Asteroidy. Kule ognia i meteoryty. Komety, ich odkrycie i ruch. Fizyczna natura komet. Meteory i deszcze meteorów

Asteroidy

Małe planety lub asteroidy w większości krążą między orbitami Marsa i Jowisza i są niewidoczne gołym okiem. Pierwsza mała planeta została odkryta w 1801 roku i tradycyjnie nazwana jedną z nazw mitologii grecko-rzymskiej – Ceres. Wkrótce odkryto inne małe planety, zwane Pallas, Westa i Juno. Za pomocą fotografii zaczęto odkrywać coraz słabsze asteroidy. Obecnie znanych jest ponad 3000 asteroid. Przez miliardy lat asteroidy od czasu do czasu zderzają się ze sobą.

Sugeruje to fakt, że wiele asteroid nie ma kulistych, lecz nieregularnych kształtów. Całkowita masa asteroid szacowana jest na zaledwie 0,1 masy Ziemi.

Najjaśniejsza asteroida – Vesta nie jest jaśniejsza niż 6 magnitudo. Największą asteroidą jest Ceres. Jego średnica wynosi około 800 km, a na orbicie Marsa nawet najsilniejsze teleskopy na tak małym dysku nic nie widzą. Średnica najmniejszej znanej asteroidy wynosi tylko około kilometra. Oczywiście asteroidy nie mają atmosfery. Na niebie małe planety wyglądają jak gwiazdy, dlatego nazwano je asteroidami, co w tłumaczeniu ze starożytnej greki oznacza „w kształcie gwiazdy”.

Jeśli chodzi o planety, to charakteryzują się one ruchem przypominającym pętlę na tle rozgwieżdżonego nieba. Orbity niektórych asteroid mają niezwykle duże mimośrody. W rezultacie asteroidy w peryhelium zbliżają się do Słońca bliżej niż Mars i Ziemia, a Ikar – bliżej niż Merkury. W 1968 roku Ikar zbliżył się do Ziemi na odległość niecałych 10 milionów kilometrów, ale jego bardzo niewielkie przyciąganie nie wpłynęło na Ziemię. Hermes, Eros i inne małe planety czasami znajdują się blisko Ziemi.

Co roku odkrywane są nowe asteroidy. Odkrywca ma pierwszeństwo wyboru nazwy odkrytej przez siebie planety. Obecnie asteroidy są często nazywane imieniem znanych naukowców, bohaterów, naukowców i artystów. Tak więc w 1978 roku odkryto asteroidę, którą później nazwano Voronveli na cześć autora tego podręcznika.

Kule ognia i meteoryty

Kula ognia to dość rzadkie zjawisko – kula ognia przelatująca po niebie. Zjawisko to spowodowane jest wnikaniem w gęste warstwy atmosfery dużych cząstek stałych, zwanych ciałami meteorów. Poruszając się w atmosferze, cząsteczka nagrzewa się w wyniku hamowania, a wokół niej tworzy się duża świetlista powłoka gorących gazów.

Kule ognia często mają zauważalną średnicę kątową i można je zobaczyć nawet w ciągu dnia. Przesądni ludzie uważali takie kule ognia latające smoki z ustami ziejącymi ogniem. Ze względu na silny opór powietrza, ciało meteoru często pęka i rozbija się o Ziemię w postaci fragmentów. Pozostałości ciał meteorów, które spadły na Ziemię, nazywane są meteorytami.

Ciało meteoru o niewielkich rozmiarach czasami całkowicie odparowuje w ziemskiej atmosferze. W większości jego masa znacznie spada podczas lotu, a do Ziemi docierają tylko szczątki, które zwykle mają czas na ostygnięcie, gdy prędkość kosmiczna jest wygaszana przez opór powietrza. Czasami spadają nawet deszcze meteorów. Podczas lotu meteoryty topią się i pokrywają czarną skorupą. Jeden z takich „czarnych kamieni” w Mekce jest osadzony w ścianie świątyni i jest przedmiotem kultu religijnego.

Istnieją trzy rodzaje meteorytów:

  • kamień,
  • żelazo,
  • żelazo i kamień.

Czasami meteoryty znajdują się wiele lat po ich upadku. Odkryto szczególnie wiele meteorytów żelaznych. W ZSRR meteoryt jest własnością państwa i musi zostać przekazany do badań instytucjom naukowym. O wieku meteorytów decyduje zawartość pierwiastków promieniotwórczych i ołowiu. Jest inaczej, a najstarsze meteoryty mają 4,5 miliarda lat.

Niektóre bardzo duże meteoryty eksplodują z dużą szybkością opadania i tworzą kratery meteorytowe przypominające kratery księżycowe. Największy z odkrytych kraterów znajduje się w Arizonie w Stanach Zjednoczonych. Jego średnica wynosi 1200 m, a głębokość 200 m. Ten krater pojawił się podobno około 5000 lat temu. Znaleziono ślady jeszcze większych i starszych kraterów po meteorytach. Wszystkie meteoryty są członkami Układu Słonecznego.

Ponieważ odkryto wiele małych planetoid, które przecinają orbitę Marsa, można założyć, że meteoryty to fragmenty planetoid o orbitach przecinających orbitę Ziemi. Struktura niektórych meteorytów sugeruje, że były pod wpływem wysokich temperatur i ciśnień, więc meteoryty mogły istnieć w głębinach zrujnowanej planety lub dużej asteroidy.

Meteoryty zawierają znacznie mniej minerałów niż skały ziemskie. Wskazuje to na prymitywną naturę materii meteorytowej. Jednak wiele minerałów wchodzących w skład meteorytów nie znajduje się na Ziemi. Na przykład większość kamiennych meteorytów zawiera okrągłe ziarna – chondrę, której skład chemiczny jest prawie taki sam jak Słońca. Ta starożytna substancja dostarcza informacji o początkowym etapie powstawania planet Układu Słonecznego.

Komety, ich odkrycie i ruch

Znajdując się w kosmosie z dala od Słońca, komety mają wygląd bardzo słabych, rozmytych, jasnych plam z jądrem w centrum. Tylko komety, które przechodzą stosunkowo blisko Słońca, stają się bardzo jasne i tworzą warkocze. Wygląd komety z Ziemi zależy również od odległości do niej, odległości kątowej od Słońca, światła Księżyca i tak dalej.

Duże komety – mgliste formacje z długim, bladym ogonem – uważano za zwiastuny wszelkiego rodzaju kłopotów, wojen i tak dalej. Już w 1910 r. w carskiej Rosji odbywały się modlitwy, aby oddalić „gniew Boży w postaci komety”.

Newton po raz pierwszy obliczył orbitę komety obserwując jej ruch na tle gwiazd i był przekonany, że podobnie jak planety porusza się ona w Układzie Słonecznym pod wpływem grawitacji Słońca. Jego współczesny, angielski naukowiec E. Halley (1656-1742), obliczył orbity kilku komet, zasugerował, że w 1531, 1607 i 1682 zaobserwowano tę samą kometę, która okresowo powraca na Słońce, i jako pierwszy przewidział jej pojawienie się.

W 1758, jak przewidział Halley (16 lat po jego śmierci), pojawiła się i została nazwana Kometa Halleya. W aphelium wchodzi na orbitę Neptuna i 75-76 lat później wraca na Ziemię i Słońce. W 1986 roku kometa Halleya również przeszła najkrótszą odległość od Słońca. Po raz pierwszy na jej spotkanie wysłano automatyczne stacje międzyplanetarne z aparaturą naukową.

Kometa Halleya to kometa okresowa. Znanych jest obecnie wiele komet krótkookresowych z okresami rotacji od trzech (kometa Enke) do dziesięciu lat, których apheliony znajdują się w pobliżu orbity Jowisza. Zbliżanie się komet do Ziemi i ich przyszła widoczna ścieżka na niebie są z góry obliczane z dużą dokładnością.

Istnieją jednak komety, które poruszają się po bardzo wydłużonych orbitach z długimi okresami rotacji. Traktujemy ich orbity jako parabole, chociaż w rzeczywistości są to oczywiście bardzo wydłużone elipsy, ale nie jest łatwo rozróżnić te krzywe, znając tylko mały odcinek toru komet w pobliżu Ziemi i Słońca. Większość komet nie ma ogona i można je zobaczyć tylko przez teleskop.

Co roku pojawiają się doniesienia o odkryciu kilku nieznanych wcześniej komet, które noszą imię naukowca, który je odkrył. Wymieniono około tysiąca zaobserwowanych komet.

Fizyczna natura komet

Niewielkie jądro o średnicy kilku kilometrów – jedyna stała część komety, a skoncentrowana jest prawie cała jej masa. Masa komet jest zbyt mała i nie wpływa na ruch planet. A planety powodują wielkie zakłócenia w ruchu komet.

Jądro komety najwyraźniej składa się z mieszaniny pyłu, stałych brył materii i zamrożonych gazów, takich jak dwutlenek węgla, amoniak i metan. Gdy kometa zbliża się do Słońca, jądro nagrzewa się i uwalniane są gazy i pył. Tworzą powłokę gazową – głowę komety. Gaz i pył, które wchodzą w skład głowy, pod wpływem ciśnienia promieniowania słonecznego i strumieni korpuskularnych tworzą warkocz komety, zawsze skierowany w przeciwnym kierunku niż słońce.

Im bardziej kometa zbliża się do Słońca, tym jest jaśniejsza i dłuższy jej warkocz ze względu na promieniowanie i intensywną emisję gazów. Najczęściej jest prosty, cienki, opływowy. Duże i jasne komety mają czasami szeroki, wachlarzowaty ogon. Niektóre warkocze osiągają długość odległości od Ziemi do Słońca, a głowa komety – wielkość Słońca. Wraz z odległością od Słońca wygląd i jasność zmieniają się w odwrotnej kolejności i kometa znika z pola widzenia, osiągając orbitę Jowisza.

Widmo głowy i warkocza komety jest zwykle jasne . Z jej analizy wynika, że głowa komety składa się głównie z oparów węgla i cyjanu, a jej warkocz ze zjonizowanych cząsteczek tlenku węgla (II) (tlenku węgla). Widmo jądra komety jest kopią widma słonecznego, tzn. jądro świeci odbitym światłem słonecznym. Głowa i ogon świecą zimnym światłem, pochłaniając, a następnie ponownie emitując energię słoneczną (jest to rodzaj fluorescencji). W odległości Ziemi od Słońca kometa nie jest gorętsza niż Ziemia.

Wybitny rosyjski naukowiec FO Bredikhin (1831-1904) opracował metodę określania krzywizny ogona siły działającej na jego cząstki. Sklasyfikował warkocze komet i wyjaśnił szereg obserwowanych w nich zjawisk na podstawie praw mechaniki i fizyki. W ostatnich latach stwierdzono, że ruch gazów w ogonach prostych i pęknięcia w nich spowodowane są oddziaływaniem cząsteczek zjonizowanego gazu ogonowego z przepływem cząstek (cząstek), który uderza w nie ze Słońca i nazywany jest wiatrem słonecznym . Wpływ wiatru słonecznego na jony ogona komety tysiące razy przewyższa ich przyciąganie przez Słońce. Zwiększone promieniowanie krótkofalowe ze Słońca i strumienie korpuskularne powodują nagłe rozbłyski jasności komety.

A w dzisiejszych czasach ludzie obawiają się, że Ziemia zderzy się z kometą. W 1910 roku Ziemia przeszła przez warkocz komety Halleya, gdzie znajduje się tlenek węgla. Jednak jego zanieczyszczenia w powietrzu powierzchniowym nie zostały wykryte, ponieważ nawet w głowie komety gazy są niezwykle rozrzedzone. Zderzenie Ziemi z jądrem komety jest bardzo mało prawdopodobne.

Możliwe, że takie zderzenie zaobserwowano w 1908 r. jako upadek meteorytu tunguskiego. W tym samym czasie na wysokości kilku kilometrów nastąpiła potężna eksplozja, której fala powietrzna ściąła las na ogromnym obszarze.

Meteory i deszcze meteorów

Od dawna zauważono, że jądra komet okresowych są wyczerpane, a z każdym obrotem świecą słabiej. Podział jąder kometarnych na części zaobserwowano niejednokrotnie. Zniszczenie to zostało spowodowane albo pływami słonecznymi, albo zderzeniami z meteorytami. Kometa, odkryta przez czeskiego naukowca Bielę w 1772 roku, była obserwowana podczas powtarzających się powrotów przez okres siedmiu lat. W 1846 r. rozpadło się jej jądro i zamieniło się w dwie słabe komety, których po 1852 r. nie było widać.

Kiedy w 1872 roku, według obliczeń, brakujące komety miały przejść w pobliżu Ziemi, spadł deszcz „spadających gwiazd”. Od tego czasu, 27 listopada, zjawisko to powtarza się co roku, choć mniej spektakularnie. Drobne cząstki stałe z jądra dawnej komety Biela, które rozpadły się, rozsypały się po jej orbicie, a gdy Ziemia przekracza ich przepływ, wlatują w jej atmosferę. Cząstki te powodują meteory w atmosferze i są całkowicie niszczone bez dotarcia do Ziemi. Istnieje wiele innych deszczów meteorów, których szerokość jest niezmiernie większa niż rozmiar jąder komet, które je zrodziły.

Kometa Halleya jest powiązana z dwoma deszczami meteorów, jednym obserwowanym w maju, a drugim w listopadzie.

Fotografując ścieżkę tego samego meteoru na rozgwieżdżonym niebie, tak jak jest ona przewidywana dla obserwatorów, Ido znajdują się w odległości 20-30 km od siebie, określają wysokość, na której pojawił się meteor. Większość ciał meteorów zaczyna świecić na wysokości 100-120 km i całkowicie odparowuje na wysokości 80 km. W ich widmach widoczne są jasne linie żelaza, wapnia, krzemu itp.

Badanie widm meteorów umożliwia określenie składu chemicznego cząstek stałych, które opuściły jądro komety. Fotografując lot meteoru aparatem, którego obiektyw jest zakryty obrotową migawką, otrzymujemy przerywany ślad, który może ocenić hamowanie meteoru z powietrza.

Szacuje się, że masa ciał meteorytowych jest rzędu miligramów, a wielkość to ułamek milimetra. Oczywiście ciała meteorytów są porowatymi cząstkami wypełnionymi kometarnym lodem, który najpierw wyparowuje.

Możliwe jest określenie prędkości meteorów. Ciała meteorytów, które doganiają Ziemię, wlatują w jej atmosferę z prędkością co najmniej 11 km/s, a te, które lecą w kierunku Ziemi, mają prędkość około 60-70 km/s.

Czasami wydaje się, że meteory wylatują z jakiejś przestrzeni na niebie, zwanej promienistością deszczu meteorów. To efekt perspektywy. Jeśli będziesz kontynuować ścieżki meteorów lecących w równoległych kierunkach, będzie się wydawać, że zbiegają się w oddali, jak tory kolejowe.

Promieniowanie znajduje się na niebie w kierunku, z którego lecą te ciała meteorów. Każdy promienny zajmuje określoną pozycję wśród konstelacji i uczestniczy w dobowym obrocie nieba. Pozycja promieniującego określa nazwę deszczu meteorów. Na przykład meteory obserwowane w dniach 10-12 sierpnia, których promienistość znajduje się w gwiazdozbiorze Perseusza, nazywane są Perseidami .

Obserwacja deszczów meteorów to ważne zadanie naukowe, które jest całkiem wykonalne dla dzieci w wieku szkolnym. Przyczynia się do badania naszej atmosfery i materii zniszczonych komet.

literatura

  1. Encyklopedia młodego astronauty. – M., 1998.
  2. Podstawy wiedzy astronomicznej. – K., 2000.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.