Метеориты и метеоры

Метеориты - это небольшие твердые тела, которые, пройдя через земную атмосферу, упали на поверхность Земли. Большинство метеорных тел, которые сталкиваются с нашей планетой, сгорают в атмосфере, но некоторые из них достигают Земли, и тогда мы получаем возможность исследовать их состав.

Классификация
%
Каменные хондритовые
Каменные нехондритовые
Железокаменные
Железные
85.7 %
7.1 %
1.5 %
5.7 %

По содержанию железа метеориты можно разделить на три обширных класса. Прежде всего, это каменные метеориты, содержащие наименьшее количество железа, обычно менее 20%. Как указывает их название, каменные метеориты по существу состоят из того же вещества, что и обычные земные породы. Поэтому такиеметеориты очень трудно обнаружить. Астрономы считают, что более 90% метеоритов, сталкивающихся с Землей, - каменные. Но после длительного воздействия земных природных стихий - дождя, ветра и снега - каменные метеориты становится невозможным отличить от земных пород. Поэтому каменные метеориты, подобные экземпляру, очень редки и ценятся высоко.

Второй большой класс метеоритов - железокаменные метеориты. Как следует из их названия, они состоят из смеси примерно равных пропорций минералов и металлического железа. Иногда эти метеориты имеют весьма крупнозернистую структуру и поэтому легко опознаются. Но такие образцы также чрезвычайно редки: среди метеоритных тел, сталкивающихся сЗемлей, менее 2% относится к этой разновидности.

Третий класс метеоритов - железные. Их найти много легче. Они состоят в основном из железа, но могутсодержать также 10-20% никеля. К этому типу относится только 6% метеорных тел, сталкивающихся с Землей. Поскольку такие метеориты содержат железо, их удается обнаруживать при помощи магнитов и детекторов металла. Поэтому в коллекциях музеев обычно преобладают железные метеориты.

Когда такой метеорит отполирован и протравлен разбавленной азотной кислотой, это позволяет видеть рисунок взаимопроникающих кристаллов металла. Эти так называемые видманштеттеновы фигуры являются отличительным признаком метеорита. Такие длинные кристаллы металла могли вырасти только при условии, что расплавленная железо-никелевая глыба остывала очень медленно, в течение миллионов лет. Видманштеттеновы фигуры обнаруживаются у большинства железных метеоритов.

Рис.2. Железный метеорит Гибеон, общий вес около 21000 кг, найден в 1836 году в Намибии (фрагмент, хорошо видны Видманштеттеновы фигуры)

Принято считать, что большинство метеоритов непосредственно связано с астероидами. При бесчисленных столкновениях, происходящих в течение миллиардов лет между астероидами в поясе астероидов, образуются осколки, которые движутся по всевозможным орбитам вокруг Солнца. Некоторые из этих орбит пересекают орбиту Земли, и в конечном счете осколки астероидов, называемые метеоритами, мы находим лежащими на земле.

Анализируя спектр солнечного света, отраженного от астероидов, и спектр света, отраженного от лабораторных образцов метеоритов, можно получить правильное представление о составе астероидов, из которых эти метеориты образовались. В 10% случаев свет, отраженный от некоторых астероидов, по своему спектральному составу очень напоминает свет, отраженный от железокаменных метеоритов. Эти железокаменные астероиды - довольно крупные (100-200 км в диаметре) и преимущественно находятся во внутренних частях астероидного пояса, вблизи орбиты Марса. Приблизительно такой же процент астероидов по своему составу сходен с железными метеоритами. Но огромное большинство (около 80%) астероидов, по-видимому, состоит из того же вещества, что и каменные метеориты некоего особого типа, называемые углистыми хондритами.

Рис.3. Каменный нехондритовый метеорит Миллбиллилли,общий вес около 26 кг, упал в 1960 году в Австралии

В углистых хондритах необычно высоки концентрации летучих составляющих, таких, как вода, и, кроме того, в них содержатся органические молекулы. Это означает,что метеоритные тела не подвергались нагреву, сжатию или какому-либо иному существенному изменению с тех пор, как сконденсировались из первичной Солнечной туманности 4,5 млрд. лет назад. Например, при любом значительном нагреве вода должна была бы полностью испариться из вещества метеорита, органические молекулы были бы абсолютно разрушены. Поэтому астрономы считают, что углистые хондриты чрезвычайно древние - старше любых пород, найденных на Земле или наЛуне. Углистые хондриты представляют собой неизмененные образцы первичного вещества, из которого состояли планетезимали.

Рис.4. Каменный хондритовый метеорит Вятка (Кайгород), общий вес около 36 кг, упал в 1993 году в России

Изучение метеоритов позволяет нам проникнуть в древнейшую историю нашей Солнечной системы. В конце 70-х годов группа ученых из Калифорнийского технологического института изучала образцы двухтонногометеорита, упавшего в Мексике в 1969 г. Ученые обнаружили в составе вещества метеорита аномально высокое содержание кальция, бария и неодима. Как известно из ядерной физики, такие характерные аномалии могли образоваться только в результате облучения атомов вещества потоком нейтронов. Мощное нейтронное излучение действительно сопровождает взрывы сверхновых.Поэтому логично предположить, что сотворению нашей Солнечной системы способствовал взрыв сверхновой.Ударные волны, образовавшиеся при взрыве близкой массивной звезды, привели к слабому сжатию разреженной межзвездной среды в ее окрестностях. Начиная с этого момента в действие вступили силы тяготения, которые и могли в конечном итоге привести к образованию Солнца и планет.

Большая часть метеоритов попадает к нам из пояса астероидов. Метеоры имеют в основном иное происхождение. Метеор, или «падающая звезда», - это просто светящаяся черточка, возникающая в небе при движении с высокой скоростью метеорной частицы, сгорающей в атмосфере Земли. Метеориты, как мы уже говорили, - это плотные метеорные тела, которые смогли «выжить» при прохождении через атмосферу, не испарившись целиком. Напротив, метеоры, очевидно, возникают преимущественно из рыхлых метеорных тел с малой плотностью, образующихся из комет.

Рис.5. Крупный метеор в небе Канзаса

Удивительно много метеоритного вещества выметается с поверхности Земли в результате ее обращения вокруг Солнца. В самом деле, ежедневно на Землю падает около 3000 т межпланетного вещества. Большая часть этого вещества находится в виде пылевых частиц (называемых микрометеоритами), которые слишком малы и легки, чтобы произвести свечение в атмосфере. Эти частицы просто медленно проходят через атмосферу и оседают на Землю. Образцы такого межпланетного вещества можно собрать в незагрязненных районах земного шара, например в арктических и антарктических областях. Некоторое количество межпланетной пыли можно даже обнаружить на крыше дома или в стоке водосточной трубы.

Рис.6. Метеорный поток Леониды 1997 года - вид из космоса

Хотя большая часть межпланетного вещества, с которым сталкивается Земля, находится в состоянии пыли, иногда мы проходим через потоки более крупных частиц. Тогда-то и наблюдаются метеорные потоки. Ежегодно на Земле можно наблюдать около десятка метеорных потоков. При этом обычно кажется, что метеоры разлетаются из какой-то определенной части неба.Поэтому потоки называют по созвездию, наиболее близко расположенному к этой части неба. В табл.1 приведены некоторые наиболее значительные потоки и даты максимума их активности.

В ясную безлунную ночь в период максимума потока обычно можно увидеть до 60 метеоров за час. Иногда метеорные потоки достигают исключительно высокой интенсивности. Так, рано утром 17 ноября 1966 г. в восточной части США наблюдалось более 2000 метеоров в минуту.
Наилучшее время для наблюдения метеоров - раннее утро. В это время наблюдатель находится на «ведущей»стороне Земли. Ситуация в этом случае напоминает поездку на машине по открытому шоссе во время ливня: по переднему стеклу («ведущая» сторона машины) барабанит много больше дождевых капель, чем по заднему. Метеоры же, наблюдаемые в вечерние часы, создаются метеорными частицами, которые должны двигаться достаточно быстро, чтобы догнать Землю.

Поток Дата максимума активности
Лириды 22 апреля
Персеиды 12 августа
Ориониды 21 октября
Леониды 17 ноября
Геминиды 13 декабря