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Explainer: Why meteors light up night sky

この記事はThe Conversationからクリエイティブコモンズのライセンスで再掲載されたものである。 元記事を読む

流星は、人々が初めて夜空を見たときから見られていた。 流星は、地球の大気に絶え間なく衝突する、一般的には塵や砂の粒よりも大きくない小さな破片で構成されています。

その破片がどんどん深く落ち込むにつれ、大気との摩擦で外側から燃え尽きる「アブレート(焼失)」が起こります。 これは通常、中間圏の約80kmの高さで発生します。

破片が大きいほど、あるいは移動速度が速いほど、流星は明るくなります。 最も遅い粒子は秒速約12kmで大気圏に突入し、最も速いものは秒速72kmで移動します。

この非常に速い速度が、これらの小さな物体が非常に明るく燃えることを可能にしているのです。 物体が持つ運動エネルギーは、質量に速度の2乗を掛けたものに比例します。つまり、非常に速く動く極小の粒は、膨大なエネルギーを運んでいるのです。

そのエネルギーは光に変わり、夜空で流星が点滅すると、それが見えるのです。 そこで、ここではその内訳を説明します:

Meteoroid: 宇宙空間を移動する小さな岩石、金属、氷のかけら。 太陽から降り注ぐ放射線によって、小さなものはすぐに星間空間へと吹き飛ばされてしまうが、近くに行けば行くほど破片の数は多い。

隕石:地球の大気圏で隕石が破壊される際に観測される可視光線。 大気圏を通過して地上に到達した物体を隕石と呼ぶ。 隕石の質量は数グラムから数トンまであり、最も小さくて軽いものが最も多く落下する。 現在までに発見された最も巨大な隕石は、ナミビア産のホバ隕石で、質量は約66トン。

ファイアボール(Fireball)。 夜空のほとんどすべてを照らし出すような異常な明るさを持つ流星。 一般に、-4等星より明るい(つまり金星より明るい)流星はすべて火球とみなされる。 このため、地球大気の最も薄い層との摩擦で突入が急速に遅くなり、地球の大気圏に突入しても壊れることはない。 このような微小な粒子は、むしろ煙のようなものである。

Meteorite: Fall vs Find

科学者が新たに回収された隕石を研究するとき、彼らはそれらを2つのタイプに分けます-落下と発見です。 発見物」と呼ばれるこれらは、収集された隕石の大部分を占め、南極の氷の表面で見つかったものも多く含まれます。 これらは、大気圏を通過する様子が観測され、報告されている隕石です。 799>

このように「落下」は非常に貴重であり、そのような物体を追跡して回収しようとするネットワークが構築されつつあるのです。 799>

流星群

晴れた暗い夜には、鋭い観察眼で1時間に5個から10個の流星を見ることができ、夜明けとともにその割合は増えていきます(理由は下の図をご覧ください)。 このような「散光」は、地球が太陽の周りを公転しているときに、ランダムな破片と衝突して発生します。

1年のある時期には、地球が移動する塵の密度がかなり高くなり、流星群が発生します。

彗星(と一部の小惑星)は、太陽に近づくと物質を放出し、その破片は親彗星と同じ軌道で動き続ける。 この塵は彗星の軌道の周りにゆっくりと広がり、ほとんど同じ軌道をたどるが、軌道の周期はわずかに長くなったり短くなったりする。 親の軌道に近づくにつれ、物質の密度は高くなり、天体そのものも増える。 軌道の向きがちょうどいい場合、地球は毎年同じ時期にそれらの群れを通過し、毎年の流星群が生まれます。

破片は地球に衝突すると同じ方向に移動するので、ある流星群の流星は、夜空の放射状と呼ばれる小さなエリアから放射状に広がっているように見えます。

1つの例外(しぶんぎ座流星群)を除いて、流星群は放射状に見える星座の名前がつけられている。

しぶんぎ座は、1922年に国際天文学連合によって現在の88の星座が承認されたときに、ボエテスに組み込まれた死んだ星座(Quadrans Muralis)を記念して命名されました。 その結果、流星群は年齢とともに変化する。

若い流星群はしばしば狭く、親天体の近くに高密度の物質を含み、他の場所にはほとんどない。 もし地球がこの細い高密度のフィラメントの1つと交差すると、1時間に数千から数万個の流星を伴う流星嵐になることがあります。 799>

流星嵐のない年には、若い流星群の出現率は低く、その年の母天体からの距離によって活動が異なる。 有名な例としては、しし座流星群やドラコニード流星群などがあります。

最盛期の流星群は比較的広範囲で、地球が破片に出会うのは1週間以上にも及びます。 799>

最盛期の流星群は比較的広範囲で、地球は1週間以上破片に遭遇する。低速の状態が長く続き、次第に比較的鋭い最大値になる。

その中心では、流星が比較的密な流れを保ち、完全に分散するにはあまりにも最近放出され、1時間に最大(またはそれを超える)流星の速度に至る。

通常の年の主な流星群であるみずがめ座エータ星団、オリオン座、ふたご座はその良い例です。

遠い過去に作られた古い流星群は通常非常に分散していて、地球が横断するには1ヶ月以上かかる。 799>

ある流星群の親が新しい軌道にそれるか、揮発性物質を使い果たすと、その流れは散発的な背景と見分けがつかないまで、徐々に速度を落として拡散し続ける。

毎年9月から12月にかけて見られるおうし座流星群は、古い流星群の最も有名な例ですが、今でも驚きを与えてくれるものです!

Ghosts of comets past

時には彗星が崩壊し、断片化して無になることがあります。 その好例が19世紀に華々しく崩壊した3D/ビエラ彗星です。

その崩壊の残骸は太陽の周りを回り続け、アンドロメダ流星群という華々しい彗星の墓標を提供したのです。

1872年と1885年には、彗星と結びついた流星群から、地球がゆっくりと散り散りになっていく彗星の残骸を通過するときに、特に見事な流星の爆発が見られました。 ある流星群の軌道は、もはや地球と遭遇しないように回転し、その割合はゼロになります。

別の流れは回転し、新しい流星群を生み出し、新しい流れは彗星が新しい軌道に投げ出されることによって生まれます。

新しく発見された小惑星や彗星が地球に接近するたびに、天文学者は流星群が発生するかどうかを調べ、昨年のカメルーン流星群のような新しい流星群の可能性を予測するのです。 晴れた日の夜、空を見つめていると、新しいシャワーの誕生があるかもしれません。