Il tempo impiegato da una meteora per bruciare nell'atmosfera. Meteore in immagini e fotografie. Qual è la differenza tra una meteora e un meteorite?

I meteoriti hanno aiutato l'evoluzione? Fin dalla sua nascita, la Terra è stata regolarmente bombardata. Molti meteoriti si sono schiantati sulla sua superficie. La maggior parte di queste "rocce stellari" provengono dalla fascia degli asteroidi, che si trova tra Marte e Giove. Questo

Cosa sono le Meteore? Le Meteore sono famosi monasteri greci, unici soprattutto perché sono tutti situati sulla cima di scogliere che raggiungono un'altezza di 600 metri sul livello del mare. Furono costruiti nel X secolo, sei sono ancora in uso.Le rocce su cui

Parliamo di come una meteora differisce da un meteorite per comprendere il mistero e l'unicità del cielo stellato. Le persone si affidano alle stelle con i loro desideri più cari, ma parleremo di altri corpi celesti.

Caratteristiche della meteora

Il concetto di “meteora” è associato a fenomeni che si verificano nell’atmosfera terrestre, durante i quali corpi estranei la invadono ad una velocità significativa. Le particelle sono così piccole che vengono rapidamente distrutte dall'attrito.

Le meteore vengono colpite? La descrizione di questi corpi celesti offerta dagli astronomi si limita a indicare una striscia luminosa di breve durata nel cielo stellato. Gli scienziati le chiamano "stelle cadenti".

Caratteristiche dei meteoriti

Un meteorite è i resti di un meteoroide caduto sulla superficie del nostro pianeta. A seconda della composizione, questi corpi celesti sono divisi in tre tipologie: pietra, ferro, ferro-pietra.

Differenze tra i corpi celesti

In cosa differisce una meteora da un meteorite? Questa domanda è rimasta a lungo un mistero per gli astronomi, motivo per condurre osservazioni e ricerche.

Le meteore perdono la loro massa dopo essere entrate nell'atmosfera terrestre. Prima del processo di combustione, la massa di questo oggetto celeste non supera i dieci grammi. Questo valore è così insignificante rispetto alle dimensioni della Terra che non ci saranno conseguenze dalla caduta di una meteora.

I meteoriti che cadono sul nostro pianeta hanno un peso significativo. Il meteorite di Chelyabinsk, caduto in superficie il 15 febbraio 2013, secondo gli esperti, pesava circa dieci tonnellate.

Il diametro di questo corpo celeste era di 17 metri, la velocità di movimento superava i 18 km/s. Il meteorite di Chelyabinsk iniziò ad esplodere ad un'altitudine di circa venti chilometri e la durata totale del suo volo non superò i quaranta secondi. La potenza dell'esplosione fu trenta volte maggiore dell'esplosione della bomba a Hiroshima, provocando la formazione di numerosi pezzi e frammenti che caddero sul suolo di Chelyabinsk. Quindi, discutendo di come una meteora differisce da un meteorite, notiamo prima di tutto la loro massa.

Il meteorite più grande era un oggetto scoperto all'inizio del XX secolo in Namibia. Il suo peso era di sessanta tonnellate.

Frequenza di caduta

In cosa differisce una meteora da un meteorite? Continuiamo la conversazione sulle differenze tra questi corpi celesti. Centinaia di milioni di meteore vengono osservate nell'atmosfera terrestre in un solo giorno. In caso di tempo sereno si possono osservare circa 5-10 “stelle cadenti”, che in realtà sono meteore, in un'ora.

Anche i meteoriti cadono abbastanza spesso sul nostro pianeta, ma la maggior parte di essi brucia durante il viaggio. Ogni giorno diverse centinaia di questi corpi celesti colpiscono la superficie della terra. A causa del fatto che la maggior parte di loro atterra nel deserto, nei mari e negli oceani, non vengono scoperti dai ricercatori. Gli scienziati riescono a studiare solo un piccolo numero di questi corpi celesti all'anno (fino a cinque). Quando rispondiamo alla domanda su cosa hanno in comune meteore e meteoriti, possiamo notare la loro composizione.

Pericolo di caduta

Le piccole particelle che compongono un meteoroide possono causare gravi danni. Rendono inutilizzabile la superficie dei veicoli spaziali e possono disabilitare il funzionamento dei loro sistemi energetici.

È difficile valutare il reale pericolo rappresentato dai meteoriti. Dopo la loro caduta, sulla superficie del pianeta rimane un numero enorme di "cicatrici" e "ferite". Se un corpo celeste di questo tipo è grande, dopo aver colpito la Terra, il suo asse potrebbe spostarsi, il che influenzerà negativamente il clima.

Per comprendere appieno la portata del problema, possiamo fornire un esempio della caduta del meteorite Tunguska. È caduto nella taiga, provocando gravi danni su un'area di diverse migliaia di chilometri quadrati. Se questo territorio fosse abitato da persone, si potrebbe parlare di una vera catastrofe.

Una meteora è un fenomeno luminoso che si osserva spesso nel cielo stellato. Tradotta dal greco, questa parola significa “celeste”. Un meteorite è un corpo solido di origine cosmica. Tradotto in russo, questo termine suona come “pietra dal cielo”.

Ricerca scientifica

Per capire in che modo le comete differiscono dai meteoriti e dai meteoriti, analizziamo i risultati della ricerca scientifica. Gli astronomi sono riusciti a scoprire che dopo che una meteora colpisce l'atmosfera terrestre, divampa. Durante il processo di combustione rimane una scia luminosa, costituita da particelle meteoriche, che svaniscono a circa settanta chilometri di altezza dalla cometa, lasciando una “coda” nel cielo stellato. La sua base è il nucleo, che include polvere e ghiaccio. Inoltre, la cometa può contenere le seguenti sostanze: anidride carbonica, ammoniaca, impurità organiche. La coda di polvere che lascia mentre si muove è costituita da particelle di sostanze gassose.

Una volta negli strati superiori dell'atmosfera terrestre, frammenti di corpi cosmici distrutti o particelle di polvere si riscaldano per attrito e prendono fuoco. I più piccoli si bruciano immediatamente e quelli più grandi, continuando a cadere, lasciano dietro di sé una scia luminosa di gas ionizzato. Escono raggiungendo una distanza di circa settanta chilometri dalla superficie della terra.

La durata del bagliore è determinata dalla massa di questo corpo celeste. Se bruciano grandi meteore, puoi ammirarne i lampi luminosi per diversi minuti. È questo processo che gli astronomi chiamano pioggia di stelle. In caso di pioggia di meteoriti, in un'ora si possono vedere circa un centinaio di meteore in fiamme. Se il corpo celeste è di grandi dimensioni, nel processo di movimento attraverso la densa atmosfera terrestre, non brucia e cade sulla superficie del pianeta. Non più del dieci per cento del peso iniziale del meteorite raggiunge la Terra.

I meteoriti di ferro contengono quantità significative di nichel e ferro. La base dei corpi celesti rocciosi sono i silicati: olivina e pirosseno. I corpi di Ironstone hanno quantità quasi uguali di silicati e nichel ferro.

Conclusione

Le persone in ogni momento della loro esistenza hanno cercato di studiare i corpi celesti. Realizzavano calendari basati sulle stelle, determinavano le condizioni meteorologiche, cercavano di predire i destini e avevano paura del cielo stellato.

Dopo l'avvento di vari tipi di telescopi, gli astronomi sono riusciti a svelare molti segreti e misteri del cielo stellato. Comete, meteore e meteoriti sono stati studiati in dettaglio e sono state determinate le principali caratteristiche distintive e simili tra questi corpi celesti. Ad esempio, il meteorite più grande che colpì la superficie della terra fu il ferro Goba. Gli scienziati lo hanno scoperto nella Young America, il suo peso era di circa sessanta tonnellate. La cometa di Halley è considerata la più famosa del sistema solare. È proprio questo che è associato alla scoperta della legge di gravitazione universale.

3. VOLO DELLE METEORE NELL'ATMOSFERA TERRESTRE

Le meteore compaiono ad altitudini pari o inferiori a 130 km e di solito scompaiono intorno ai 75 km di altitudine. Questi confini cambiano a seconda della massa e della velocità dei meteoroidi che penetrano nell'atmosfera. Le determinazioni visive dell'altezza delle meteore da due o più punti (i cosiddetti corrispondenti) si riferiscono principalmente a meteore di magnitudo 0-3. Tenendo conto dell'influenza di errori piuttosto significativi, le osservazioni visive danno i seguenti valori di altezza delle meteore: altezza di apparizione H1= 130-100 km, quota di scomparsa H2= 90 - 75 km, altitudine media H0= 110 - 90 km (Fig. 8).

Riso. 8. Altezze ( H) fenomeni meteorici. Limiti di altezza(a sinistra): l'inizio e la fine del percorso della palla di fuoco ( B), meteore da osservazioni visive ( M) e dalle osservazioni radar ( RM), meteore telescopiche secondo osservazioni visive ( T); (M T) - area di ritenzione dei meteoriti. Curve di distribuzione(sulla destra): 1 - il centro del percorso delle meteore secondo le osservazioni radar, 2 - lo stesso secondo i dati fotografici, 2a E 2b- l'inizio e la fine del percorso secondo i dati fotografici.

Determinazioni dell'altezza fotografica molto più accurate si riferiscono solitamente a meteore più luminose, dalla -5a alla 2a magnitudine, o alle parti più luminose delle loro traiettorie. Secondo le osservazioni fotografiche in URSS, l'altezza delle meteore luminose rientra nei seguenti limiti: H1= 110-68 chilometri, H2= 100-55 chilometri, H0= 105-60 km. Le osservazioni radar consentono di determinare separatamente H1 E H2 solo per le meteore più luminose. Secondo i dati radar per questi oggetti H1= 115-100 chilometri, H2= 85-75 km. Va notato che la determinazione radar dell'altezza delle meteore si applica solo a quella parte della traiettoria della meteora lungo la quale si forma una scia di ionizzazione sufficientemente intensa. Pertanto, per la stessa meteora, l'altezza secondo i dati fotografici può differire notevolmente dall'altezza secondo i dati radar.

Per le meteore più deboli, utilizzando il radar è possibile determinare statisticamente solo la loro altezza media. Di seguito è mostrata la distribuzione delle altezze medie delle meteore prevalentemente di magnitudo 1-6 ottenute dal radar:

Considerando il materiale fattuale sulla determinazione dell'altezza delle meteore, si può stabilire che, secondo tutti i dati, la stragrande maggioranza di questi oggetti si osserva nella zona di altitudine di 110-80 km. Nella stessa zona si osservano meteore telescopiche che, secondo A.M. Bakharev ha altezze H1= 100 chilometri, H2= 70 km. Tuttavia, secondo le osservazioni telescopiche di I.S. Astapovich e i suoi colleghi ad Ashgabat, un numero significativo di meteore telescopiche viene osservato anche al di sotto dei 75 km, principalmente ad altitudini di 60-40 km. Si tratta di meteore apparentemente lente e quindi deboli che iniziano a brillare solo dopo essersi schiantate in profondità nell'atmosfera terrestre.

Passando ad oggetti molto grandi, scopriamo che le palle di fuoco compaiono in alta quota H1= 135-90 km, avente l'altezza del punto finale del percorso H2= 80-20 km. Le palle di fuoco che penetrano nell'atmosfera al di sotto dei 55 km sono accompagnate da effetti sonori, e quelle che raggiungono un'altitudine di 25-20 km di solito precedono la caduta dei meteoriti.

L'altezza delle meteore dipende non solo dalla loro massa, ma anche dalla loro velocità rispetto alla Terra, o dalla cosiddetta velocità geocentrica. Maggiore è la velocità della meteora, più alta inizia a brillare, poiché una meteora veloce, anche in un'atmosfera rarefatta, si scontra con particelle d'aria molto più spesso di una lenta. L'altezza media delle meteore dipende dalla loro velocità geocentrica come segue (Fig. 9):

Alla stessa velocità geocentrica delle meteore, la loro altezza dipende dalla massa del corpo meteorico. Quanto maggiore è la massa della meteora, tanto più in basso penetra.

La parte visibile della traiettoria della meteora, cioè la lunghezza del suo percorso nell'atmosfera è determinata dall'altezza della sua apparizione e scomparsa, nonché dall'inclinazione della traiettoria rispetto all'orizzonte. Quanto più ripida è l'inclinazione della traiettoria rispetto all'orizzonte, tanto minore è la lunghezza apparente del percorso. La lunghezza del percorso delle meteore ordinarie, di regola, non supera diverse decine di chilometri, ma per meteore e palle di fuoco molto luminose raggiunge centinaia e talvolta migliaia di chilometri.

Riso. 10. Attrazione zenitale delle meteore.

Le meteore brillano durante un breve segmento visibile della loro traiettoria nell'atmosfera terrestre, lungo diverse decine di chilometri, che attraversano in pochi decimi di secondo (meno spesso in pochi secondi). In questo segmento della traiettoria della meteora si manifesta già l’effetto della gravità terrestre e della frenata nell’atmosfera. Quando si avvicina alla Terra, la velocità iniziale della meteora aumenta sotto l'influenza della gravità e il percorso è curvo in modo che il suo radiante osservato si sposti verso lo zenit (lo zenit è il punto sopra la testa dell'osservatore). Pertanto, l’effetto della gravità terrestre sui meteoroidi è chiamato gravità zenitale (Fig. 10).

Più la meteora è lenta, maggiore è l'influenza della gravità zenitale, come si può vedere dalla tavoletta seguente, dove V G denota la velocità geocentrica iniziale, V" G- la stessa velocità, distorta dalla gravità terrestre, e Δz- valore massimo di attrazione zenitale:

Penetrando nell'atmosfera terrestre, il corpo meteorico subisce anche una frenata, quasi impercettibile all'inizio, ma molto significativa alla fine del viaggio. Secondo osservazioni fotografiche sovietiche e cecoslovacche, la frenata può raggiungere i 30-100 km/sec 2 nel segmento finale della traiettoria, mentre lungo la maggior parte della traiettoria la frenata varia da 0 a 10 km/sec 2 . Le meteore lente subiscono la maggiore perdita relativa di velocità nell'atmosfera.

L'apparente velocità geocentrica delle meteore, distorta dall'attrazione e dalla frenata zenit, viene opportunamente corretta per tenere conto dell'influenza di questi fattori. Per molto tempo, la velocità delle meteore non è stata conosciuta con sufficiente precisione, poiché veniva determinata da osservazioni visive a bassa precisione.

Il metodo fotografico per determinare la velocità delle meteore utilizzando un otturatore è il più accurato. Senza eccezione, tutte le misurazioni della velocità delle meteore ottenute fotograficamente in URSS, Cecoslovacchia e Stati Uniti mostrano che i meteoroidi devono muoversi attorno al Sole lungo percorsi ellittici chiusi (orbite). Risulta quindi che la stragrande maggioranza della materia meteorica, se non tutta, appartiene al Sistema Solare. Questo risultato è in ottimo accordo con i dati delle determinazioni radar, anche se i risultati fotografici si riferiscono mediamente a meteore più luminose, cioè ai meteoroidi più grandi. La curva di distribuzione della velocità delle meteore rilevata utilizzando le osservazioni radar (Fig. 11) mostra che la velocità geocentrica delle meteore si trova principalmente nell'intervallo compreso tra 15 e 70 km/s (un numero di determinazioni di velocità superiori a 70 km/s sono dovute a inevitabili errori di osservazione ). Ciò conferma ancora una volta la conclusione che i meteoroidi si muovono attorno al Sole lungo ellissi.

Il fatto è che la velocità dell'orbita terrestre è di 30 km/sec. Pertanto, le meteore in arrivo, aventi una velocità geocentrica di 70 km/sec, si muovono rispetto al Sole ad una velocità di 40 km/sec. Ma alla distanza della Terra, la velocità parabolica (cioè la velocità necessaria affinché un corpo possa essere trasportato lungo una parabola fuori dal Sistema Solare) è di 42 km/sec. Ciò significa che tutte le velocità delle meteore non superano la velocità parabolica e, quindi, le loro orbite sono ellissi chiuse.

L'energia cinetica dei meteoroidi che entrano nell'atmosfera con una velocità iniziale molto elevata è molto elevata. Le collisioni reciproche di molecole e atomi della meteora e dell'aria ionizzano intensamente i gas in un grande volume di spazio attorno al corpo della meteora volante. Le particelle, strappate in abbondanza dal corpo meteorico, formano attorno ad esso un guscio luminoso di vapore caldo. Il bagliore di questi vapori ricorda il bagliore di un arco elettrico. L'atmosfera alle altitudini in cui compaiono le meteore è molto rarefatta, quindi il processo di riunione degli elettroni strappati agli atomi continua per un periodo piuttosto lungo, provocando il bagliore di una colonna di gas ionizzato, che dura diversi secondi e talvolta minuti. Questa è la natura delle scie di ionizzazione autoluminose che possono essere osservate nel cielo dopo molte meteore. Anche lo spettro luminoso della scia è costituito da linee degli stessi elementi dello spettro della meteora stessa, ma neutri, non ionizzati. Inoltre, anche i gas atmosferici brillano nelle scie. Ciò è indicato da quelli scoperti nel 1952-1953. negli spettri della scia meteorica sono presenti righe di ossigeno e azoto.

Gli spettri delle meteore mostrano che le particelle meteoriche sono costituite da ferro, con una densità superiore a 8 g/cm 3 , oppure da pietre, che dovrebbero corrispondere a una densità compresa tra 2 e 4 g/cm 3 . La luminosità e lo spettro delle meteore consentono di stimarne le dimensioni e la massa. Il raggio apparente del guscio luminoso delle meteore di magnitudine 1a-3a è stimato in circa 1-10 cm, tuttavia il raggio del guscio luminoso, determinato dalla dispersione di particelle luminose, supera di gran lunga il raggio del corpo meteoroide stesso . I corpi meteorici che volano nell'atmosfera ad una velocità di 40-50 km/sec e creano il fenomeno della magnitudo zero, le meteore hanno un raggio di circa 3 mm e una massa di circa 1 g. La luminosità delle meteore è proporzionale alla loro massa, quindi la massa di una meteora di una certa grandezza è 2,5 volte inferiore a quella delle meteore della grandezza precedente. Inoltre, la luminosità delle meteore è proporzionale al cubo della loro velocità rispetto alla Terra.

Entrando nell'atmosfera terrestre con un'elevata velocità iniziale, le particelle meteoriche si incontrano ad altitudini di 80 km o più in un ambiente gassoso molto rarefatto. La densità dell'aria qui è centinaia di milioni di volte inferiore a quella sulla superficie della Terra. Pertanto, in questa zona, l'interazione del corpo meteorico con l'ambiente atmosferico si esprime nel bombardamento del corpo con singole molecole e atomi. Queste sono molecole e atomi di ossigeno e azoto, poiché la composizione chimica dell'atmosfera nella zona meteorologica è approssimativamente la stessa del livello del mare. Durante le collisioni elastiche, gli atomi e le molecole dei gas atmosferici rimbalzano o penetrano nel reticolo cristallino del corpo meteorico. Quest'ultimo si riscalda rapidamente, si scioglie ed evapora. La velocità di evaporazione delle particelle è inizialmente insignificante, poi aumenta fino al massimo e diminuisce nuovamente verso la fine del percorso visibile della meteora. Gli atomi in evaporazione volano fuori dalla meteora a velocità di diversi chilometri al secondo e, possedendo un'elevata energia, subiscono frequenti collisioni con gli atomi dell'aria, portando al riscaldamento e alla ionizzazione. Una nuvola rovente di atomi evaporati forma il guscio luminoso della meteora. Alcuni atomi perdono completamente i loro elettroni esterni durante le collisioni, dando luogo alla formazione di una colonna di gas ionizzato con un gran numero di elettroni liberi e ioni positivi attorno alla traiettoria della meteora. Il numero di elettroni nella scia ionizzata è 10 10 -10 12 per 1 cm di percorso. L'energia cinetica iniziale viene spesa per il riscaldamento, l'incandescenza e la ionizzazione approssimativamente nel rapporto di 10 6:10 4:1.

Quanto più una meteora penetra nell'atmosfera, tanto più denso diventa il suo guscio caldo. Come un proiettile che vola molto velocemente, la meteora forma un'onda d'urto sulla testa; quest'onda accompagna la meteora mentre si sposta negli strati più bassi dell'atmosfera, e negli strati inferiori ai 55 km provoca fenomeni sonori.

Le tracce lasciate dopo il volo delle meteore possono essere osservate sia utilizzando il radar che visivamente. In particolare è possibile osservare con successo le scie di ionizzazione delle meteore attraverso binocoli o telescopi ad alta apertura (i cosiddetti cercatori di comete).

Le tracce delle palle di fuoco che penetrano negli strati più bassi e densi dell'atmosfera, al contrario, sono costituite principalmente da particelle di polvere e sono quindi visibili come nuvole scure e fumose contro un cielo azzurro. Se una tale scia di polvere viene illuminata dai raggi del Sole o della Luna al tramonto, può essere visibile come strisce argentate sullo sfondo del cielo notturno (Fig. 12). Tali tracce possono essere osservate per ore finché non vengono distrutte dalle correnti d'aria. Le scie delle meteore meno luminose, formate ad altitudini di 75 km o più, contengono solo una piccolissima frazione di particelle di polvere e sono visibili esclusivamente grazie all'autoluminescenza degli atomi di gas ionizzato. La durata della visibilità della scia di ionizzazione ad occhio nudo è in media di 120 secondi per palle di fuoco di -6a magnitudine e di 0,1 secondi per una meteora di 2a magnitudine, mentre la durata dell'eco radio per gli stessi oggetti (a velocità geocentrica di 60 km/sec) è pari a 1000 e 0,5 sec. rispettivamente. L'estinzione delle tracce di ionizzazione è in parte dovuta all'aggiunta di elettroni liberi alle molecole di ossigeno (O 2) contenute negli strati superiori dell'atmosfera.

In una notte buia e limpida, soprattutto a metà agosto, novembre e dicembre, puoi vedere le "stelle cadenti" striare il cielo: si tratta di meteore, un interessante fenomeno naturale noto all'uomo da tempo immemorabile.

Le meteore, soprattutto negli ultimi anni, hanno attirato molta attenzione da parte della scienza astronomica. Hanno già raccontato molto del nostro sistema solare e della Terra stessa, in particolare dell’atmosfera terrestre.

Inoltre, le meteore, in senso figurato, hanno ripagato il debito, rimborsato i fondi spesi per i loro studi, contribuendo alla risoluzione di alcuni problemi pratici della scienza e della tecnologia.

La ricerca sulle meteoriti si sta sviluppando attivamente in numerosi paesi e il nostro breve racconto è dedicato ad alcune di queste ricerche. Inizieremo chiarendo i termini.

Un oggetto che si muove nello spazio interplanetario e ha dimensioni, come si suol dire, "più grandi di quelle molecolari, ma più piccole di quelle asteroidali", è chiamato meteoroide o meteoroide. Invadendo l'atmosfera terrestre, un meteoroide (corpo della meteora) si riscalda, brilla intensamente e cessa di esistere, trasformandosi in polvere e vapore.

Il fenomeno luminoso causato dalla combustione di un meteoroide è chiamato meteora. Se un meteoroide ha una massa relativamente grande e se la sua velocità è relativamente bassa, a volte parte del corpo del meteoroide, non avendo il tempo di evaporare completamente nell'atmosfera, cade sulla superficie della Terra.

Questa parte caduta è chiamata meteorite. Meteore estremamente luminose che assomigliano a una palla di fuoco con una coda o un marchio ardente sono chiamate palle di fuoco. Talvolta le palle di fuoco luminose sono visibili anche durante il giorno.

Perché si studiano le meteore?

Le meteore sono state osservate e studiate per secoli, ma solo negli ultimi tre o quattro decenni sono state chiaramente comprese la natura, le proprietà fisiche, le caratteristiche orbitali e l'origine di quei corpi cosmici che sono fonti di meteoriti. L'interesse dei ricercatori per i fenomeni meteorici è associato a diversi gruppi di problemi scientifici.

Innanzitutto studiare la traiettoria delle meteore, i processi di bagliore e di ionizzazione della materia meteoroide è importante per chiarirne la natura fisica, ed essi, i corpi meteoroidi, dopo tutto, sono “porzioni di prova” di materia arrivata sulla Terra da luoghi lontani. regioni del Sistema Solare.

Inoltre, lo studio di una serie di fenomeni fisici che accompagnano il volo di un corpo meteorico fornisce un ricco materiale per lo studio dei processi fisici e dinamici che si verificano nella cosiddetta zona meteorologica della nostra atmosfera, cioè ad altitudini di 60-120 km. Qui si osservano principalmente le meteore.

Inoltre, per questi strati dell’atmosfera, le meteore rimangono forse lo “strumento di ricerca” più efficace, anche sullo sfondo dell’attuale ambito di ricerca utilizzando i veicoli spaziali.

I metodi diretti per studiare gli strati superiori dell'atmosfera terrestre con l'aiuto di satelliti terrestri artificiali e razzi ad alta quota hanno iniziato ad essere ampiamente utilizzati molti anni fa, a partire dall'Anno geofisico internazionale.

Tuttavia, i satelliti artificiali forniscono informazioni sull’atmosfera ad altitudini superiori a 130 km; ad altitudini inferiori, i satelliti semplicemente bruciano in densi strati dell’atmosfera. Per quanto riguarda le misurazioni dei razzi, vengono effettuate solo su punti fissi sul globo e sono di breve durata.

I corpi meteorici sono abitanti a pieno titolo del sistema solare; ruotano su orbite geocentriche, solitamente di forma ellittica.

Valutando come il numero totale di meteoroidi è distribuito in gruppi con masse, velocità e direzioni diverse, è possibile non solo studiare l'intero complesso dei piccoli corpi del Sistema Solare, ma anche creare una base per costruire una teoria del fenomeno. l'origine e l'evoluzione della materia meteorica.

Recentemente, l'interesse per le meteore è aumentato anche a causa dello studio intensivo dello spazio vicino alla Terra. Un importante compito pratico è diventato la valutazione del cosiddetto pericolo meteorico su varie rotte spaziali.

Questa, ovviamente, è solo una questione particolare; la ricerca spaziale e quella sulle meteoriti hanno molti punti in comune e lo studio delle particelle meteoriche si è saldamente affermato nei programmi spaziali. Ad esempio, con l'aiuto di satelliti, sonde spaziali e razzi geofisici, sono state ottenute preziose informazioni sui meteoroidi più piccoli che si muovono nello spazio interplanetario.

Ecco solo un dato: i sensori installati sui veicoli spaziali consentono di registrare gli impatti dei meteoroidi, le cui dimensioni sono misurate in millesimi di millimetro (!).

Come si osservano le meteore

In una notte limpida e senza luna, si possono vedere meteore fino alla 5a e anche alla 6a magnitudine: hanno la stessa luminosità delle stelle più deboli visibili ad occhio nudo. Ma nella maggior parte dei casi, meteore leggermente più luminose, più luminose della 4a magnitudine, sono visibili ad occhio nudo; In media, in un'ora si possono vedere circa 10 meteore di questo tipo.

In totale, ogni giorno ci sono circa 90 milioni di meteore nell’atmosfera terrestre, che potrebbero essere viste di notte. Il numero totale di meteoroidi di varie dimensioni che invadono quotidianamente l'atmosfera terrestre ammonta a centinaia di miliardi.

Nell'astronomia meteorologica si è convenuto di dividere le meteore in due tipi. Le meteore che vengono osservate ogni notte e si muovono in una varietà di direzioni sono chiamate casuali o sporadiche. Un altro tipo sono le meteore periodiche o in streaming; appaiono nello stesso periodo dell'anno e da una certa piccola area del cielo stellato: il radiante. Questa parola - radiante - in questo caso significa “area radiante”.

I corpi meteorici che danno origine a meteore sporadiche si muovono nello spazio indipendentemente l'uno dall'altro lungo un'ampia varietà di orbite, e quelli periodici si muovono lungo percorsi quasi paralleli, che emanano proprio dal radiante.

Gli sciami meteorici prendono il nome dalle costellazioni in cui si trovano i loro radianti. Ad esempio, le Leonidi sono uno sciame meteorico con un radiante nella costellazione del Leone, le Perseidi - nella costellazione del Perseo, le Orionidi - nella costellazione di Orione e così via.

Conoscendo l'esatta posizione del radiante, il momento e la velocità del volo della meteora, è possibile calcolare gli elementi dell'orbita del meteoroide, cioè scoprire la natura del suo movimento nello spazio interplanetario.

Le osservazioni visive hanno permesso di ottenere importanti informazioni sui cambiamenti giornalieri e stagionali del numero totale di meteore e sulla distribuzione dei radianti nella sfera celeste. Ma per studiare le meteore vengono utilizzati soprattutto metodi di osservazione fotografici, radar e, negli ultimi anni, elettro-ottici e televisivi.

Circa quarant'anni fa è iniziata la registrazione fotografica sistematica delle meteore; a questo scopo vengono utilizzate le cosiddette pattuglie di meteoriti. Una pattuglia di meteoriti è un sistema di più unità fotografiche, e ciascuna unità è solitamente composta da 4-6 fotocamere grandangolari, installate in modo che tutte insieme coprano l'area più ampia possibile del cielo.

Osservando una meteora da due punti distanti 30-50 km l'uno dall'altro, utilizzando fotografie sullo sfondo delle stelle, è facile determinarne l'altezza, la traiettoria nell'atmosfera e il radiante.

Se un otturatore, cioè un otturatore rotante, viene posizionato davanti alle telecamere di una delle unità di pattuglia, è possibile determinare la velocità del meteoroide: invece di una traccia continua sulla pellicola fotografica, otterrai un tratteggio linea, e la lunghezza dei tratti sarà esattamente proporzionale alla velocità del meteoroide.

Se davanti agli obiettivi della fotocamera di un'altra unità vengono posizionati prismi o reticoli di diffrazione, sulla piastra appare lo spettro della meteora, proprio come appare lo spettro di un raggio di sole su una parete bianca dopo aver attraversato il prisma. E dagli spettri della meteora si può determinare la composizione chimica del meteoroide.

Uno degli importanti vantaggi dei metodi radar è la capacità di osservare le meteore con qualsiasi tempo e 24 ore su 24. Inoltre, il radar permette di registrare meteore molto deboli, fino a 12-15 magnitudini stellari, generate da meteoroidi con una massa di milionesimi di grammo o anche inferiore.

Il radar “rileva” non il corpo meteorico stesso, ma la sua traccia: quando si muovono nell'atmosfera, gli atomi evaporati del corpo meteorico si scontrano con le molecole d'aria, si eccitano e si trasformano in ioni, cioè particelle cariche mobili.

Si formano scie meteoriche ionizzate, aventi una lunghezza di diverse decine di chilometri e raggi iniziali dell'ordine del metro; Si tratta di una sorta di conduttori atmosferici sospesi (ovviamente, non per molto!), o più precisamente di semiconduttori: possono contare da 106 a 1016 elettroni o ioni liberi per ogni centimetro di lunghezza della traccia.

Questa concentrazione di cariche libere è sufficiente affinché le onde radio nella portata del metro vengano riflesse da esse, come da un corpo conduttore. A causa della diffusione e di altri fenomeni, la scia ionizzata si espande rapidamente, la sua concentrazione di elettroni diminuisce e, sotto l'influenza dei venti nell'alta atmosfera, la scia si dissipa.

Ciò consente di utilizzare il radar per studiare la velocità e la direzione delle correnti d'aria, ad esempio per studiare la circolazione globale dell'alta atmosfera.

Negli ultimi anni sono diventate sempre più attive le osservazioni di palle di fuoco molto luminose, talvolta accompagnate dalla caduta di meteoriti. Diversi paesi hanno creato reti di osservazione delle palle di fuoco con telecamere a tutto cielo.

In realtà monitorano l'intero cielo, ma registrano solo meteore molto luminose. Tali reti comprendono 15-20 punti situati a una distanza di 150-200 chilometri; coprono vaste aree, poiché l’invasione dell’atmosfera terrestre da parte di un grande meteoroide è un fenomeno relativamente raro.

Ed ecco la cosa interessante: su diverse centinaia di palle di fuoco luminose fotografate, solo tre sono state accompagnate dalla caduta di un meteorite, sebbene le velocità dei grandi meteoroidi non fossero molto elevate. Ciò significa che l'esplosione in superficie del meteorite Tunguska del 1908 è un fenomeno tipico.

Struttura e composizione chimica dei meteoroidi

L'invasione di un meteoroide nell'atmosfera terrestre è accompagnata da complessi processi di distruzione: fusione, evaporazione, polverizzazione e frantumazione. Gli atomi della materia meteorica, quando entrano in collisione con le molecole dell'aria, vengono ionizzati ed eccitati: il bagliore di una meteora è principalmente associato alla radiazione di atomi e ioni eccitati; si muovono alla velocità del corpo meteorico stesso e hanno un'energia cinetica di diversi decine o centinaia di elettronvolt.

Le osservazioni fotografiche delle meteore utilizzando il metodo dell’esposizione istantanea (circa 0,0005 sec.), sviluppato e implementato per la prima volta al mondo a Dushanbe e Odessa, hanno mostrato chiaramente vari tipi di frammentazione dei corpi meteorici nell’atmosfera terrestre.

Tale frammentazione può essere spiegata sia dalla natura complessa dei processi di distruzione dei meteoroidi nell'atmosfera, sia dalla struttura sciolta dei meteoroidi e dalla loro bassa densità. La densità dei meteoroidi di origine cometaria è particolarmente bassa.

Gli spettri delle meteore mostrano principalmente righe di emissione luminose. Tra questi sono state trovate linee di atomi neutri di ferro, sodio, manganese, calcio, cromo, azoto, ossigeno, alluminio e silicio, nonché linee di atomi ionizzati di magnesio, silicio, calcio e ferro. Come i meteoriti, i meteoroidi possono essere divisi in due grandi gruppi: ferro e pietra, e ci sono molti più meteoroidi di pietra che di ferro.

Materiale meteorico nello spazio interplanetario

L'analisi delle orbite dei meteoroidi sporadici mostra che la materia meteorica è concentrata principalmente nel piano dell'eclittica (il piano in cui giacciono le orbite dei pianeti) e si muove attorno al Sole nella stessa direzione dei pianeti stessi. Questa è una conclusione importante; dimostra l'origine comune di tutti i corpi del Sistema Solare, compresi quelli piccoli come i meteoroidi.

La velocità osservata dei meteoroidi rispetto alla Terra è compresa tra 11 e 72 km/sec. Ma la velocità del movimento della Terra nella sua orbita è di 30 km/sec, il che significa che la velocità dei meteoroidi rispetto al Sole non supera i 42 km/sec. Cioè, è inferiore alla velocità parabolica necessaria per uscire dal sistema solare.

Da qui la conclusione: i meteoroidi non vengono da noi dallo spazio interstellare, appartengono al Sistema Solare e si muovono attorno al Sole in orbite ellittiche chiuse. Sulla base di osservazioni fotografiche e radar sono già state determinate le orbite di diverse decine di migliaia di meteoroidi.

Insieme all'attrazione gravitazionale del Sole e dei pianeti, il movimento dei meteoroidi, soprattutto quelli piccoli, è significativamente influenzato dalle forze causate dall'influenza della radiazione elettromagnetica e corpuscolare del Sole.

Quindi, in particolare, sotto l'influenza della pressione della luce, le particelle meteoriche più piccole di dimensioni inferiori a 0,001 mm vengono espulse dal Sistema Solare. Inoltre, il movimento delle piccole particelle è significativamente influenzato dall'effetto frenante della pressione di radiazione (effetto Poynting-Robertson) e, a causa di ciò, le orbite delle particelle vengono gradualmente "compresse", si avvicinano sempre più al Sole.

La vita dei meteoroidi nelle regioni interne del Sistema Solare è breve e, quindi, le riserve di materia meteorica devono in qualche modo essere costantemente reintegrate.

Si possono identificare tre fonti principali di tale rifornimento:

1) decadimento dei nuclei cometari;

2) frammentazione degli asteroidi (ricordate, si tratta di piccoli pianeti che si muovono principalmente tra le orbite di Marte e Giove) a seguito delle loro reciproche collisioni;

3) un afflusso di meteoroidi molto piccoli dai lontani dintorni del Sistema Solare, dove, probabilmente, ci sono resti del materiale da cui si è formato il Sistema Solare.

Meteoroide(corpo della meteora) - un corpo celeste di dimensioni intermedie tra la polvere interplanetaria e un asteroide.

Qui dobbiamo capire un po' di terminologia. Volando nell'atmosfera terrestre a grande velocità, a causa dell'attrito diventa molto caldo e brucia, trasformandosi in una luce meteora, o palla di fuoco, che può essere vista come stella cadente. Viene chiamata la traccia visibile di un meteoroide che entra nell'atmosfera terrestre meteora, e un meteoroide che cade sulla superficie della Terra lo è meteorite.
Il sistema solare è pieno di questi piccoli detriti spaziali, chiamati meteoroidi. Potrebbero essere granelli di polvere di comete, grandi blocchi di pietra o persino frammenti di asteroidi spezzati.
Secondo la definizione ufficiale dell’Organizzazione Internazionale delle Meteore (IMO), meteoroide- è un oggetto solido che si muove nello spazio interplanetario, di dimensioni significativamente più grandi più piccolo di un asteroide, ma molto più grande di un atomo. La British Royal Astronomical Society ha proposto una formulazione diversa, secondo la quale un meteoroide è un corpo con un diametro compreso tra 100 micron e 10 m.

- questo non è un oggetto, ma fenomeno, cioè. scia luminosa di meteoroidi. Indipendentemente dal fatto che voli via dall'atmosfera nello spazio, bruci nell'atmosfera o cada sulla Terra come meteorite, questo fenomeno è chiamato meteora.
Le caratteristiche distintive di una meteora, oltre alla massa e alle dimensioni, sono la velocità, l'altezza di accensione, la lunghezza della traccia (percorso visibile), la luminosità e la composizione chimica (influenza il colore della combustione).
Le meteore sono spesso raggruppate in sciami meteorici- masse costanti di meteore che appaiono in un certo periodo dell'anno, in una certa direzione del cielo. Sono noti gli sciami meteorici delle Leonidi, delle Quadrantidi e delle Perseidi. Tutti gli sciami meteorici sono generati da comete a seguito della distruzione durante il processo di fusione mentre attraversano il sistema solare interno.

La scia della meteora di solito scompare in pochi secondi, ma a volte può rimanere per minuti e spostarsi con il vento all'altitudine della meteora. A volte la Terra attraversa le orbite dei meteoroidi. Quindi, attraversando l'atmosfera terrestre e riscaldandosi, lampeggiano con strisce di luce luminose, chiamate meteore o stelle cadenti.
In una notte limpida, si possono vedere diverse meteore in un'ora. E quando la Terra attraversa un flusso di granelli di polvere lasciato dal passaggio di una cometa, si possono vedere dozzine di meteore ogni ora.
A volte vengono trovati pezzi di meteoroidi che sopravvivono al loro passaggio attraverso l'atmosfera come meteore e cadono al suolo come rocce carbonizzate. Di solito sono di colore scuro e molto pesanti. A volte sembrano arrugginiti. Succede che i meteoriti sfondano i tetti delle case o cadono vicino alla casa. Ma il pericolo per una persona di essere colpito da un meteorite è trascurabile. L'unico caso documentato di un meteorite che ha colpito una persona si è verificato il 30 novembre 1954 in Alabama. Il meteorite, del peso di circa 4 kg, si è schiantato contro il tetto della casa e ha rimbalzato Anna Elizabeth Hodges sul braccio e sulla coscia. La donna ha riportato lividi.
Oltre ai metodi visivi e fotografici per lo studio delle meteore, recentemente si sono sviluppati metodi elettro-ottico, spettrometrici e soprattutto radar, basati sulla proprietà della scia di un meteorite di diffondere le onde radio. Il radiosondaggio meteorico e lo studio del movimento delle scie meteoriche consentono di ottenere importanti informazioni sullo stato e sulla dinamica dell'atmosfera ad altitudini di circa 100 km. È possibile creare canali di comunicazione radio meteoriti.

Un corpo di origine cosmica caduto sulla superficie di un grande oggetto celeste.
La maggior parte dei meteoriti trovati pesa tra pochi grammi e diversi chilogrammi. Il più grande meteorite mai trovato è Goba(peso circa 60 tonnellate). Si ritiene che 5-6 tonnellate di meteoriti cadano sulla Terra al giorno, ovvero 2mila tonnellate all'anno.
L'Accademia russa delle scienze ora ha un comitato speciale che supervisiona la raccolta, lo studio e lo stoccaggio dei meteoriti. Il comitato ha una vasta collezione di meteoriti.
Nel luogo della caduta di un grande meteorite, a cratere(astroblema). Uno dei crateri più famosi al mondo - Arizonano. Si ritiene che il più grande cratere meteoritico sulla Terra sia Cratere Wilkes Land in Antartide(diametro circa 500 km).

Come può succedere?

Il corpo meteorico entra nell'atmosfera terrestre a velocità comprese tra 11 e 72 km/s. A questa velocità, inizia a riscaldarsi e a brillare. A causa di ablazione(bruciando e spazzando via dal flusso imminente di particelle della sostanza del corpo meteorico), la massa del corpo che raggiunge la superficie può essere inferiore, e in alcuni casi significativamente inferiore, alla sua massa all'ingresso nell'atmosfera. Ad esempio, un piccolo corpo che entra nell'atmosfera terrestre ad una velocità di 25 km/s o più, brucia quasi completamente. A una tale velocità di ingresso nell'atmosfera, su decine e centinaia di tonnellate di massa iniziale, solo pochi chilogrammi o addirittura grammi di materia raggiungono la superficie. Tracce della combustione di un meteoroide nell'atmosfera si possono trovare lungo quasi tutta la traiettoria della sua caduta.
Se il corpo della meteora non brucia nell'atmosfera, rallentando perde la componente orizzontale della sua velocità. Ciò porta ad un cambiamento nella traiettoria della caduta. Man mano che rallenta, il bagliore del meteorite diminuisce e si raffredda (spesso indicano che il meteorite era caldo e non caldo quando è caduto).
Inoltre, il corpo del meteorite può rompersi in frammenti, provocando sciami meteorici.

Grandi meteoriti scoperti in Russia

Meteorite di Tunguska(al momento non è chiara esattamente l'origine meteoritica del fenomeno Tunguska). Cadde il 30 giugno 1908 nel bacino del fiume Podkamennaya Tunguska in Siberia. L'energia totale è stimata in 40-50 megatoni di TNT equivalente.
Meteorite Tsarevskij(Pioggia di meteoriti). Cadde il 6 dicembre 1922 vicino al villaggio di Tsarev, nella regione di Volgograd. Questo è un meteorite roccioso. La massa totale dei frammenti raccolti è di 1,6 tonnellate su una superficie di circa 15 metri quadrati. km. Il peso del frammento più grande caduto era di 284 kg.

Meteorite Sikhote-Alin(la massa totale dei frammenti è di 30 tonnellate, l'energia è stimata in 20 kilotoni). Era un meteorite di ferro. Caduto nella taiga di Ussuri il 12 febbraio 1947.
L'auto di Vitimskij. Caduto nell'area dei villaggi di Mama e Vitimsky, distretto di Mamsko-Chuysky, regione di Irkutsk, nella notte tra il 24 e il 25 settembre 2002. L'energia totale dell'esplosione del meteorite, apparentemente, è relativamente piccola (200 tonnellate di TNT equivalente, con un'energia iniziale di 2,3 kilotoni), la massa iniziale massima (prima della combustione nell'atmosfera) è di 160 tonnellate e la massa finale dei frammenti è di circa diverse centinaia di chilogrammi.
Sebbene i meteoriti cadano spesso sulla Terra, la scoperta di un meteorite è un evento piuttosto raro. Il Laboratorio Meteoritico riferisce: “In totale, sul territorio della Federazione Russa in 250 anni sono stati trovati solo 125 meteoriti”.