните роеве са продукт от разпада на комети.

Въз основа на възгледите за състава и структурата на кометното ядро, по различен начин бил обясняван механизма на възникване на метеорния рой:

• 
  Скиапарели считал, че кометното ядро се състои от компактен облак твърди частици, свързани гравитационно, които под действие на Слънцето се откъсват от облака и започват да се движат самостоятелно.
  
• 
  Според Бредихин именно аномалните опашки, насочени към Слънцето се образуват в резултат на процеси на изхвърляне на твърди частици с размери повече от 0,01 мм, увлечени от газовите струи. Този възглед намира потвърждение и в сегашните виждания за структурата на кометното ядро.
  

Според интензивността на отделяне на газовете, кометите биват “нови” или непериодични (дългопериодични) и “стари” или периодични (късопериодични). “Новите” проникват във вътрешните области на Слънчевата система за първи път или много рядко, затова съдържат доста летливи вещества и оттам процесите на образуване на главите и опашките са доста бурни. Именно непериодичните комети са по-често достатъчно огромни и ярки, за да се виждат и с просто око. Повърхността на “старите” комети по-често се подлага на слънчевото греене и вятър, затова е обвита с топлоизолилащ слой от каменни вещества със значителна дебелина. Такава “изсъхнала” комета вече трудно може да се различи от астероид. Възможно е някои астероиди от групата на Амур, Аполон или Атон с “кометни” характеристики на орбитата си да са всъщност “изсъхнали” комети. Такъв е вероятно астероида № 3200, открит през 1983 г. от спътника Iras, чиято орбита съвпада с метеорния поток Геминиди. Счита се, че този астероид, всъщност бивша комета, е родителското тяло на този метеорен поток.

ВИДОВЕ МЕТЕОРИ

• 
  спорадични или случайни – по всяко време и навсякъде по небето;
  
• 
  поточни или такива, движещи по сходни орбити с еднакви скорости, породени от едно и също родителско тяло. Те се появяват от една точка на небето – радианта на потока.
  

Средният брой метеори, наблюдавани с невъоръжено око за 1 час е 6-16. В периодите на активност на метеорните потоци, продължаващи от няколко часа до няколко денонощия, броят на метеорите е десетки, стотици или хиляди при метеорните дъждове.

• 
  такива, в които метеороидите са разпределени по орбитата почти равномерно. Тогава в едни и същи календарни дни на Земята се изсипват потоците като Персеиди, Геминиди, Квадрантиди и др. с почти еднаква интензивност;
  
• 
  и такива роеве, при които основната маса метеороиди е съсредоточена в малък участък от орбитата на роя. Невинаги Земята се среща с този участък, а през определен период, когато може да се наблюдава завишена активност на потока или направо “звездни дъждове” или по-правилното метеорни дъждове. Такива са Леонидите от 1833, 1866, 1966 и през последните години – 1999/2003, а също – Андроменидите от 1872 и 1885 г., Драконидите от 1933 и 1946 г.
  

СПОРАДИЧНИ МЕТЕОРИ

• 
  метеорни тела, отделили се от метеорни роеве в процес на разпад на тези роеве;
  
• 
  псевдоспорадични метеори – такива, които спадат към роеве с изключително ниска плътност и даващи примерно 1 метеор на 2-3 часа в максимума си, както и такива, които спадат към роеве, но не са в период на активност на потока;
  
• 
  метеороиди, получени в резултат на сблъсък на астероиди.
  

• 
  и накрая метеороиди с много малки размери и все пак с достатъчно маса, че да не могат да бъдат изтласкани от слънчевия вятър – това са частици с маси от порядъка 10*(-13)/ 10*(-6) г. Тези частици минават “между” молекулите от земната атмосфера, почти не взаимодействат с тях и постепенно намалявайки скоростта си, бавно се утаяват на земната повърхност( По данни от изкуствени спътници на Земята именно те допринасят за нарастване масата на Земята денонощно с 9 тона, а годишно – с 16 000 тона!)
  

ПЛЪТНОСТ НА МЕТЕОРОИДИТЕ

Метеороидите с астероиден произход биват:

• 
  каменни или обикновени хондрити – със средна плътност 3,7 г/куб.см и
  
• 
  А-метеороиди със средна плътност 2,1 г/куб.см .
  

• 
  В-метеороиди – с плътност 1 г/куб.см, най-плътните частици от кометното ядро;
  
• 
  С-метеороиди с плътност 0,6 г/куб. см и
  
• 
  Д-метеороиди с плътност 0,2 г/куб. см.
  

Установено е, че средните стойности на метеорното вещество от известни метеорни роеве като Геминидите, Персеидите, Орионидите и др. е около 0,28 г/куб. см.

И така, метеороидите от кометен произход са предимно порести образувания, състоящи се от отделни структури.

СЪСТАВ НА МЕТЕОРОИДИТЕ – СПЕКТРАЛЕН АНАЛИЗ

Първите опити за наблюдение спектрите на метеорите чрез стъклени призми били правени още през ХІХ век. Оказало се, че спектрите на метеорите се състоят от ярки линии или са непрекъснати с преобладаващи цветове. Най-често, в 75% от случаите се наблюдава ярко оранжевата линия на натрия. В други случаи преобладава линията на магнезия, тогава метеорът изглеждя зеленикав.

Линейният спектър на метеорите свидетелства, че излъчват силно нагрети газове.

Първото успешно фотографиране на спектри на метеори е организирано през 1904-1907 г. от Блажко – идентифицирани били линиите на Са І, Са ІІ, MgІ.

До 1911 г. имало вече 11 заснети метеорни спектъра.

От 30-те години на ХХ век започнали системните снимки на метеорни спектри в Русия, Канада, САЩ, Чехо-Словакия, Япония, благодарение на което днес разполагаме с хиляди метеорни спектъра.

Ярките линии в метеорните спектри принадлежат на:

• 
  неутралните атоми на желязото, натрия, мангана, калция, хрома и още на: азота, магнезия, алуминия, кислорода, никела, силиция, водорода, титана, кобалта и въглерода;
  
• 
  йонизирани атоми на магнезия, силиция, желязото, азота, кислорода, алуминия, титана, хрома;
  
• 
  ивици на молекулите на СН, CN, C2, N2, MgO, FeO,
  

Счита се, че наличието на азот и кислород в спектъра на метеорите се дължи на земната атмосфера, докато желязото количествено преобладава при самите метеороиди.

Установено е, че при навлизането на метеора в по-плътните атмосферни слоеве, както и при избухванията, спектърът се мени.



Метеорният поток Персеиди се наблюдава всяка година през август, когато Земята пресича орбитата на кометата Суифт-Тътъл. Частиците, разпилени от тази комета, понякога са толкова много в мястото на преминаване на Земята през кометната орбита, че се наблюдават метеорни дъждове, както бе през 1993 г. Цветовете на Персеид тук от тази година са изкуствени, но така личи кои атоми възбуждат светенето на метеора. Предполага се, че в зелено свети кислорода.
Установено е още, че ярко-червената линия на водорода в спектрите на бързите метеори свидетелства за връзката на метеороидите с кометните ядра, защото именно в тях има голямо количество вода. От друга страна, от 15-те линии на елементите в кометните спектри, 3 елемента отсъстват в метеорните – на хелия, ванадия и медта. И обратно, в кометните спектри отсъстват линиите на магнезия, алуминия, силиция и титана, които са характерни за метеорните спектри.

Въпреки тези особености, налице е родството между метеороидите, кометите и астероидите.

Метеори, които са по-ярки от Венера (-4 зв.в.) е прието да се наричат болиди. Горната граница за яркост на болидите може и надминава Луната в пълнолуние.

Болидите са различни на цвят – зеленикаво-бели, синьо-бели, жълти или червеникави.

Имат глава и опашка. Главата им обикновено е капковидна със значителни ъглови размери.

На височина около 50 км обикновено появата на болид е съпроводена със звуков ефект, подобен на взрив или съпровождащ движещо се със свръхзвукова скорост тяло. После звукът става по-протяжен като при гръмотевичен тътен. Този звук е предизвикан от рязко сгъстяване на въздуха в пространството преди метеороида и разреждане след него поради бързото му движение.

Скоростта на звука във въздуха е 330 м/сек. По забавянето на звука, може да се определи разстоянието на болида.

Освен звуковите явления, които следват болида и са лесно обясними, понякога се появява съскане или свистене едновременно с появата на болид. Тези аномални звукови явления, разпространяващи се със скоростта на светлината имат електромагнитен характер. Може би ярките болиди излъчват електромагнитна енергия в областта на ниските честоти. Такива болиди се наричат електрофонни.


Този болид е заснет по време на миналия максимум на Леонидите на 17 ноември 1966 г., когато се наблюдавал наистина забележителен метеорен дъжд, който ще остане като едно от небесните зрелища, наблюдавани от човешката цивилизация. Калифорнийският наблюдател Джим Янг съобщава за 50 метеора в секунда през 1966 г., а само той е фиксирал 22 болида с дължина на следата си около четвърт окръжност – 90 градуса.

Често болидите оставят след себе си дълги светещи опашки, които за разлика от следите на ярките метеори, се виждат десетки минути след болида. Това са газови или йонизирани следи във вид на сребристо-сини ивици, образуващи се на височина 80-95 км.

Освен газови, наблюдавани са и прахови метеорни следи, особено когато падането на болид е предизвестие за намиране на метеорит. Тези прахови следи възникват на височина около 40 км. Поради отразяване на слънчевите лъчи от праховите частици останали след болида във въздуха, тези следи може да се наблюдават привечер и дори денем.


Болид от Леониди 1998 г. е оставил след себе си ярка самосветеща следа, виждаща се в продължение на минути. Тези следи са на височина повече от 100 км над земната повърхност, раздуват се от ветровете и образуват интересни форми. Тази именно следа е изследвана чрез лазерен радар – т.н. лидар от астрономите в Базата на военно-въздушните сили с цел да се изясни на какво се дължи светенето на следата. Все още няма конкретен отговор на това.

МЕТЕОРИТИ

Ако метеорното тяло има достатъчно голяма маса и плътност, а скоростта му на навлизане в атмосферата е неголяма – около 22 км/сек, то половината или по-малко от него може да достигне до земната повърхност. Тогава се казва, че е паднал метеорит.

Метеоритите явно са метеороидни късове с астероиден произход и повтарят техния състав - биват каменни, железни и желязно-каменни.

Метеорита трудно може да се различи от обикновените земни камъни, особено ако дълго време е бил в земната почва. Скоро след падането, метеоритите се покриват с тънка кора до 1-2 мм, черно-въглена в резултат на взаимодействието им с атмосферните частици. При железните метеорити тази кора е със синкав оттенък. Каменните метеорити са червеникави и много лесно чупливи, а във вътрешността им може да се види ръждавина.

Често метеоритите са с неравилна форма, но някои са конусовидни.

И още една отличителна черта на метеоритите – повърхността им е набраздена с вдлънатини, наподобяващи отпечатъци на пръсти в глина.

Метеорити с маса повече от няколко кг обикновено образуват кратери.

По-малките метеорити с маси няколко стотина грама лежат върху земната повърхност.


Болид и това, което е достигнало от него до земната повърхност – метеорита вдясно.
Каменните метеорите обикновено се раздробяват още при падането си и по-големите парчета се изсипват върху Земята като метеоритен дъжд. Тъй като метеоритите се врязват в земната атмосфера обикновено под ъгъл, падналият метеоритен дъжд е в област от земната повърхност с форма на елипса. Елипсът на разсейване може да достигне до стотици квадратни км. Голямата полуос на тази територия съвпада със земната проекция на траекторията на болида.

Сихоте-Алинския железен метеоритен дъжд, изсипал се в тайгата на Далечния изток на Русия на 12 февруари 1947 г. е породен от метеороид с маса поне 100 тона! Площта на разсейване е 15-18 кв.км, голямата полуос на елипсата е повече от десетки км, а ширината – 1-1,5 км.

Тази територия е изрината от множество ями средно с диаметър от 30 м и дълбочина до 6 м. Събрано е 27 тона метеоритно вещество, като най-голямото парче тези 1 тон 745 кг, а най-малкото открито – само 0,19 грама.
Средно за 1 година на Земята падат 1000 метеорита с маса до 10-тина кг.
На територията на България са паднали няколко метеорита. Най-големият открит е наречен Павел, на селището, където са открити няколкото му парчета с обща маса от няколко кг.
Най-големият открит метеорит в Югозападна Африка през 1920 г. – Хоба – е железен и има маса около 60 тона.


Карта на големите метеоритни кратери.

ЗОДИАКАЛНА СВЕТЛИНА И ПРОТИВОСИЯНИЕ

Зодиакална светлина

Понякога при много добри налюдателни условия се наблюдава конусовидно светене по небето около Слънцето, простиращо се в равнината на еклиптиката. Яркостта на сиянието намалява с увеличаване на ъгловото отстояние от Слънцето и леко се увеличава на няколко градуса около антислънчевата точка – ПРОТИВОСИЯНИЕ.

Това явление се дължи на наличието на твърди частички с микронни размери – 1-10 микрона –разпръснати в равнината на еклиптиката.

Масата на облака е 10*19-10*20 г и може да се сравни с масата на един астероид със скромни размери. Плътността на облака фини частици е много ниска – той е по-скоро димка, през която може да се вижда безпрепятствено звездната светлина.

Облакът се върти около Слънцето по посока на въртене на планетите, като всяка негова частица се подчинява на законите на Кеплер, т.е. като цяло облакът се върти като рояк отделни частици, а не като твърдо тяло.

Проследявайки динамиката на частиците от облака, би следвало тези от тях, които са по-малки от 0,1 микрона да бъдат “издухани” от слънчевия вятър, а 10-тократно по-големите частици трябва да се доближават все по-близо до Слънцето по спираловидни траектории и в непосредствена близост до него да бъдат разрушени. Тези процеси би трябвало да водят до лишаване на облака всяка секунда от 10*7 г вещество или на 10*14 г за 1 година. Това означава, че само за 100 000 години облака ще трябва да престане да съществува. Фактът, че го наблюдаваме и сега, говори, че той има постоянен резервоар на постъпващи в него частици. Предполага се, че основният източник са процесите в близост до Слънцето – “производството на дим” от кондензиране на газове, предимно въглерод, който се изпарява в слънчевата атмосфера.

Известни са звезди с по-ниски температури, които произвеждат толкова много дим, че той засенчва част от тяхната собствена светлина.

Ако погледнете в посока, противоположна на Слънцето и се вгледате, може да доловите светене на нощното небе, наречено противосияние. То се получава от частичките прах с милиметрови размериот астероиден произход, коит осъщо се концентрират в равнината на земната орбита, но трябва да се разграничава противосиянието от зодиакалната светлина. Противосиянието е отражение под доста голям ъгъл и затова се вижда на нощното небе за разлика от зодиакалната светлина, която е в близост до слънчевия диск. През деня противояние може да забележите като ореол в облаците, ако летите със самолет.

Повече за метеорните дъждове на Персеиди и Леониди четете в проекта Пламен Иванов Иванов, участвал в Националната образователна програма в Интернет“Ловци на небесни съкровища”, 2005 година, на адрес:

http://www.Plamen-meteori.hit.bg

Каталог: sites -> default -> files -> site-documents -> sun-system
sun-system -> Закон за всеобщото привличане и законите на Кеплер, а кометата, открита на "върха на перото" получава името на своя откривател халеева комета
sun-system -> Презентацията космогония надя Кискинова наоп, Стара Загора слънчева система космогония закони на небесната механика 2
sun-system -> Слънчева система
sun-system -> Астероиди откриване на астероидите
sun-system -> Презентацията космогония надя Кискинова наоп, Стара Загора слънчева система космогония закони на небесната механика 2
sun-system -> Закон за всеобщото привличане и законите на Кеплер, а кометата, открита на "върха на перото" получава името на своя откривател халеева комета

Изтегляне 193.99 Kb.

Сподели с приятели: