Explicație: de ce meteoriții luminează cerul nopții
Articolul a fost republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.
Meteorii au fost observați încă de când oamenii au privit pentru prima dată cerul nopții. Aceștia sunt compuși din bucăți mici de resturi, de obicei nu mai mari decât un bob de praf sau de nisip, care se prăbușesc continuu în atmosfera Pământului.
Cum aceste resturi se scufundă din ce în ce mai adânc, frecarea cu atmosfera face ca ele să se abolească – arzând din exterior spre interior. Acest lucru se întâmplă de obicei în mezosferă, de obicei la o înălțime de aproximativ 80 km.
Cu cât sunt mai mari resturile, sau cu cât se deplasează mai repede, cu atât mai strălucitor este meteoritul rezultat. Cele mai lente particule lovesc atmosfera noastră cu o viteză de aproximativ 12 km/s, iar cele mai rapide se deplasează cu o viteză de până la 72 km/s.
Această viteză extremă este cea care permite acestor obiecte minuscule să ardă atât de strălucitor. Energia cinetică pe care o poartă un obiect este proporțională cu masa sa înmulțită cu viteza sa la pătrat, ceea ce înseamnă că grăunțele minuscule care se mișcă foarte repede transportă cantități uriașe de energie.
Această energie este convertită în lumină, ceea ce vedem când un meteorit strălucește pe cerul nopții.
În primul rând, puțină terminologie
Există o oarecare confuzie cu privire la ceea ce se înțelege prin anumiți termeni, care sunt adesea amestecați în conversațiile ocazionale și în presa populară. Așadar, iată care este defalcarea:
Meteoroid: Orice bucată de rocă mică, metal sau gheață care se deplasează prin spațiu. Cu cât te uiți mai de aproape, cu atât mai multe bucăți de resturi există, deși cele mai mici sunt rapid spulberate în spațiul interstelar de radiațiile care se revarsă dinspre soarele nostru.
Meteorit: Clipa de lumină vizibilă observată când un meteoroid se abolește în atmosfera Pământului.
Meteorit: Dacă un obiect reușește să treacă prin atmosferă pentru a ajunge la sol, se numește meteorit. Masa meteoriților variază de la câteva grame la multe tone, cei mai mici și mai ușori căzând cel mai frecvent. Cel mai masiv meteorit descoperit până în prezent este meteoritul Hoba, din Namibia, cu o masă de aproximativ 66 de tone.
Fireball: Un meteorit care este neobișnuit de strălucitor, eclipsând aproape totul pe cerul nopții. În mod obișnuit, orice meteorit mai strălucitor decât magnitudinea -4 (adică mai strălucitor decât Venus) este considerat o minge de foc.
Micrometeoroid: Cei mai mici meteoroizi – efectiv praf cosmic – atât de mici încât pot intra în atmosfera Pământului fără să se abată, deoarece frecarea cu straturile cele mai subțiri ale atmosferei terestre le încetinește rapid intrarea. Aceste granule minuscule sunt mai degrabă particule de fum. Ele pot ajunge intacte la suprafața Pământului și multe dintre ele au fost colectate de avioane pentru studiu științific.
Meteorit: cădere vs. descoperire
Când oamenii de știință studiază meteoriții recent recuperați, îi împart în două tipuri – căderi și descoperiri.
Majoritatea meteoriților sunt localizați la mult timp după ce au căzut, adesea cu ani sau chiar secole în urmă, astfel încât vor fi suferit efectul intemperiilor și al proceselor chimice aici, pe Pământ. Cunoscuți sub numele de „descoperiri”, aceștia reprezintă cea mai mare parte a meteoriților colectați și includ mulți dintre cei găsiți pe suprafața înghețată a Antarcticii.
„Căderile” sunt mult mai valoroase și mai rare. Aceștia sunt meteoriți a căror trecere prin atmosferă a fost observată și raportată. Acest lucru le permite oamenilor de știință să îi găsească înainte ca aceștia să fi fost afectați de intemperii sau de alte procese de pe Pământ.
Atât de valoroase sunt „căderile” încât sunt create rețele pentru a încerca să urmărească și să recupereze astfel de obiecte. Una dintre acestea este Australian Desert Fireball Network, pe care o puteți ajuta raportând orice minge de foc deosebit de spectaculoasă pe care o vedeți, în cazul în care a căzut ceva care poate fi recuperat.
Ploile de meteoriți
În orice noapte senină și întunecată, un observator atent poate vedea între cinci și zece meteoriți pe oră, ratele crescând spre răsărit (vezi graficul de mai jos pentru a afla de ce). Aceste „sporadii” apar atunci când Pământul se ciocnește cu resturi aleatorii în timp ce își urmează orbita în jurul Soarelui.
În anumite perioade ale anului, praful prin care se mișcă Pământul este semnificativ mai dens și astfel apar ploile de meteoriți.
Comedele (și unii asteroizi) elimină material pe măsură ce se balansează în apropierea Soarelui, iar aceste resturi continuă să se deplaseze pe o orbită similară cu cea a părintelui lor.
După ce orbita unei comete o aduce pentru prima dată suficient de aproape de Soare pentru a ieși din gaz, aceasta va continua să elimine praf și gaz la fiecare trecere la periheliu. Acest praf se împrăștie încet în jurul orbitei cometei, urmând traiectorii aproape identice, dar cu perioade orbitale ușor mai lungi sau mai scurte.
În consecință, orbitele acestor obiecte devin îmbrăcate în resturi. Densitatea materialului crește pe măsură ce te apropii de orbita părintelui și de sursa în sine. Dacă orientarea orbitală este tocmai bună, Pământul se va deplasa prin acele fâșii în același timp în fiecare an, și se naște o ploaie anuală de meteoriți.
Pentru că resturile se deplasează în aceeași direcție în timp ce lovesc Pământul, meteorii dintr-o anumită ploaie vor părea să radieze dintr-o zonă mică de pe cerul nopții, cunoscută sub numele de radiant.
Este o chestiune pur de perspectivă. Pe măsură ce resturile se deplasează spre punctul nostru de observație, particulele par să difere pe măsură ce ard în mezosferă.
Cu o singură excepție (Quadrantidele), ploile de meteoriți sunt denumite după constelația din care par să radieze – Geminidele radiază din Gemeni, în timp ce Leonidele vin din Leu.
Cadrantidele sunt în schimb numite în memoria unei constelații moarte – Quadrans Muralis – care a fost subsumată în Boötes atunci când actuala listă aprobată de 88 de constelații a fost finalizată de către Uniunea Astronomică Internațională, în 1922.
Ploi și furtuni, tineri și bătrâni
Cu fiecare oscilație în jurul soarelui, părintele unei ploi de meteoriți adaugă mai mult material la fluxul său de resturi, care continuă să se răspândească și să se disperseze în spațiu. Ca urmare, ploile de meteoriți se schimbă pe măsură ce îmbătrânesc.
Curenții de meteoriți tineri sunt adesea înguste, conținând o densitate mare de material în apropierea obiectului lor părinte, cu puțin material în altă parte. Dacă Pământul intersectează unul dintre aceste filamente înguste și dense, poate rezulta o furtună de meteoriți, cu mii sau chiar zeci de mii de meteoriți pe oră. Astfel de furtuni sunt rare, dar uneori pot fi prezise în avans.
În anii fără o furtună de metru, ploile de meteoriți tineri prezintă de obicei rate scăzute, cu o activitate care variază în funcție de distanța față de obiectul părinte într-un anumit an. Printre exemplele celebre se numără Leonidele și Draconidele.
Ploile de meteoriți în perioada lor de glorie sunt relativ ample, Pământul întâlnind resturi timp de o săptămână sau mai mult. Ele oferă o perioadă lungă de rate scăzute și se construiesc treptat până la un maxim relativ accentuat.
În centrul lor, astfel de ploi rețin un flux relativ dens de material, eliberat prea recent pentru a se fi dispersat complet, ceea ce duce la rate de până la (sau peste) o sută de meteori pe oră.
Principalele ploi de meteoriți dintr-un an normal, cum ar fi Eta Aquariidele, Orionidele și Geminidele, sunt exemple bune.
Vechile fluxuri de meteoriți, depuse în trecutul îndepărtat, sunt, de obicei, foarte dispersate și au nevoie de o lună sau mai mult pentru a fi traversate de Pământ. În cadrul acestor fluxuri, resturile sunt bine răspândite și pot fi văzuți doar câțiva meteori pe oră.
Dacă părintele unei anumite ploi este deviat pe o nouă orbită sau rămâne fără substanțe volatile, fluxul său continuă să se disperseze, ratele scăzând treptat până când nu se mai disting de fondul sporadic.
Ploaia de Tauride, vizibilă din septembrie până în decembrie în fiecare an, este cel mai faimos exemplu de flux de meteoriți vechi, deși unul care încă mai poate oferi surprize!
Fantomele cometelor din trecut
Câteodată o cometă se destramă, fragmentându-se și dezintegrându-se în neant. Un mare exemplu în acest sens a fost cometa 3D/Biela, care s-a destrămat în mod spectaculos în secolul al XIX-lea.
Rămășițele acestei dezintegrări au continuat să orbiteze în jurul Soarelui și au oferit un epitaf spectaculos cometei prin furtunile de meteoriți Andromedide.
Două explozii de meteori deosebit de spectaculoase au fost observate în 1872 și 1885 de la ploaia legată de cometă, în timp ce Pământul trecea prin rămășițele sale care se dispersau încet.
Ploi de meteoriți care vor urma
De-a lungul secolelor, ploile de meteoriți cresc și scad. Orbitele unor ploi se rotesc astfel încât nu mai întâlnesc Pământul, iar ratele lor se diminuează până la zero.
Alte fluxuri se rotesc înăuntru, dând naștere la noi ploi, iar fluxuri proaspete se nasc pe măsură ce comete sunt aruncate pe noi orbite.
Ca urmare, astronomii sunt în permanență atenți la nașterea de noi ploi.
Cu fiecare asteroid sau cometă nou descoperită a cărei orbită se apropie de Pământ, astronomii verifică dacă ar putea rezulta o ploaie de meteoriți. Acest lucru duce la predicții ale unor potențiale noi ploi, cum ar fi Camelopardalidele de anul trecut.
Inclusiv având în vedere tot ceea ce știm, totuși, încă putem fi luați prin surprindere. Așa că poate merita să priviți cerul în orice noapte senină, doar în cazul în care ajungeți să prindeți nașterea unei noi ploi.