V.V. Fedynskii. Meteory<< Glava 2. | Oglavlenie | Glava 4. >>
3. POLET METEOROV V ZEMNO' ATMOSFERE
Meteory poyavlyayutsya na vysotah 130 km i nizhe i obychno ischezayut okolo vysoty 75 km. Eti granicy izmenyayutsya v zavisimosti ot massy i skorosti meteornyh tel, pronikayushih v atmosferu. Vizual'nye opredeleniya vysot meteorov iz dvuh i bolee punktov (tak nazyvaemye korrespondiruyushie) otnosyatsya preimushestvenno k meteoram 0-3-i zvezdnoi velichiny. S uchetom vliyaniya dovol'no znachitel'nyh oshibok vizual'nye nablyudeniya dayut sleduyushie znacheniya vysot meteorov: vysota poyavleniya H1 = 130-100 km, vysota ischeznoveniya H2 = 90 - 75 km, vysota serediny puti H0 = 110 - 90 km (ris. 8).
Ris. 8. Vysoty (H) meteornyh yavlenii. Predely
vysot (sleva): nachalo i konec puti bolidov
(B), meteorov po vizual'nym nablyudeniyam (M)
i po radiolokacionnym nablyudeniyam (RM),
teleskopicheskih meteorov po vizual'nym
nablyudeniyam (T); (MT) -
oblast' zaderzhki meteoritov. Krivye
raspredeleniya (sprava): 1 - seredina
puti meteorov po radiolokacionnym
nablyudeniyam, 2 - to zhe po fotograficheskim
dannym, 2a i 2b - nachalo i konec puti
po fotograficheskim dannym.
Gorazdo bolee tochnye fotograficheskie opredeleniya vysot otnosyatsya, kak pravilo, k bolee yarkim meteoram, ot -5-i do 2-i zvezdnoi velichiny, ili k naibolee yarkim uchastkam ih traektorii. Po fotograficheskim nablyudeniyam v SSSR vysoty yarkih meteorov zaklyuchayutsya v sleduyushih predelah: H1 = 110-68 km, H2 = 100-55 km, N0 = 105-60 km. Radiolokacionnye nablyudeniya pozvolyayut opredelit' razdel'no H1 i H2 tol'ko dlya naibolee yarkih meteorov. Po radiolokacionnym dannym dlya etih ob'ektov H1 = 115-100 km, H2 = 85-75 km. Nado zametit', chto radiolokacionnoe opredelenie vysoty meteorov otnositsya tol'ko k toi chasti meteornoi traektorii, vdol' kotoroi obrazuetsya dostatochno intensivnyi ionizacionnyi sled. Poetomu dlya odnogo i togo zhe meteora vysota po fotograficheskim dannym mozhet zametno otlichat'sya ot vysoty po radiolokacionnym dannym.
Dlya bolee slabyh meteorov pri pomoshi radiolokatora udaetsya opredelit' statisticheski tol'ko srednyuyu ih vysotu. Raspredelenie srednih vysot meteorov preimushestvenno 1-6-i zvezdnoi velichiny, poluchennyh radiolokacionnym metodom, pokazano nizhe:
| Vysota | 120-111 | 110-101 | 100-91 | 90-81 | 80-71 km |
| Procent opredelenii | 2 | 25 | 37 | 24 | 12 |
Rassmatrivaya fakticheskii material po opredeleniyu vysot meteorov, mozhno ustanovit', chto po vsem dannym ogromnoe bol'shinstvo etih ob'ektov nablyudaetsya v zone vysoty 110-80 km. V etoi zhe zone nablyudayutsya teleskopicheskie meteory, kotorye po A.M. Baharevu imeyut vysoty H1 = 100 km, H2 = 70 km. Odnako po teleskopicheskim nablyudeniyam I.S. Astapovicha i ego sotrudnikov v Ashhabade znachitel'noe kolichestvo teleskopicheskih meteorov nablyudaetsya takzhe nizhe 75 km, preimushestvenno na vysotah 60-40 km. Eto, po-vidimomu, medlennye i poetomu slabye meteory, kotorye nachinayut svetit'sya, lish' gluboko vrezavshis' v zemnuyu atmosferu.
Perehodya k ochen' krupnym ob'ektam, my nahodim, chto bolidy poyavlyayutsya na vysotah H1 = 135-90 km, imeya vysotu konechnoi tochki puti H2 = 80-20 km. Bolidy, pronikayushie v atmosferu nizhe 55 km, soprovozhdayutsya zvukovymi effektami, a dostigayushie vysoty 25-20 km obychno predshestvuyut vypadeniyu meteoritov.
 |
| Ris. 9. Zavisimost' mezhdu
srednei vysotoi H0 i geocentricheskoi skorost'yu Vg meteorov po fotograficheskim opredeleniyam. |
Vysoty meteorov zavisyat ne tol'ko ot ih massy, no i ot skorosti ih otnositel'no Zemli, ili tak nazyvaemoi geocentricheskoi skorosti. Chem bol'she skorost' meteora, tem vyshe on nachinaet svetit'sya, tak kak bystryi meteor dazhe v razrezhennoi atmosfere gorazdo chashe stalkivaetsya s chasticami vozduha, chem medlennyi. Srednyaya vysota meteorov zavisit ot ih geocentricheskoi skorosti sleduyushim obrazom (ris. 9):
| Geocentricheskaya skorost' (Vg) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 km/sek |
| Srednyaya vysota (H0) | 68 | 77 | 82 | 85 | 87 | 90 km |
Pri odnoi i toi zhe geocentricheskoi skorosti meteorov ih vysoty zavisyat ot massy meteornogo tela. Chem bol'she massa meteora, tem nizhe on pronikaet.
Vidimaya chast' traektorii meteora, t.e. dlina ego puti v atmosfere, opredelyaetsya znacheniyami vysot ego poyavleniya i ischeznoveniya, a takzhe naklonom traektorii k gorizontu. Chem kruche naklon traektorii k gorizontu, tem koroche vidimaya dlina puti. Dlina puti obychnyh meteorov ne prevyshaet, kak pravilo, neskol'kih desyatkov kilometrov, no dlya ochen' yarkih meteorov i bolidov ona dostigaet soten, a inogda i tysyach kilometrov.
 |
| Ris. 10. Zenitnoe prityazhenie meteorov. |
Meteory svetyatsya na korotkom vidimom otrezke svoei traektorii v zemnoi atmosfere protyazheniem v neskol'ko desyatkov kilometrov, kotoryi oni proletayut za neskol'ko desyatyh dolei sekundy (rezhe za neskol'ko sekund). Na etom otrezke traektorii meteora uzhe proyavlyaetsya deistvie prityazheniya Zemli i tormozheniya v atmosfere. Pri podhode k Zemle pervonachal'naya skorost' meteora pod deistviem zemnogo prityazheniya uvelichivaetsya, i put' iskrivlyaetsya tak, chto nablyudaemyi radiant ego smeshaetsya k zenitu (zenit - tochka nad golovoi nablyudatelya). Poetomu deistvie prityazheniya Zemli na meteornye tela nazyvaetsya zenitnym prityazheniem (ris. 10).
Chem medlennee meteor, tem bol'she vliyanie
zenitnogo prityazheniya, kak eto mozhno videt'
iz sleduyushei tablichki, gde Vg
oboznachaet nachal'nuyu geocentricheskuyu
skorost', V'g - tu zhe skorost',
iskazhennuyu prityazheniem Zemli, a Δz-
maksimal'naya velichina zenitnogo
prityazheniya:
| Vg | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 km/sek |
| V'g | 15,0 | 22,9 | 32,0 | 41,5 | 51,2 | 61,0 | 70,9 km/sek |
| Δz | 23o | 8o | 4o | 2o | 1o | <1o |
Pronikaya v atmosferu Zemli, meteornoe telo ispytyvaet, krome togo, tormozhenie, snachala pochti nezametnoe, no ves'ma znachitel'noe v konce puti. Po sovetskim i chehoslovackim fotograficheskim nablyudeniyam tormozhenie mozhet dostigat' na konechnom otrezke traektorii 30-100 km/sek2, v to zhe vremya vdol' bol'shei chasti traektorii tormozhenie kolebletsya ot 0 do 10 km/sek2. Medlennye meteory ispytyvayut naibol'shuyu otnositel'nuyu poteryu skorosti v atmosfere.
Kazhushayasya geocentricheskaya skorost' meteorov, iskazhennaya zenitnym prityazheniem i tormozheniem, sootvetstvuyushim obrazom ispravlyaetsya s uchetom vliyaniya etih faktorov. Dolgoe vremya skorosti meteorov byli izvestny nedostatochno tochno, poskol'ku oni opredelyalis' iz malotochnyh vizual'nyh nablyudenii.
 |
| Ris. 11. Raspredelenie meteorov
po skorosti iz radiolokacionnyh nablyudenii. Plavnaya krivaya - raspredelenie, kotoroe dolzhno bylo byt' pri parabolicheskoi skorosti meteorov. Stolbiki - nablyudennye velichiny, pokazyvayushie, chto meteory imeyut ellipticheskuyu skorost'. |
Fotograficheskii sposob opredeleniya skorosti meteorov s primeneniem obtyuratora yavlyaetsya naibolee tochnym. Vse bez isklyucheniya opredeleniya skorosti meteorov, poluchennye fotograficheskim putem v SSSR, Chehoslovakii i SShA, pokazyvayut, chto meteornye tela dolzhny dvigat'sya vokrug Solnca po zamknutym ellipticheskim putyam (orbitam). Takim obrazom, okazyvaetsya, chto podavlyayushaya chast' meteornoi materii, esli ne vsya ona, prinadlezhit Solnechnoi sisteme. Etot rezul'tat prekrasno soglasuetsya s dannymi radiolokacionnyh opredelenii, hotya fotograficheskie rezul'taty otnosyatsya v srednem k bolee yarkim meteoram, t.e. k bolee krupnym meteornym telam. Krivaya raspredeleniya skorostei meteorov, naidennaya pri pomoshi radiolokacionnyh nablyudenii (ris. 11), pokazyvaet, chto geocentricheskaya skorost' meteorov zaklyuchaetsya v osnovnom v predelah ot 15 do 70 km/sek (nekotoroe kolichestvo opredelenii skorosti, prevoshodyashih 70 km/sek, obuslovleno neizbezhnymi oshibkami nablyudenii). Eto eshe raz podtverzhdaet vyvod o tom, chto meteornye tela dvizhutsya vokrug Solnca po ellipsam.
Delo v tom, chto skorost' dvizheniya Zemli po orbite sostavlyaet 30 km/sek. Stalo byt', vstrechnye meteory, imeyushie geocentricheskuyu skorost' 70 km/sek, dvizhutsya otnositel'no Solnca so skorost'yu 40 km/sek. No na rasstoyanii Zemli parabolicheskaya skorost' (t.e. skorost', neobhodimaya, chtoby telo uneslos' po parabole za predely Solnechnoi sistemy) sostavlyaet 42 km/sek. Znachit, vse skorosti meteorov ne prevyshayut parabolicheskoi i, sledovatel'no, ih orbity predstavlyayut soboi zamknutye ellipsy.
Kineticheskaya energiya meteornyh tel, vtorgayushihsya v atmosferu s ves'ma bol'shoi nachal'noi skorost'yu, ochen' velika. Vzaimnye stolknoveniya molekul i atomov meteora i vozduha intensivno ioniziruyut gazy v bol'shom ob'eme prostranstva vokrug letyashego meteornogo tela. Chasticy, v izobilii vyrvannye iz meteornogo tela, obrazuyut vokrug nego yarko svetyashuyusya obolochku iz raskalennyh parov. Svechenie etih parov napominaet svechenie elektricheskoi dugi. Atmosfera na vysotah, gde poyavlyayutsya meteory, ochen' razrezhena, poetomu process vossoedineniya otorvannyh ot atomov elektronov prodolzhaetsya dovol'no dolgo, vyzyvaya pri etom svechenie stolba ionizovannogo gaza, kotoroe prodolzhaetsya v techenie neskol'kih sekund, a inogda i minut. Takova priroda samosvetyashihsya ionizacionnyh sledov, kotorye mozhno nablyudat' na nebe posle mnogih meteorov. Spektr svecheniya sleda takzhe sostoit iz linii teh zhe elementov, chto i spektr samogo meteora, odnako uzhe neitral'nyh, a ne ionizovannyh. Krome togo, v sledah takzhe svetyatsya atmosfernye gazy. Na eto ukazyvayut otkrytye v 1952-1953 gg. v spektrah meteornogo sleda linii kisloroda i azota.
Po spektram meteorov vidno, chto meteornye chasticy sostoyat libo iz zheleza, imeya plotnost' svyshe 8 g/sm3, libo yavlyayutsya kamennymi, chto dolzhno sootvetstvovat' plotnosti ot 2 do 4 g/sm3. Yarkost' i spektr meteorov pozvolyayut ocenit' ih razmery i massu. Vidimyi radius svetyasheisya obolochki meteorov 1-3-i zvezdnoi velichiny ocenivaetsya primerno v 1-10 sm. Odnako radius svetyasheisya obolochki, opredelyaemyi razletom svetyashihsya chastic, namnogo prevoshodit radius samogo meteornogo tela. Meteornye tela, vletayushie v atmosferu so skorost'yu 40-50 km/sek i sozdayushie yavlenie meteorov nulevoi zvezdnoi velichiny, imeyut radius poryadka 3 mm, a massu poryadka 1 g. Yarkost' meteorov proporcional'na ih masse, tak chto massa meteora nekotoroi zvezdnoi velichiny v 2,5 raza men'she, chem dlya meteorov predydushei velichiny. Krome togo, yarkost' meteorov proporcional'na kubu ih skorosti otnositel'no Zemli.
Vstupaya v atmosferu Zemli s bol'shoi nachal'noi skorost'yu, meteornye chasticy vstrechayutsya na vysotah 80 i bol'she km s ves'ma razrezhennoi gazovoi sredoi. Plotnost' vozduha zdes' v sotni millionov raz men'she, chem u poverhnosti Zemli. Poetomu v etoi zone vzaimodeistvie meteornogo tela s atmosfernoi sredoi vyrazhaetsya v bombardirovke tela otdel'nymi molekulami i atomami. Eto - molekuly i atomy kisloroda i azota, poskol'ku himicheskii sostav atmosfery v meteornoi zone priblizitel'no takoi zhe, kak i na urovne morya. Atomy i molekuly atmosfernyh gazov pri uprugih stolknoveniyah libo otskakivayut, libo pronikayut v kristallicheskuyu reshetku meteornogo tela. Poslednee bystro nagrevaetsya, rasplavlyaetsya i isparyaetsya. Skorost' ispareniya chastic snachala neznachitel'na, zatem narastaet do maksimuma i vnov' umen'shaetsya k koncu vidimogo puti meteora. Isparyayushiesya atomy vyletayut iz meteora so skorostyami v neskol'ko kilometrov v sekundu i, obladaya bol'shoi energiei, ispytyvayut chastye soudareniya s atomami vozduha, privodyashie k nagrevaniyu i ionizacii. Raskalennoe oblachko isparivshihsya atomov obrazuet svetyashuyusya obolochku meteora. Chast' atomov polnost'yu teryaet pri stolknoveniyah vneshnie elektrony, v rezul'tate chego vokrug traektorii meteora obrazuetsya stolb ionizovannogo gaza s bol'shim chislom svobodnyh elektronov i polozhitel'nyh ionov. Kolichestvo elektronov v ionizovannom slede sostavlyaet 1010-1012 na 1 sm puti. Nachal'naya kineticheskaya energiya rashoduetsya na nagrevanie, svechenie i ionizaciyu primerno v otnoshenii 106 :104 :1.
Chem glubzhe pronikaet meteor v atmosferu, tem plotnee stanovitsya ego raskalennaya obolochka. Upodoblyayas' ochen' bystro letyashemu snaryadu, meteor obrazuet golovnuyu udarnuyu volnu; eta volna soprovozhdaet meteor pri ego dvizhenii v bolee nizkih sloyah atmosfery, a v sloyah nizhe 55 km vyzyvaet zvukovye yavleniya.
Sledy, ostayushiesya posle poleta meteorov, mogut nablyudat'sya kak pri pomoshi radiolokatorov, tak i vizual'no. Osobenno uspeshno mozhno nablyudat' ionizacionnye sledy meteorov v svetosil'nye binokli ili teleskopy (tak nazyvaemye kometoiskateli).
Sledy bolidov, pronikayushih v bolee nizkie i plotnye sloi atmosfery, naprotiv, v osnovnom sostoyat iz pylevyh chastic i poetomu vidny, kak temnye dymnye oblachka na fone golubogo neba. Esli takoi pylevoi sled osveshaetsya luchami zashedshego Solnca ili Luny, on byvaet viden, kak serebristye polosy na fone nochnogo neba (ris. 12). Takie sledy mogut nablyudat'sya chasami, poka oni ne budut unichtozheny vozdushnymi techeniyami. Sledy zhe menee yarkih meteorov, obrazuyushiesya na vysotah 75 km i bolee, soderzhat lish' ochen' maluyu dolyu pylevyh chastic i vidny isklyuchitel'no vsledstvie samosvecheniya atomov ionizovannogo gaza. Prodolzhitel'nost' vidimosti ionizacionnogo sleda nevooruzhennym glazom sostavlyaet dlya bolidov -6-i zvezdnoi velichiny v srednem 120 sek., a dlya meteora 2-i zvezdnoi velichiny 0,1 sek., v to vremya kak dlitel'nost' radioeha dlya teh zhe ob'ektov (pri geocentricheskoi skorosti 60 km/sek) ravna 1000 i 0,5 sek. sootvetstvenno. Ugasanie ionizacionnyh sledov chastichno idet za schet prisoedineniya svobodnyh elektronov k molekulam kisloroda (O2), soderzhashegosya v verhnih sloyah atmosfery.
Ionizacionnye sledy, tak zhe kak i pylevye, ispytyvayut vozdeistvie vysotnyh vetrov, kotorye razrushayut eti sledy i rasseivayut ih ostatki, vplot' do polnogo ih ischeznoveniya (ris. 13).
<< Glava 2. | Oglavlenie | Glava 4. >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
Meteor - meteorit - meteoritika - meteornyi dozhd' - Meteornyi potok - Perseidy - Meteoroid - solnechnaya sistema - malye tela - Poyas Koipera - poyas asteroidov - asteroidy - asteroidnaya opasnost'
Publikacii so slovami: Meteor - meteorit - meteoritika - meteornyi dozhd' - Meteornyi potok - Perseidy - Meteoroid - solnechnaya sistema - malye tela - Poyas Koipera - poyas asteroidov - asteroidy - asteroidnaya opasnost' | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
