Meteoroid

admin 0 Comments Articles

Meteoroid

Meteor widziany z terenu Atacama Large Millimeter Array (ALMA)

Światowa mapa dużych zdarzeń meteorycznych (zobacz też Fireball poniżej)

Meteor, znany potocznie jako spadająca gwiazda lub spadająca gwiazda, to widoczny przelot świecącego meteoroidu, mikrometeoroidu, komety lub asteroidy przez atmosferę Ziemi, po podgrzaniu do żarzenia w wyniku zderzeń z cząsteczkami powietrza w górnej atmosferze, tworzący smugę światła poprzez swój szybki ruch, a czasem także poprzez wyrzucanie świecącego materiału w ślad za nim. Chociaż meteor może się wydawać, że znajduje się kilka tysięcy stóp od Ziemi, meteory zwykle występują w mezosferze na wysokości od 76 do 100 km (250 000 do 330 000 stóp). Słowo meteor pochodzi od greckiego meteōros, co oznacza „wysoko w powietrzu”.

Miliony meteorów występują w atmosferze Ziemi codziennie. Większość meteoroidów, które powodują meteory, jest wielkości ziarnka piasku, tzn. są one zwykle wielkości milimetra lub mniejsze. Rozmiary meteoroidów można obliczyć na podstawie ich masy i gęstości, które z kolei można oszacować na podstawie obserwowanej trajektorii meteoru w górnej atmosferze.Meteory mogą występować w postaci deszczów, które powstają, gdy Ziemia przechodzi przez strumień odłamków pozostawionych przez kometę, lub jako meteory „przypadkowe” lub „sporadyczne”, niezwiązane z konkretnym strumieniem odłamków kosmicznych. Wiele specyficznych meteorów zostało zaobserwowanych, głównie przez zwykłych ludzi i w dużej mierze przez przypadek, ale na tyle szczegółowo, że udało się obliczyć orbity meteoroidów wytwarzających te meteory. Prędkości atmosferyczne meteorów wynikają z ruchu Ziemi wokół Słońca z prędkością około 30 km/s (67 000 mph), prędkości orbitalnych meteoroidów i studni grawitacyjnej Ziemi.

Meteory stają się widoczne między około 75 a 120 km (250 000 do 390 000 stóp) nad Ziemią. Zazwyczaj rozpadają się na wysokościach od 50 do 95 km (160,000 do 310,000 stóp). Meteory mają około pięćdziesiąt procent szans na zderzenie z Ziemią w ciągu dnia (lub prawie w ciągu dnia). Większość meteorów jest jednak obserwowana w nocy, kiedy ciemność pozwala na rozpoznanie słabszych obiektów. W przypadku ciał o rozmiarach w skali od 10 cm (3,9 cala) do kilku metrów widoczność meteorów wynika z atmosferycznego ciśnienia taranu (nie tarcia), które ogrzewa meteoroid tak, że świeci on i tworzy świecącą smugę gazów i stopionych cząstek meteoroidu. Gazy zawierają odparowany materiał meteoroidu i gazy atmosferyczne, które nagrzewają się, gdy meteoroid przechodzi przez atmosferę. Większość meteorów świeci przez około sekundę.

HistoriaEdit

Mimo że meteory były znane od czasów starożytnych, nie uznano ich za zjawisko astronomiczne aż do początku XIX wieku. Wcześniej na Zachodzie postrzegano je jako zjawisko atmosferyczne, podobnie jak błyskawice, i nie wiązano ich z dziwnymi opowieściami o skałach spadających z nieba. W 1807 roku profesor chemii z Uniwersytetu Yale, Benjamin Silliman, badał meteoryt, który spadł w Weston w stanie Connecticut. Silliman wierzył, że meteor miał kosmiczne pochodzenie, ale meteory nie przyciągały większej uwagi astronomów aż do spektakularnej burzy meteorów w listopadzie 1833 roku. Ludzie w całych wschodnich Stanach Zjednoczonych widzieli tysiące meteorów, które promieniowały z jednego punktu na niebie. Bystrzy obserwatorzy zauważyli, że radiant, jak obecnie nazywa się ten punkt, poruszał się wraz z gwiazdami, pozostając w gwiazdozbiorze Leona.

Astronom Denison Olmsted przeprowadził obszerne badania tej burzy i doszedł do wniosku, że miała ona kosmiczne pochodzenie. Po przejrzeniu zapisów historycznych, Heinrich Wilhelm Matthias Olbers przewidział powrót burzy w 1867 roku, co zwróciło uwagę innych astronomów na to zjawisko. Dokładniejsza praca historyczna Huberta A. Newtona doprowadziła do dopracowania prognozy z 1866 roku, która okazała się prawidłowa. Wraz z sukcesem Giovanniego Schiaparellego, który powiązał Leonidy (jak się je teraz nazywa) z kometą Tempel-Tuttle, kosmiczne pochodzenie meteorów zostało ugruntowane. Nadal jednak pozostają one zjawiskiem atmosferycznym i zachowują swoją nazwę „meteor” od greckiego słowa oznaczającego „atmosferyczny”.

FireballEdit

Play media

Nagranie superbolidu, bardzo jasnej kuli ognistej, która eksplodowała nad obwodem czelabińskim, Rosja w 2013 roku

Kula ognista to jaśniejszy niż zwykle meteor. Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) definiuje kulę ognistą jako „meteor jaśniejszy niż którakolwiek z planet” (magnitudo pozorne -4 lub większe). Międzynarodowa Organizacja Meteorów (organizacja amatorska zajmująca się badaniem meteorów) ma bardziej sztywną definicję. Definiuje ona kulę ognistą jako meteor, który miałby magnitudo -3 lub jaśniejsze, gdyby był widziany w zenicie. Definicja ta uwzględnia większą odległość między obserwatorem a meteorem w pobliżu horyzontu. Na przykład, meteor o magnitudzie -1 na wysokości 5 stopni nad horyzontem byłby sklasyfikowany jako kula ognista, ponieważ gdyby obserwator znajdował się bezpośrednio pod meteorem, pojawiłby się on jako meteor o magnitudzie -6.

Kule ogniste osiągające magnitudo -14 lub jaśniejsze nazywane są bolidami. IAU nie ma oficjalnej definicji „bolidu” i generalnie uważa ten termin za synonim „kuli ognistej”. Astronomowie często używają terminu „bolide” do określenia wyjątkowo jasnej kuli ognistej, szczególnie takiej, która eksploduje. Są one czasami nazywane detonującymi kulami ognistymi (zobacz też Lista wybuchów meteorów). Termin ten może być również używany w odniesieniu do kuli ognistej, która wytwarza słyszalne dźwięki. Pod koniec XX wieku bolide zaczęto również oznaczać każdy obiekt, który uderza w Ziemię i eksploduje, bez względu na jego skład (asteroida lub kometa). Słowo bolide pochodzi od greckiego βολίς (bolis), które może oznaczać pocisk lub błysk. Jeśli magnituda bolidu osiąga -17 lub jaśniejszą wartość, jest on znany jako superbolid. Stosunkowo niewielki procent kul ognistych uderza w ziemską atmosferę, a następnie ponownie z niej wylatuje: są one nazywane kulami ognistymi opasającymi Ziemię. Takie zdarzenie miało miejsce w biały dzień nad Ameryką Północną w 1972 roku. Innym rzadkim zjawiskiem jest procesja meteorów, w której meteor rozpada się na kilka kul ognistych podróżujących niemal równolegle do powierzchni Ziemi.

Stale rosnąca liczba kul ognistych jest rejestrowana każdego roku w American Meteor Society. Istnieje prawdopodobnie więcej niż 500 000 kul ognia rocznie, ale większość z nich pozostanie niezauważona, ponieważ większość z nich wystąpi nad oceanem, a połowa z nich pojawi się w ciągu dnia. Europejska Sieć Kul Ognistych oraz NASA All-sky Fireball Network wykrywają i śledzą wiele kul ognistych.

.

Wpływ na atmosferęEdit

Meteoroid z Perseidów o rozmiarze około dziesięciu milimetrów wchodzący w atmosferę ziemską w czasie rzeczywistym. Meteoroid znajduje się na jasnej głowie śladu, a w ogonie widoczna jest jeszcze jonizacja mezosfery.

Wejście meteoroidów w ziemską atmosferę wywołuje trzy główne efekty: jonizację cząsteczek atmosfery, pył, który meteoroid zrzuca, oraz odgłos przelotu. Podczas wejścia meteoroidu lub asteroidy w górną atmosferę tworzy się smuga jonizacji, gdzie cząsteczki powietrza są zjonizowane przez przelatujący meteor. Takie szlaki jonizacyjne mogą trwać do 45 minut jednorazowo.

Małe, wielkości ziarnka piasku meteoroidy wchodzą w atmosferę stale, zasadniczo co kilka sekund w dowolnym regionie atmosfery, a zatem szlaki jonizacyjne można znaleźć w górnej atmosferze mniej lub bardziej stale. Kiedy fale radiowe odbijają się od tych śladów, nazywa się to łącznością z wybuchami meteorów. Radary meteorytowe mogą mierzyć gęstość atmosfery i wiatry, mierząc tempo rozpadu i przesunięcie dopplerowskie śladu meteoru. Większość meteoroidów spala się po wejściu w atmosferę. Pozostały po nich odłamek nazywany jest pyłem meteorycznym lub po prostu pyłem meteorów. Cząstki pyłu meteorytowego mogą utrzymywać się w atmosferze nawet przez kilka miesięcy. Cząstki te mogą wpływać na klimat, zarówno poprzez rozpraszanie promieniowania elektromagnetycznego, jak i poprzez katalizowanie reakcji chemicznych w górnych warstwach atmosfery. Meteoroidy lub ich fragmenty mogą osiągnąć lot w ciemności po wyhamowaniu do prędkości końcowej. Lot ciemny rozpoczyna się, gdy wyhamowują do prędkości około 2-4 km/s (4 500-8 900 mph). Większe fragmenty będą spadać dalej w dół pola rozrzutu.

KoloryEdit

Meteor z deszczu meteorów Leonidów; na zdjęciu widać meteor, poświatę i przebudzenie jako odrębne elementy

Światło widzialne wytwarzane przez meteor może przybierać różne barwy, w zależności od składu chemicznego meteoroidu i prędkości jego ruchu w atmosferze. W miarę ścierania się i jonizacji warstw meteoroidu, barwa emitowanego światła może się zmieniać w zależności od ułożenia warstw minerałów. Kolory meteorów zależą od względnego wpływu metalicznej zawartości meteoroidu na przegrzaną plazmę powietrza, którą wywołuje jego przelot:

• Pomarańczowo-żółty (sód)
• Żółty (żelazo)
• Niebiesko-zielony (magnez)
• Fioletowy (wapń)
• Czerwony (azot atmosferyczny i tlen)

Manifestacje akustyczneEdit

Dźwięk generowany przez meteor w górnej atmosferze, Dźwięk generowany przez meteor w górnej atmosferze, taki jak sonic boom, pojawia się zwykle wiele sekund po zniknięciu wizualnego światła meteoru. Czasami, jak w przypadku deszczu meteorów Leonidów w 2001 r., odnotowywano „trzaski”, „świsty” lub „syczące” dźwięki, pojawiające się w tym samym momencie co rozbłysk meteoru. Podobne dźwięki zostały również zgłoszone podczas intensywnych pokazów ziemskich auroras.

Teorie na temat generowania tych dźwięków może częściowo wyjaśnić je. Na przykład, naukowcy z NASA zasugerowali, że turbulentny zjonizowany ślad meteoru oddziałuje z ziemskim polem magnetycznym, generując impulsy fal radiowych. Gdy ślad się rozproszy, mogą zostać uwolnione megawaty mocy elektromagnetycznej, z maksimum w widmie mocy przy częstotliwościach audio. Fizyczne wibracje wywołane przez impulsy elektromagnetyczne byłyby wówczas słyszalne, gdyby były one wystarczająco silne, aby wprawić w drgania trawy, rośliny, oprawki okularów, własne ciało słuchacza (patrz mikrofalowy efekt słuchowy), oraz inne materiały przewodzące. Ten proponowany mechanizm, choć udowodniony w badaniach laboratoryjnych, nie jest poparty odpowiednimi pomiarami w terenie. Nagrania dźwiękowe wykonane w kontrolowanych warunkach w Mongolii w 1998 roku potwierdzają tezę, że dźwięki te są prawdziwe. (Zobacz też Bolide.)

Deszcz meteorówEdit

Wiele meteorów sfotografowanych w wydłużonym czasie ekspozycji podczas deszczu meteorów

Deszcz meteorów na wykresie

Deszcz meteorów jest wynikiem interakcji pomiędzy planetą, taką jak Ziemia, a strumieniami gruzu z komety lub innego źródła. Przejście Ziemi przez kosmiczne szczątki z komet i innych źródeł jest w wielu przypadkach powtarzającym się wydarzeniem. Komety mogą wytwarzać odłamki poprzez opór pary wodnej, jak zademonstrował Fred Whipple w 1951 roku, oraz poprzez rozpad. Za każdym razem, gdy kometa okrąża Słońce na swojej orbicie, część jej lodu odparowuje i pewna ilość meteoroidów zostaje wyrzucona. Meteoroidy rozprzestrzeniają się wzdłuż całej orbity komety tworząc strumień meteoroidów, znany również jako „ślad pyłowy” (w przeciwieństwie do „ogona pyłowego” komety spowodowanego przez bardzo małe cząsteczki, które są szybko zdmuchiwane przez ciśnienie promieniowania słonecznego).

Częstotliwość obserwacji kul ognistych wzrasta o około 10-30% podczas tygodni równonocy wiosennej. Nawet upadki meteorytów są częstsze podczas wiosennej pory roku na półkuli północnej. Chociaż zjawisko to jest znane od dłuższego czasu, przyczyna tej anomalii nie jest w pełni zrozumiała dla naukowców. Niektórzy badacze przypisują to wewnętrznej zmienności w populacji meteoroidów wzdłuż orbity Ziemi, ze szczytem dużych odłamków wytwarzających kule ognia w okolicach wiosny i wczesnego lata. Inni zwracają uwagę, że w tym okresie ekliptyka znajduje się (na półkuli północnej) wysoko na niebie późnym popołudniem i wczesnym wieczorem. Oznacza to, że radianty kul ognistych ze źródłem asteroidalnym są wysoko na niebie (ułatwiając stosunkowo duże prędkości) w momencie, gdy meteoroidy „doganiają” Ziemię, nadlatując od tyłu w tym samym kierunku co Ziemia. Powoduje to stosunkowo małe prędkości względne, a co za tym idzie małe prędkości wejścia, co ułatwia przetrwanie meteorytów. Generuje to również duże ilości kul ognistych we wczesnych godzinach wieczornych, co zwiększa szanse na relacje naocznych świadków. Wyjaśnia to częściowo, ale być może nie całkowicie, zmienność sezonową. Trwają badania nad mapowaniem orbit meteorów, aby lepiej zrozumieć to zjawisko.

Notable meteorsEdit

1992-Peekskill, New York Meteoryt Peekskill został zarejestrowany 9 października 1992 roku przez co najmniej 16 niezależnych kamerzystów. Relacje naocznych świadków wskazują, że wejście kuli ognistej meteorytu Peekskill rozpoczęło się nad Zachodnią Wirginią o 23:48 UT (±1 min). Kula ognista, która poruszała się w kierunku północno-wschodnim, miała wyraźny zielonkawy kolor i osiągnęła szacowaną szczytową wizualną magnitudę -13. W czasie świetlistego lotu, trwającego ponad 40 sekund, kula ognista przebyła drogę około 430-500 mil (700-800 km). Jeden z meteorytów znalezionych w Peekskill w stanie Nowy Jork, od którego wydarzenie i obiekt otrzymały swoją nazwę, miał masę 27 funtów (12,4 kg) i został później zidentyfikowany jako monomiktyczny meteoryt brekcyjny H6. Zapis wideo sugeruje, że meteoryt Peekskill miał kilku towarzyszy na rozległym obszarze. Jest mało prawdopodobne, że towarzysze zostaną odnalezieni na pagórkowatym, zalesionym terenie w okolicach Peekskill. 2009 – Bone, Indonezja 8 października 2009 roku na niebie w pobliżu Bone w Indonezji zaobserwowano dużą kulę ognia. Uważa się, że została ona spowodowana przez asteroidę o średnicy około 10 m. Kula ognia miała energię 50 kiloton TNT, czyli około dwa razy większą niż bomba atomowa w Nagasaki. Nie odnotowano żadnych obrażeń. 2009 – południowo-zachodnie USA W dniu 18 listopada 2009 roku odnotowano duży bolide nad południowo-wschodnią Kalifornią, północną Arizoną, Utah, Wyoming, Idaho i Kolorado. O godzinie 00:07 czasu lokalnego kamera bezpieczeństwa w wysoko położonym Obserwatorium W. L. Eccles (9 610 stóp (2 930 m) nad poziomem morza) zarejestrowała film przejścia obiektu na północ. Na szczególną uwagę w tym filmie zasługuje sferyczny obraz „widma” lekko podążający za głównym obiektem (jest to prawdopodobnie odbicie soczewkowe intensywnej kuli ognistej), oraz jasna eksplozja kuli ognistej związana z rozpadem znacznej części obiektu. Ślad obiektu może być widoczny jako kontynuacja w kierunku północnym po jasnej kuli ognistej. Wstrząs spowodowany ostatecznym rozpadem uruchomił siedem stacji sejsmologicznych w północnym Utah; dopasowanie czasowe do danych sejsmicznych dało końcową lokalizację obiektu na 40.286 N, -113.191 W, wysokość 90 000 stóp (27 km). Jest to powyżej Dugway Proving Grounds, zamkniętej bazy testowej armii. 2013 – Obwód Czelabiński, Rosja Meteor czelabiński był niezwykle jasną, eksplodującą kulą ognia, znaną jako superbolid, mierzącą około 17 do 20 m (56 do 66 stóp) średnicy, o szacowanej masie początkowej 11 000 ton, gdy stosunkowo mała asteroida weszła w ziemską atmosferę. Był to największy znany naturalny obiekt, który wszedł w ziemską atmosferę od czasu wydarzenia tunguskiego w 1908 roku. Ponad 1500 osób zostało rannych, głównie przez szkło z rozbitych okien, spowodowane przez wybuch powietrza około 25 do 30 km (80.000 do 100.000 stóp) nad okolicami Czelabińska w Rosji 15 lutego 2013 roku. W godzinach porannych obserwowano coraz jaśniejszą smugę, za którą pozostawała duża smuga. W czasie nie krótszym niż 1 minuta i do co najmniej 3 minut po osiągnięciu przez obiekt szczytowej intensywności (w zależności od odległości od śladu), usłyszano duży wstrząsający wybuch, który rozbił szyby i uruchomił alarmy samochodowe, po czym nastąpiło kilka mniejszych eksplozji. 2019 – Środkowo-zachodnie Stany Zjednoczone 11 listopada 2019 roku zauważono meteor przemykający po niebie środkowo-zachodnich Stanów Zjednoczonych. W rejonie St. Louis kamery bezpieczeństwa, dashcamy, kamery internetowe i dzwonki do drzwi wideo uchwyciły obiekt, gdy spalił się w atmosferze ziemskiej. Superbolidowy meteor był częścią deszczu meteorów z południowych Taurydów. Przemieszczał się ze wschodu na zachód, kończąc swój widoczny tor lotu gdzieś nad amerykańskim stanem Karolina Południowa, stając się ponownie widocznym po wejściu w ziemską atmosferę, tworząc wielką kulę ognia. Kula ognista była jaśniejsza niż planeta Wenus na nocnym niebie.

Galeria meteorówEdit

• Meteor Orionid

• Sporadyczny bolid nad pustynią w Centralnej Australii i Liryd (górna krawędź)

• Meteor (środek) widziany z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

• Możliwy meteor (środek) sfotografowany z Marsa, 7 marca 2004, przez MER Spirit

• Comet Shoemaker-Levy 9 zderzający się z Jowiszem: Sekwencja pokazuje fragment W zamieniający się w kulę ognia po ciemnej stronie planety

.