Astronet > Proishozhdenie i evolyuciya meteoroidnyh roev

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Proishozhdenie i evolyuciya meteoroidnyh roev

Yu.V.OBRUBOV

Kaluzhskii filial Moskovskoi sel'skohozyaistvennoi akademii im. K.A. Timiryazeva

Kaluzhskii filial Moskovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta im. N.E. Baumana

Obsuzhdayutsya teorii proishozhdeniya meteoroidnyh roev. Opisany osnovnye vozmushayushie sily, opredelyayushie evolyuciyu meteoroidnyh roev. Pokazano, chto v rezul'tate evolyucii odin meteoroidnyi roi mozhet porozhdat' neskol'ko par meteornyh potokov, deistvuyushih v raznoe vremya goda. Privedeny dannye ob ustanovlennyh vzaimosvyazyah komet, asteroidov i meteornyh potokov.

Vvedenie

V Solnechnoi sisteme krome bol'shih planet dvizhetsya mnozhestvo bolee melkih tel. Eto asteroidy, komety i meteornye chasticy ili tak nazyvaemye meteoroidy. Schitaetsya, chto asteroidy yavlyayutsya kamenistymi telami, a komety predstavlyayut soboi konglomerat zamerzshih gazov i pylevyh chastic. Pri priblizhenii komet k Solncu gazy nachinayut isparyat'sya i, pokidaya yadro, uvlekayut za soboi pylevye chasticy. Etot process privodit k obrazovaniyu harakternyh hvostov komet. Skorosti, s kotorymi tverdye chasticy pokidayut yadro roditel'skoi komety, otnositel'no maly. Poetomu oni dvizhutsya po geliocentricheskim orbitam, malo otlichayushimsya ot orbity yadra. V nekotoryh sluchayah orbity komet prohodyat ochen' blizko ot orbity Zemli, a inogda i peresekayut ee. Esli v etom raione okazyvaetsya i Zemlya, to meteoroidy vtorgayutsya v ee atmosferu so skorostyami ot 11 do 72 km/s. V rezul'tate nablyudaetsya yavlenie meteornogo dozhdya (tysyachi meteorov v chas) ili meteornogo potoka (desyatki-sotni meteorov v chas), voznikayushego iz-za ionizacii atmosfernogo stolba vdol' traektorii poleta meteoroidov. So vremenem meteoroidy rasseivayutsya vdol' vsei orbity komety, i togda ezhegodno pri prohozhdenii Zemlei oblasti peresecheniya orbit nablyudaetsya yavlenie meteornogo potoka. Izvestno okolo 20 ezhegodnyh meteornyh potokov s dostatochno vysokim chasovym chislom meteorov - ot 20 do 140 meteorov v chas. Eti potoki nazyvayut glavnymi (tabl. 1).

Tablica 1. Glavnye ezhegodnye meteornye potoki, periodicheskie meteornye dozhdi i ih roditel'skie tela

Nazvanie potoka Data $\alpha$ $\delta$ V, km/s N Roditel'skoe telo

Kvadrantidy 03.01 231° + 50° 41 140 Machholca 1986 VIII

Liridy 22.04 271 + 34 48 12 Tetcher 1861 I

$\eta$ -Akvaridy 03.05 336 0 66 30

Dnevnye Arietidy 07.06 43 + 23 39 60 Machholca 1986 VIII

$\xi$ -Perseidy 07.06 62 + 23 27 40 Enke 1971 II

$\beta$ -Tauridy 29.06 86 + 19 30 30 Enke 1971 II

Yuzhn. $\delta$ -Akvaridy 29.07 333 - 16 41 30 Machholca 1986 VIII

Sev. $\delta$ -Akvaridy 12.08 339 - 5 42 20 Machholca 1986 VIII

$\alpha$ -Kaprikornidy 30.07 307 -10 23 30 Adonis (2101)

Yuzhn. $\iota$ -Akvaridy 05.08 333 -15 34 15 ???

Sev. $\iota$ -Akvaridy 20.08 327 - 6 31 15 ???

Perseidy 12.08 46 + 57 59 70 Svifta-Tuttlya 1862

K-Cignidy 18.08 286 + 59 25 5 ???

Dnevnye Sekstantidy 29.09 152 0 32 30 Faeton (3200)

Drakonidy 09.10 262 + 54 20 D Dzhiakobini-Cinnera

Orionidy 21.10 94 +16 66 30 Galleya 1910 II

Yuzhn. Tauridy 03.11 50 +14 27 7 Enke 1971 II

Sev. Tauridy 13.11 58 + 22 29 7 Enke 1971 II

Leonidy 17.11 152 + 22 71 D Tempelya-Tuttlya 1866

Andromedidy 27.11 25 + 44 16 D Biely 1846 II

Dek. Fenicidy 05.12 15 - 55 12 20 Blanpeina 1819 IV

Geminidy 14.12 112 + 32 34 70 Faeton (3200)

Ursidy 22.12 217 + 76 33 20 Machholca 1986 VIII

V tabl. 1 data - nomer dnya i mesyaca proyavleniya maksimal'noi aktivnosti potoka, $\alpha$ - pryamoe voshozhdenie, a $\delta$ - sklonenie radianta v gradusah, V - geocentricheskaya skorost' meteoroidov (v km/s), N - chislo meteorov v chas v maksimume aktivnosti po vizual'nym nablyudeniyam, dlya dnevnyh potokov - po radiolokacionnym (D oznachaet meteornyi dozhd', to est' N > 10 000). V grafe �Roditel'skoe telo� dany nazvanie periodicheskoi komety i ee uslovnoe oboznachenie, a dlya asteroidov - nazvanie i (v skobkah) poryadkovyi nomer po katalogu malyh planet. Koordinaty radianta $\alpha$ i $\delta$ - koordinaty tochki na nebesnoi sfere, v kotoroi peresekayutsya vidimye puti meteorov potoka.

Menee intensivnye potoki nazyvayut malymi, i ih chislo sostavlyaet po raznym dannym neskol'ko tysyach.

Issledovaniya meteornogo veshestva i meteornyh yavlenii imeyut i bol'shoe prikladnoe znachenie. Meteory yavlyayutsya estestvennymi zondami dlya izucheniya napravleniya vetrov i drugih parametrov atmosfery na vysotah 60-120 km. Ioniziruya atmosferu, meteory sozdayut noch'yu plotnyi i tonkii ionosfernyi sloi - tak nazyvaemyi sporadicheskii sloi Es v ionosfere Zemli. Ionosfernye neodnorodnosti, sozdavaemye meteorami, ispol'zuyutsya v radiosvyazi dlya peredachi signalov na sverhdal'nie rasstoyaniya. Nel'zya zabyvat' i ob opasnosti, kotoruyu predstavlyayut meteornye chasticy dlya kosmicheskih apparatov.

Nauchnoe znachenie meteornyh potokov zaklyuchaetsya v tom, chto oni yavlyayutsya svoeobraznymi kanalami, po kotorym kometnoe veshestvo popadaet na Zemlyu i stanovitsya dostupnym dlya izucheniya. Tak kak schitaetsya, chto komety sostoyat iz ostatkov protoplanetnogo veshestva, prakticheski ne izmenivshegosya v ih yadrah za milliardy let, to, issleduya himicheskii sostav meteoroidov, mozhno reshat' zadachi, svyazannye s proishozhdeniem Solnechnoi sistemy.

Teorii proishozhdeniya meteoroidnyh roev

Nachinaya s otkrytiya Dzh. Skiaparelli, ustanovivshego shodstvo orbit meteornogo potoka Perseid i komety 1862 III, bol'shinstvo issledovatelei schitayut, chto meteoroidnye roi obrazuyutsya pri razrushenii yader komet. Eta tochka zreniya ne izmenilas' do nastoyashego vremeni, hotya predstavleniya o sostave i strukture kometnyh yader peresmatrivalis' i utochnyalis' neodnokratno. Osnovnye polozheniya teorii proishozhdeniya meteoroidnyh roev sformulirovany izvestnym russkim uchenym F.A. Bredihinym [1] eshe v proshlom veke:

1) meteoroidnye roi obrazuyutsya pri razrushenii yader komet;

2) vybros meteornyh chastic proishodit s nenulevoi skorost'yu;

3) dlitel'noe vremya meteoroidnyi roi i kometa mogut sushestvovat' sovmestno;

4) odna kometa mozhet obrazovat' neskol'ko meteornyh potokov.

Eti polozheniya sootvetstvuyut sovremennym predstavleniyam o strukture, proishozhdenii i evolyucii komet i meteoroidnyh roev, hotya ih soderzhanie i smysl izmenilis' sushestvenno.

V zavisimosti ot prinyatoi modeli kometnogo yadra rassmatrivalis' i razlichnye processy obrazovaniya meteoroidnyh roev. Soglasno Dzh. Skiaparelli, yadro komety predstavlyalo soboi skoplenie meteoroidov, svyazannyh gravitacionnym prityazheniem. Obrazovanie meteoroidnogo roya (ili razrushenie komety) proishodilo pod deistviem prilivnyh sil Solnca, to est' chasticy pokidali kometu s nulevymi skorostyami. Eta teoriya ne ob'yasnyala mnogie nablyudaemye yavleniya kak v kometah (gazovye i anomal'nye hvosty), tak i v meteornyh potokah (bol'shie dlitel'nosti deistviya i ploshadi radiacii).

Osnovyvayas' na nablyudeniyah, F.A. Bredihin predpolozhil sushestvovanie impul'sov, pod deistviem kotoryh proishodit vybros meteoroidov iz yader komet (so skorostyami do 3 km/s). Pri etom on ne otvergal teorii raspada komet pod deistviem prilivnyh sil i schital, chto v etom processe krome Solnca uchastvuyut i bol'shie planety.

Ideya monolitnogo yadra komety, veroyatno, vpervye byla vyskazana B.Yu. Levinym [2] v 1943 godu. On schital, chto yadrami komet mogut byt' tverdye glyby, propitannye gazami, kotorye vydelyayutsya pri nagrevanii yadra vblizi Solnca. Eta model' ne mogla ob'yasnit' ni otnositel'no bol'shie poteri massy kometoi pri kazhdom prohozhdenii perigeliya, ni obrazovanie meteoroidnyh roev. Tem ne menee vopros o yadre kak mnozhestve gravitacionno svyazannyh tel byl snyat.

Nablyudeniya i issledovaniya komet pokazali, chto v ih sostav vhodyat zamerzshie gazy CN, C₂ , C₃ , CH, OH, NH, CH₂ , CO, CO₂ , N₂ i im podobnye, a takzhe pylevye chasticy razlichnyh razmerov. Na etom osnovanii F. Uippl [3] razrabotal model' yadra komety kak konglomerata legkoplavkih l'dov i pylevyh chastic. Pod deistviem solnechnogo izlucheniya proishodit nagrevanie i isparenie l'dov, a potoki sublimiruyushih gazov vynosyat v golovu komety i ee hvosty pylevuyu materiyu. Nekotorye iz chastic ne mogut pokinut' poverhnost' yadra ili vozvrashayutsya na nee pod deistviem prityazheniya yadra i so vremenem obrazuyut pylevuyu korku. Ona prepyatstvuet proniknoveniyu tepla vnutr' i oslablyaet skorost' pyle- i gazovydeleniya. Po etoi prichine �starye� komety (v osnovnom dvizhushiesya po korotkoperiodicheskim orbitam, R < 300 let), mnogokratno pobyvavshie vblizi Solnca, v srednem namnogo slabee �novyh� dolgoperiodicheskih komet.

Spokoinyi raspad kometnyh yader pri sublimacii l'dov - naibolee veroyatnyi put' obrazovaniya meteoroidnyh roev. No nel'zya, konechno, isklyuchat' obrazovanie roya pri katastroficheskih processah raspada yadra komety pod deistviem prilivnyh, centrobezhnyh ili inyh sil i pri vozmozhnyh stolknoveniyah s asteroidami ili meteoroidami.

Po mneniyu F.A. Bredihina, somneniya v kometnom proishozhdenii meteornyh potokov poyavilis' iz-za ogromnoi raznicy mezhdu chislom izvestnyh togda komet (310) i chislom meteornyh potokov (3000). Poetomu poyavilis' raboty, v kotoryh proishozhdenie meteornyh potokov pripisyvalos' drugomu istochniku. B.Yu. Levin voobshe schital sopostavlenie obshego chisla komet i meteornyh potokov nepredstavlyayushim interesa. On napominaet, chto tri slabye komety, svyazannye s meteornymi potokami Lirid, Perseid i Leonid, nablyudalis' tol'ko v 1861-1866 gody, i esli by ih poyavlenie bylo upusheno nablyudatelyami, to eti interesneishie potoki ostalis' by bez komet-rodonachal'nic.

Kometnye yadra voznikli milliardy let nazad v period formirovaniya Solnechnoi sistemy, togda kak meteoroidnye roi mogut sushestvovat' ne bolee desyatkov ili soten tysyacheletii. Poetomu nevozmozhno dopustit' sovmestnoe proishozhdenie komet i meteoroidnyh roev. Meteoroidnye roi obrazuyutsya pri raspade kometnyh yader i seichas, o chem svidetel'stvuyut nablyudeniya kometnyh yavlenii.

Vopros o vozmozhnosti obrazovaniya meteoroidnyh roev pri razrushenii asteroidov podnimalsya neodnokratno. Nesomnenno, chto pri stolknoveniyah asteroidov mezhdu soboi, a takzhe s meteornymi telami proishodit ih razrushenie i chast' veshestva v vide pyli i bolee krupnyh oskolkov prodolzhaet sushestvovat' samostoyatel'no, dvigayas' vokrug Solnca po razlichnym orbitam. Vopros zaklyuchaetsya v tom, naskol'ko mogut byt' blizki orbity chastic, pokinuvshih asteroid, i dostatochno li ih budet, chtoby pri peresechenii takogo roya Zemlei v ee atmosfere nablyudalsya meteornyi potok. Pervaya chast' voprosa zaklyuchaetsya v opredelenii skorostei vybrosa chastic pri udarnom vzaimodeistvii, a vtoraya - v energii udara. I nakonec, eshe odin nemalovazhnyi vopros: kak chasto proishodyat stolknoveniya, pri kotoryh vozmozhno obrazovanie dostatochno plotnogo roya? Esli iz nablyudenii komet horosho izvestna skorost' poteri ih massy, to eshe ne bylo sluchaya nablyudenii drobleniya asteroida. Sushestvuyushie ocenki chastoty stolknovenii i prognozirovanie ih rezul'tatov yavlyayutsya v osnovnom teoreticheskimi ili osnovany na laboratornyh eksperimentah.

Kak pokazano v rabote [7], neredko asteroidy, komety i meteornye potoki obrazuyut dovol'no slozhnye kompleksy, vozmozhno svyazannye geneticheski. V etih kompleksah ochen' trudno opredelit', kakie potoki i kakimi imenno telami obrazovany. Predpolagaetsya, chto vse krupnye ob'ekty kompleksa proizoshli posle drobleniya yadra gigantskoi komety.

Vybros meteornyh chastic iz roditel'skih tel i davlenie sveta

Soglasno ledyanoi modeli kometnogo yadra, meteoroidy vybrasyvayutsya iz nego siloi davleniya sublimiruyushih gazov. V etom sluchae skorosti vybrosa chastic budut zaviset' ot ih massy i plotnosti. Dlya kachestvennyh issledovanii dostatochno ispol'zovat' formulu F. Uippla. Skorost' vybrosa S meteoroida plotnost'yu $\delta$ g/sm³ i radiusom $\rho$ sm iz yadra komety radiusom R_c km na rasstoyanii r a.e. ocenivaetsya vyrazheniem

$C=3,28\cdot[\frac{4R_{c}}{n_{s}\rho \delta r^{9/4}}]^{1/2}$ m/s,

gde n_s - effektivnost' sublimacii.

Eksperimenty po kosomu udaru polikarbonatnogo cilindricheskogo snaryada v bazal'tovuyu sferu so skorost'yu 2,7 km/s pokazali, chto dvizhenie oskolkov proishodit simmetrichno otnositel'no osi, soedinyayushei tochku udara i centr misheni. Isklyuchenie sostavlyayut lish' 20% (po masse) oskolkov, vyletayushih neposredstvenno iz tochki udara. Naibolee bystrye fragmenty vyletayut pod naimen'shimi uglami k osi konusa vybrosa chastic. Eksperimenty po udaru so skorostyami ot 3 do 10 km/s ustanovili, chto 95% oskolkov vybrasyvayutsya so skorost'yu menee 1 km/s. Pri skorostyah stolknovenii ot 3 do 6 km/s bol'shaya chast' oskolkov vyletaet so skorostyami menee 0,5 km/s. Na osnovanii etih dannyh mozhno predpolozhit', chto i pri stolknoveniyah asteroidov fragmenty razletayutsya s otnositel'no nebol'shimi skorostyami.

Dopustim, chto razrushaetsya asteroid-mishen', massa kotorogo znachitel'no bol'she massy asteroida-snaryada. Massu m snaryada mozhno vychislit' po formule

$m= \frac{2Qk}{\alpha V}$

gde $\alpha$ - otnositel'naya dolya energii snaryada, idushaya na vybros veshestva v roi, Qk = 9 $\cdot$ 10²² erg - postoyannaya velichina, V - skorost' stolknoveniya. Dlya asteroida-misheni (a = 2-3 a.e., e = 0,5-0,7) i asteroida-snaryada (a = 3 a.e., e = 0) iz osnovnogo poyasa skorost' stolknoveniya mozhet byt' ot 5 do 20 km/s. Na isparenie kamenistogo veshestva rashoduetsya 8 $\cdot$ 10¹⁰ erg/g, na fragmentaciyu - 1 $\cdot$ 10¹⁰ erg/g. Tak, esli $\alpha$ = 0,1, a V = 5 km/s, to massa snaryada dolzhna byt' okolo 8 $\cdot$ 10¹² g, chto pri plotnosti 3,5 g/sm³ sootvetstvuet radiusu asteroida-snaryada 90 m. Esli zhe $\alpha$ = 0,01, to radius snaryada dolzhen byt' okolo 200 m. Iz privedennyh ocenok sleduet, chto meteoroidnyi roi mozhet obrazovat'sya tol'ko pri stolknovenii otnositel'no krupnyh tel, a veroyatnost' takogo stolknoveniya mala. Esli zhe dopustit', chto s poverhnosti asteroida chasticy vyletayut v rezul'tate stolknovenii s meteoroidami krupnee 10^{- 6} g, to togda dlya obrazovaniya roya potrebuyutsya milliony ili desyatki millionov let. V etom sluchae roi raspadetsya, ne uspev obrazovat'sya.

Vopros o vozmozhnosti svyazi meteoroidnyh roev s asteroidami grupp Apollona, Amura i Atona (AAA), orbity kotoryh mogut peresech' orbitu Zemli, reshaetsya na osnove gipotezy Epika. Soglasno etoi gipoteze, hotya by nekotorye iz asteroidov AAA yavlyayutsya �ugasshimi� kometami, to est' kometami, yadra kotoryh pokryty tolstoi (do 10 m) pylevoi koroi. V etom sluchae predpolagaetsya, chto meteoroidnye roi obrazovalis' vo vremya sushestvovaniya takih asteroidov v aktivnoi, kometnoi stadii v sootvetstvii s rassmotrennym vyshe mehanizmom vybrosa pylevyh chastic potokami gazov.

Na meteornye chasticy srazu posle ih otdeleniya ot roditel'skogo tela nachinaet deistvovat' davlenie sveta. Sila etogo davleniya napravlena po orbital'nomu radiusu-vektoru chasticy i obratno proporcional'na kvadratu rasstoyaniya. Tak kak sila solnechnogo prityazheniya izmenyaetsya po takomu zhe zakonu, no napravlena v protivopolozhnuyu storonu, to davlenie sveta vyzyvaet deistvie, ekvivalentnoe umen'sheniyu massy Solnca.

Formuly, po kotorym mozhno opredelit' elementy orbity a, e i r otdelivshegosya ot roditel'skogo tela s nulevoi skorost'yu meteoroida, izmenivshiesya iz-za davleniya sveta, zapisyvayutsya v vide

$e =\frac{\beta h^{2}V^{2}_{0}(1-\mu(rV^{2}_{0})}{e_{0}\mu}$ ,

$a=\beta a_{0}(\frac{2a_{0}}{r-1})$ ,

$p = \beta p_{0}$ ,

gde indeksom 0 otmecheny elementy orbity roditel'skogo tela v moment otdeleniya chasticy (e - ekscentrisitet orbity, a i r - bol'shaya poluos' i parametr), $\beta$ - otnoshenie sily davleniya sveta k sile prityazheniya Solncem, h - udvoennaya sektorial'naya skorost', r - rasstoyanie ot Solnca v moment otdeleniya chasticy.

Vybros meteornyh chastic iz roditel'skih tel s nenulevymi skorostyami i davlenie sveta obuslovlivayut nachal'nuyu dispersiyu orbit chastic. Dispersiya bol'shih poluosei orbit meteoroidov opredelyaet vremya, v techenie kotorogo chasticy roya raspredelyatsya vdol' vsei orbity roditel'skogo tela.

Rezul'taty modelirovaniya vybrosa chastic iz roditel'skih tel pozvolili poluchit' predstavlenie o prostranstvennoi forme molodyh meteoroidnyh roev. Bylo pokazano, chto molodoi meteoroidnyi roi yavlyaetsya ploskim, uzkim v perigelii i shirokim v afelii.

Planetnye i negravitacionnye vozmusheniya

Sily, obuslovlivayushie dvizhenie nebesnyh tel, chrezvychaino mnogochislenny i raznoobrazny po harakteru i proishozhdeniyu. Zakony, opredelyayushie ih izmenenie, v nekotoryh sluchayah izvestny priblizitel'no, a v nekotoryh sovershenno neizvestny. Izuchenie dvizheniya s absolyutnoi tochnost'yu i vo vseh podrobnostyah nevozmozhno. Poetomu tochnaya zadacha vsegda zamenyaetsya priblizhennoi, uchityvayushei naibolee znachitel'nye iz izvestnyh sil.

Osnovnoi vozmushayushei siloi v dvizhenii malyh tel Solnechnoi sistemy yavlyaetsya prityazhenie bol'shih planet. Planetnye vozmusheniya izmenyayut vse elementy orbit. Stepen' deistviya planetnyh vozmushenii zavisit ot uslovii dvizheniya vozmushaemyh tel (v dannom sluchae asteroidov, komet i meteoroidov) otnositel'no bol'shih planet.

Odnim iz vysokotochnyh metodov issledovaniya evolyucii orbit tel Solnechnoi sistemy pod deistviem gravitacionnyh vozmushenii yavlyaetsya metod E. Everharta. Etot metod razrabotan special'no dlya resheniya zadach nebesnoi mehaniki. Sleduet otmetit', chto issledovaniya na bol'shih intervalah vremeni nosyat harakter matematicheskogo modelirovaniya i predstavlyayut odnu iz vozmozhnyh modelei dvizheniya, dayushuyu osobennosti evolyucii orbity rassmatrivaemogo ob'ekta.

Naryadu s chislennymi metodami resheniya tochnyh uravnenii nebesnoi mehaniki bol'shoe rasprostranenie poluchili i kachestvennye metody vychisleniya tol'ko vekovyh vozmushenii pervogo poryadka.

V 1818 godu K.F. Gauss predlozhil metod vychisleniya vekovyh vozmushenii pervogo poryadka, kotoryi ne trebuet razlozheniya vozmushayushei funkcii v ryady po stepenyam ekscentrisitetov ili vzaimnyh naklonov. H. Al'fan na osnove primeneniya gipergeometricheskih ryadov sozdal izyashnyi matematicheskii apparat, realizuyushii idei Gaussa. Odnako dopushennye im oshibki dolgoe vremya prepyatstvovali primeneniyu metoda. Tomskii uchenyi N.N. Goryachev, detal'no razobravshis' v rabote Al'fana, ustranil oshibki i na primere vychisleniya vekovyh vozmushenii asteroida Cerera pokazal prakticheskuyu cennost' metoda.

Krome prityazheniya Solnca i bol'shih planet meteoroidy ispytyvayut vliyanie sil razlichnoi negravitacionnoi prirody. V literature opisano bolee dvuh desyatkov effektov, kotorye mogut izmenyat' kak fizicheskie harakteristiki meteoroidov, tak i okazyvat' vliyanie na ih dvizhenie.

Naibolee sushestvennoe vliyanie na dvizhenie meteoroidov krupnee 10^{- 3} g mogut okazat' effekty, svyazannye s solnechnym izlucheniem, a na izmenenie ih mass - stolknoveniya s mikrometeoroidami sporadicheskogo fona.

Effektom Pointinga-Robertsona nazyvayut tormozyashuyu silu, voznikayushuyu pri pogloshenii i pereizluchenii meteoroidom solnechnoi energii i proporcional'nuyu ego orbital'noi skorosti.

Deistvie etogo effekta mozhno predstavit' s pomosh'yu sleduyushei mehanicheskoi modeli. Pust' po pryamolineinym gorizontal'nym rel'sam bez treniya po inercii dvizhetsya ploskaya kruglaya telezhka. Telezhka imeet opredelennuyu massu, nekotoruyu skorost' i, sledovatel'no, obladaet nekotorym momentom dvizheniya. Na etu telezhku vertikal'no padaet sneg, kotoryi schishaetsya s nee ravnomerno vo vse storony. Massa telezhki i lezhashego na nei snega ne izmenyaetsya. Estestvenno, chto posle padeniya sneg poluchaet chast' momenta dvizheniya telezhki. Etot moment unositsya vmeste so schishaemym snegom. V rezul'tate moment dvizheniya ubyvaet, a tak kak massa ne izmenyaetsya, to eto vyrazhaetsya v zamedlenii dvizheniya.

Analogichnoe tormozhenie voznikaet i pri vzaimodeistvii protonov solnechnogo vetra s meteoroidami. Ego nazyvayut korpuskulyarnym analogom effekta Pointinga-Robertsona. Deistvie effekta Pointinga-Robertsona i ego korpuskulyarnogo analoga proyavlyaetsya v vekovom umen'shenii bol'shoi poluosi i ekscentrisiteta orbity meteornoi chasticy [3],[4].

Otkrytie etogo effekta podtverdilo vyvod o tom, chto meteoroidnye roi ne mogli obrazovat'sya v tot zhe period, chto i komety ili asteroidy, a yavlyayutsya produktami ih otnositel'no nedavnei dezintegracii.

Stolknoveniya meteornyh chastic mozhno razdelit' na chetyre kategorii: uprugie, neuprugie, erozivnye i katastroficheskie. Uprugie stolknoveniya izmenyayut momenty kolichestva dvizheniya i rasseivayut stalkivayushiesya chasticy. Pri neuprugih stolknoveniyah udel'nye momenty kolichestva dvizheniya vyravnivayutsya. Erozivnye stolknoveniya chastic umen'shayut ih massy do kriticheskih i tem samym okazyvayut vliyanie na dinamiku orbit. Katastroficheskie stolknoveniya privodyat k polnomu razrusheniyu chastic.

Uchityvaya blizkuyu k real'nosti model' okolosolnechnogo pylevogo oblaka i proizvol'nost' orbit mikrometeoroidov, udalos' vychislit' vremena zhizni chastic, znacheniya kotoryh dlya bol'shih meteornyh potokov privedeny v tabl. 2. Dlya chastic s radiusami 0,01 i 1 sm vremena zhizni iz tabl. 2 neobhodimo umnozhit' na 5 i 20 sootvetstvenno.

Tablica 2. Vremya zhizni T meteoroidov radiusom 0,1 sm

Nazvanie potoka T, tys. let Nazvanie potoka T, tys. let

Geminidy 22-40 Dnevnye Perseidy 44

Sev. $\iota$ -Akvaridy 45-51 $\alpha$ -Kaprikornidy 110-130

Yuzhn. $\iota$ -Akvaridy 60-71 Kvadrantidy 120-390

Sev. Tauridy 84-90 Yuzhn. $\delta$ -Akvaridy 44-88

Yuzhn. Tauridy 59-67 Sev. $\delta$ -Akvaridy 43-72

K-Cignidy 150-370 Ursidy 330-910

h-Akvaridy 470-730 Drakonidy 180-400

Orionidy 600-910 Andromedidy 190-270

Perseidy 2000-6800 Leonidy 470-750

Apr. Liridy 2500-8600

Evolyuciya meteoroidnyh roev

Planetnye vozmusheniya dostatochno bystro uvelichivayut nachal'nuyu dispersiyu elementov orbit meteoroidov roya. Vybrosy meteornyh chastic iz roditel'skogo tela proishodyat mnogokratno i v techenie mnogih oborotov vokrug Solnca. Eto privodit k tomu, chto orbity meteoroidov odinakovogo razmera mogut nahodit'sya v razlichnyh evolyucionnyh polozheniyah, kotorye udobno harakterizovat' argumentom perigeliya. Process privodit k sushestvennomu uvelicheniyu razmerov meteoroidnogo roya, i v pervuyu ochered' uvelichivaet ego tolshinu. Roi prinimaet takuyu formu, kotoraya daet nachalo deistviyu neskol'kih diskretnyh meteornyh potokov pri razlichnyh dolgotah Solnca. Diskretnost' etih rodstvennyh meteornyh potokov yavlyaetsya rezul'tatom selektivnosti nazemnyh nablyudenii - mogut nablyudat'sya lish' te meteory iz roya, orbity kotoryh peresekayut orbitu Zemli. Etot zhe process obuslovlivaet i pochti odnovremennoe deistvie severnyh i yuzhnyh vetvei potokov [5],[6]. Vzaimosvyaz' glavnyh meteornyh potokov legko prosmatrivaetsya v tabl. 1. V nei pokazano, chto odno i to zhe roditel'skoe telo porozhdaet neskol'ko meteornyh potokov. Teoreticheski v zavisimosti ot tipa evolyucii orbity roditel'skogo tela ono mozhet porozhdat' ot 1 do 8 meteornyh potokov.

Rassmotrim evolyuciyu dvuh meteoroidnyh roev, porozhdayushih horosho issledovannye meteornye potoki. Etimi potokami yavlyayutsya Geminidy i Kvadrantidy.

Geminidy

Vzaimosvyaz' mezhdu �asteroidom� Faeton (3200) i Geminidami yavlyaetsya dostatochno horosho ustanovlennym faktom. Model' obrazovaniya Geminid v rezul'tate stolknoveniya Faetona kak kamennogo tela s drugim kamenistym telom ne smogla ob'yasnit' dazhe takoi prostoi fakt, kak nablyudaemoe raspredelenie afeliinyh rasstoyanii meteoroidov Geminid. Poetomu ves'ma veroyatno, chto Faeton yavlyaetsya �ugasshei� kometoi, a roi Geminid obrazovalsya v rezul'tate dezintegracii etoi komety, kogda ona byla v aktivnoi stadii.

Vychislenie planetnyh vozmushenii pokazalo, chto za 20 tysyacheletii dispersiya orbit meteoroidov roya stanovitsya nastol'ko bol'shoi, chto v nem prisutstvuyut orbity, peresekayushie orbitu Zemli pri chetyreh razlichnyh znacheniyah argumenta perigeliya. Chetyre potoka, sootvetstvuyushie etim peresecheniyam, nablyudayutsya, i ih osnovnye harakteristiki privedeny v tabl. 3. Eta tablica pokazyvaet horoshee sootvetstvie teorii nablyudeniyam, chto govorit v pol'zu kometnoi prirody Faetona i ego potokov.

Tablica 3. Teoreticheskie i nablyudaemye geocentricheskie radianty meteornyh potokov roya Faetona

Nazvanie potoka	Teoreticheskie dannye				Nablyudaemye dannye
Nazvanie potoka	data	$\alpha$	$\delta$	V	data	$\alpha$	$\delta$	V
Geminidy	14.12	113	33	34	14.12	112	32	34
Kanis-Minoridy	14.12	110	11	34	11.12	108	10	36
$\alpha$ -Leonidy	05.10	170	16	34	01.10	170	15	35
Dnevnye Sekstantidy	05.10	161	- 4	34	08.10	157	- 8	30

Kvadrantidy

V mae 1986 goda D. Machholc otkryl svoyu vtoruyu novuyu kometu, kotoraya poluchila oboznachenie 1986 VIII. Kometa seichas imeet korotkii period obrasheniya (5,25 goda) i maloe perigeliinoe rasstoyanie (0,127 a.e.) i poetomu yavlyaetsya unikal'nym ob'ektom dlya issledovaniya fizicheskoi evolyucii kometnyh yader. Otkrytie komety tol'ko v 1986 godu takzhe predstavlyaet interes, tak kak do togo ona nepremenno dolzhna byla by nablyudat'sya, buduchi dazhe namnogo menee yarkoi, chem v moment otkrytiya. Etot fakt dal osnovanie predpolozhit', chto v techenie ochen' dolgogo perioda do 1986 goda kometa nahodilas' v �ugasshem� sostoyanii.

Odnako nesomnenno, chto v proshlom kometa byla aktivna. Issledovanie dinamiki ee orbity pokazalo, chto ran'she ona prakticheski ne otlichalas' ot sovremennoi orbity meteornogo potoka Kvadrantid i eshe neskol'kih potokov. Modelirovanie evolyucii orbity komety Machholca, vybrosa iz nee meteoroidov i issledovanie evolyucii etogo model'nogo roya priveli k porazitel'nym rezul'tatam. Okazalos', chto eta kometa yavlyaetsya roditel'skim telom dlya vos'mi aktivnyh v nastoyashee vremya meteornyh potokov. Iz etih vos'mi potokov pyat' otnosyatsya k glavnym i horosho izvestny iz nablyudenii (tabl. 1). Sravnenie teoreticheskih i nablyudaemyh radiantov meteornyh potokov komety Machholca daetsya v tabl. 4.

Tablica 4. Teoreticheskie i nablyudaemye geocentricheskie radianty meteornyh potokov komety Machholca

Nazvanie potoka	Data	Koordinaty radianta		V
Nazvanie potoka	Data	$\alpha$	$\delta$	V
	Teoreticheskie dannye
Kvadrantidy	02.01	223-243	[+ 42, + 54]	38-43
Ursidy	31.12	215-227	[+ 48, + 60]	38-46
Karinidy	02.01	149-164	[- 64, - 46]	41-49
K-Velidy	03.01	142-160	[- 61, - 50]	41-49
Sev. $\delta$ -Akvaridy	30.07	316-340	[-10, + 2]	40-44
	Nablyudaemye dannye
Kvadrantidy	03.01	219-232	[+ 48, + 50]	40-43
Ursidy	22.12	190-226	[+ 58, + 76]	33-40
Karinidy	04.01	159-166	[- 56, - 57]	41-45
K-Velidy	03.01	146-157	[- 46, - 57]	40-47
Sev. $\delta$ -Akvaridy	12.08	337-346	[- 5, + 3]	40-42
Yuzhn. $\delta$ -Akvaridy	29.07	339-351	[-19, -14]	40-44
Dnevnye Arietidy	08.06	43-50	[+ 22, + 26]	39-44
$\alpha$ -Cetidy	09.06	44-53	[+ 6, +12]	37-39

Zaklyuchenie

Intervaly, v kotoryh nahodyatsya geocentricheskie radianty nablyudaemyh i model'nyh meteornyh potokov komety Machholca, a takzhe radianty meteornyh potokov �asteroida� Faeton (3200), pozvolyayut zaklyuchit', chto nashi predstavleniya sootvetstvuyut real'nym processam, proishodyashim v meteoroidnyh royah.

Pol'zuyas' sluchaem, avtor vyrazhaet blagodarnost' svoemu uchitelyu akademiku AN Tadzhikistana, professoru Pulatu Babadzhanovichu Babadzhanovu, sovmestno s kotorym v 1980-1990-h godah byl vypolnen cikl rabot po issledovaniyu evolyucii meteornyh potokov i ih svyazi s kometami i asteroidami.

Literatura


[1].	Bredihin F.A. Etyudy o meteorah. M.: Izd-vo AN SSSR, 1954. 607 s. (Klassiki nauki).
[2].	Levin B.Yu. Fizicheskaya teoriya meteorov i meteornoe veshestvo v Solnechnoi sisteme. M.: Izd-vo AN SSSR, 1956. 296 s.
[3].	Whipple F.L. A Comet Model. I // Astrophys. J. 1950. Vol. 111; II - 1951. Vol. 113; III - 1955. Vol. 121.
[4].	Lovell B. Meteornaya astronomiya. M.: Fizmatgiz, 1958. 488 s.
[5].	Babadzhanov P.B., Obrubov Yu.V. Osobennosti evolyucii meteornyh roev Geminid i Kvadrantid // Astron. zhurn. 1984. T. 61, No 5. S. 1005-1012.
[6].	Babadzhanov P.B., Obrubov Yu.V. Meteoroidnye roi: Obrazovanie, evolyuciya, svyaz' s kometami i asteroidami // Astron. vestn. 1991. T. 25, No 4. S. 387-407.
[7].	Obrubov Yu.V. Kompleksy malyh tel Solnechnoi sistemy // Astron. zhurn. 1991. T. 68, No 5. S. 1063-1073.

Publikacii s klyuchevymi slovami: Meteor - Meteornyi potok - malye tela - solnechnaya sistema Publikacii so slovami: Meteor - Meteornyi potok - malye tela - solnechnaya sistema
Sm. takzhe: Meteor ne popadaet v galaktiku Semeinyi portret Solnechnoi sistemy Meteor nad Neapolitanskim zalivom Geminidy nad kitaiskim ozerom Nianhu Orionidy v Tel'ce Meteor i galaktika Svechenie himicheskih elementov pri razrushenii meteora Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce

Nazvanie potoka	T, tys. let	Nazvanie potoka	T, tys. let
Geminidy	22-40	Dnevnye Perseidy	44
Sev. $\iota$ -Akvaridy	45-51	$\alpha$ -Kaprikornidy	110-130
Yuzhn. $\iota$ -Akvaridy	60-71	Kvadrantidy	120-390
Sev. Tauridy	84-90	Yuzhn. $\delta$ -Akvaridy	44-88
Yuzhn. Tauridy	59-67	Sev. $\delta$ -Akvaridy	43-72
K-Cignidy	150-370	Ursidy	330-910
h-Akvaridy	470-730	Drakonidy	180-400
Orionidy	600-910	Andromedidy	190-270
Perseidy	2000-6800	Leonidy	470-750
Apr. Liridy	2500-8600