Очерки о Вселенной - Воронцов-Вельяминов Борис Александрович. Страница 54

Что касается яркости метеоров, то при наблюдениях глазом она оценивается по сравнению со звездами и говорят о метеорах первой звездной величины, второй величины и т. д.

Анализ наблюдений показывает, что чем ярче метеор, тем глубже в атмосферу он проникает, но высота точки его возгорания почти не зависит от его яркости. Подавляющее большинство метеоров начинает светиться на высоте 100-120 км и гаснет на высоте 80-85 км. Выяснилось, что на этой высоте в атмосфере существует особый слой, где плотность воздуха быстро повышается. Этот слой - невидимая воздушная преграда - разрушает остаток достигшего ее метеора. Большинство небесных гостей гибнет у этой «стены», натолкнувшись на нее.

Легко понять, что при данной скорости полета, определяющей силу сопротивления воздуха, а следовательно, и быстроту испарения метеора (а с ней и его яркость) метеор будет тем ярче, чем больше его масса. Только более массивные и медленные метеоры пробивают «броню» на высоте около 80 км и проникают ниже, разрушаясь нацело, на высоте 30-40 км. Этой высоты достигают болиды, полет которых сопровождается звуком, зачастую напоминающим шипение. Наконец, метеориты, выпадающие на Землю, обычно перестают светиться на высоте около 22 км и падают с нее на Землю как темные, несветящиеся тела с обычной скоростью падающих тел. В этом месте запас их космической скорости обычно иссякает.

С другой стороны, чем больше скорость метеоров при их врезывании в атмосферу, тем больше высота, на которой начинается их свечение и разрушение. При больших скоростях сопротивление воздуха растет пропорционально квадрату скорости, а может быть, и быстрее. Поэтому метеор со скоростью 20 км/сек светится на высоте около 60 км, а со скоростью 70 км/сек - на высоте около 100 км.

Для изучения земной атмосферы и свечения метеора интересна его скорость по отношению к Земле, о которой тут идет речь. Для изучения же происхождения метеоров нужно знать их скорость относительно Солнца. Скорость их относительно Земли складывается из их скорости относительно Солнца и из скорости движения Земли. Например, метеор, летящий прямо навстречу Земле со скоростью 40 км/сек, вонзится в нашу атмосферу со скоростью 70 км/сек, потому что Земля сама делает по 30 км/сек ему навстречу. Такой же метеор в погоне за Землей подлетит к ней со скоростью всего лишь 40-30=10 км/сек, но притяжение Земли немного увеличит эту скорость.

Рис. 92. Метеоры налетают 'в лоб' на 'утреннюю' сторону Земли и догоняют ее 'вечернюю' сторону

Так как для любого момента величина и направление скорости движения Земли известны, то из наблюденной скорости метеора всегда можно вычесть скорость Земли и получить его скорость относительно Солнца. При таком расчете надо учитывать угол между скоростями и изменение пути и скорости движения метеора под влиянием притяжения Земли.

Фотографирование с вращающимся сектором перед объективом фотокамеры определенно говорит, что скорости метеоров явно эллиптические, т. е. что метеоры являются постоянными членами Солнечной системы. Три таких метеора оказались обращающимися вокруг Солнца (конечно, до их гибели в земной атмосфере) в среднем с периодом около 4 лет по орбите с большой полуосью в 2х/2 астрономические единицы, с эксцентриситетом того же порядка, что у периодических комет и у некоторых астероидов (0,7) и притом почти что в плоскости эклиптики.

Скорость в 42 км/сек на расстоянии Земли от Солнца - это уже скорость чуждого нам тела, движущегося по параболе. Скорость же 41 км/сек (всего на 2-3% отличающаяся от критической) уже соответствует периоду обращения лишь в 27 лет по орбите, всего в девять раз большей, чем орбита Земли.

Итак, в данном случае малейшая ошибка в определении скоростей метеоров (а их трудно определить!) ведет к совершенно новому заключению об их месте в Солнечной системе.

За последнее время скорости движения тысяч метеоров вне Земли были определены при помощи совершенно нового метода. Наблюдалось отражение радиоволн от тех следов, которые оставляют за собой метеоры. Много наблюдений метеоров радиометодами выполнено на английской станции Джодрелл Бэнк и на советской обсерватории в Душанбе. Из этих очень точных наблюдений выяснилось, что практически все метеоры движутся по эллиптическим орбитам и являются членами Солнечной системы, и, быть может, лишь единичные метеоры приходят к нам извне, как редкие гости. Так вопрос о природе метеоров решен окончательно.

Теория свечения метеоров приводит к следующим данным о массах метеоров. Масса очень яркого метеора нулевой звездной величины, если его скорость в атмосфере 55 км/сек, составляет 0,25 г. Это равно весу нескольких капель воды. Масса метеора пятой величины, едва приметного для глаза,- несколько тысячных грамма.

Так как, изучая метеоры, можно оценить их массы, то и их размеры не являются для нас тайной. Обычный яркий метеор до своего разрушения в атмосфере имеет размер кедрового орешка, а слабые метеоры, видимые только в телескоп,- размеры небольшой булавочной головки (данные о массах и размерах метеоров приблизительны). Как далеко не похожи такие тела на настоящие звезды, от которых несведущие люди отличают их только эпитетом «падающие»!

Быть может, возникает сомнение в том, как же такие крошки могут быть нами видимы на расстоянии порядка сотни километров? Но ведь видимая нами падающая звезда - не эта твердая частичка! Это необычайно ярко светящийся раскаленный пар, в который она превращается в атмосфере, пар, создающий вокруг летящей частички газовую атмосферу довольно значительного размера. Стоит также вспомнить, что нить электролампочки благодаря ее яркости видна с огромного расстояния, хотя ее толщина - сотые доли миллиметра; между тем газы, в которые обратился метеор, раскалены еще сильнее.

Поэтому не удивительно, что яркий метеор, видимый с расстояния сотни километров как звезда 2-й величины, имеет действительную силу света в 3360 стандартных (международных) свечей.

Мельчайшие космические пылинки, оседающие на Землю, - это жалкие остатки довольно значительных камешков, большая часть которых испарилась за время их полета.

Перепись метеоров

Если есть люди, почитающие за невозможное сосчитать звезды, видимые на небе простым глазом, то тем более безнадежной должна им казаться попытка сосчитать падающие звезды, да еще видимые на всей Земле, да еще в течение года. Между тем они подсчитаны, хотя, конечно, и не поштучно. Действительно, ведь когда мы хотим знать число деревьев строевого леса на участке, то для нас неважно пропустить в счете сотню-другую деревьев, и мы бываем вполне удовлетворены, узнав, что таких деревьев, скажем, около 10 000, а не около 3000 или 170 000. Мало того, наше любопытство будет частично удовлетворено, когда мы узнаем только приблизительно какое-либо число, если до этого не имели никакого о нем представления. Например, любопытно, хотя едва ли важно, знать, что в среднем у человека, еще не признанного лысым, на голове волос около 200 000, если до этого мы могли лишь гадать, сколько их, несколько тысяч или же миллионы. Наше представление об этом мало изменится, если при таком подсчете мы ошибемся на тысячу-другую волос, или даже в несколько раз больше.

Именно так, подсчитывая число метеоров разной видимой яркости в разные часы одних и тех же суток и повторяя это по нескольку раз в год, можно оценить, сколько же их падает за год. Знание этого числа удовлетворит уже не простое любопытство, а даст нам гораздо больше, в частности, может ответить на вопрос, насколько же за счет метеоров увеличивается масса Земли и какую роль их вещество может играть в составе обрабатываемой нами почвы. Вдруг окажется, что картофель на вашем огороде растет в слое, образованном вековыми напластованиями разрушившихся метеоров!

При подсчете метеоров надо учесть процент метеоров, не замеченных наблюдателем, сопоставляя одновременные наблюдения нескольких лиц, долю площади атмосферы, обозреваемой им, и метеоры, видимые лишь в телескоп.