Астероиды и метеориты. Кометы и метеоры
1) Астероиды
Малые планеты, или астероиды, в основном обращаются между орбитами Марса и Юпитера и невооруженным глазом невидимы.
В настоящее время известно более 3000 астероидов. На протяжении миллиардов лет астероиды время от времени сталкиваются друг с другом. На эту мысль наводит то, что ряд астероидов имеет не шарообразную, а неправильную форму. Суммарная масса астероидов оценивается всего лишь в 0,1 массы Земли.
Самый яркий астероид - Веста не бывает ярче 6-й звездной величины.
Самый крупный астероид - Церера. Его диаметр около 800 км, и за орбитой Марса даже в сильнейшие телескопы на столь малом диске ничего нельзя рассмотреть.
Самые мелкие из известных астероидов имеют диаметры лишь около километра.
Размер одного из наименьших известных астероидов в
сравнении со зданием МГУ
У астероидов нет атмосферы. На небе малые планеты выглядят как звезды, отчего их и назвали астероидами, что в переводе с древнегреческого означает "звездоподобные". Они обладают характерным для планет петлеобразным перемещением на фоне звездного неба.
Новые астероиды открывают ежегодно. Первооткрыватель имеет право на выбор названия открытой им планеты, которое затем утверждается международным комитетом. Чаще всего астероидам присваивают имена известных ученых, героев, деятелей искусства.
Астероид Lutetia (http://www.astrophys.cz/asteroids.html)
Болидом называется довольно редкое явление - летящий по небу огненный шар. Это явление вызывается вторжением в плотные слои атмосферы крупных твердых частиц, называемых метеорными телами.
Двигаясь в атмосфере, частица нагревается вследствие торможения и вокруг нее образуется обширная светящаяся оболочка, состоящая из горячих газов. Болиды часто имеют заметный угловой диаметр и бывают видны даже днем. От сильного сопротивления воздуха метеорное тело нередко раскалывается и с грохотом выпадает на Землю в виде осколков. Остатки метеорных тел, упавшие на Землю, называются метеоритами.
Метеорное тело, имеющее небольшие размеры, иногда целиком испаряется в атмосфере Земли. В большинстве случаев его масса за время полета сильно уменьшается и до Земли долетают лишь остатки, обычно успевающие остыть, когда космическая скорость уже погашена сопротивлением воздуха.
Известны три вида метеоритов: каменные, железные и железо-каменные.
По содержанию радиоактивных элементов и свинца определяют возраст метеоритов. Самые старые метеориты имеют возраст 4,5 млрд. лет. Некоторые наиболее крупные метеориты образуют метеоритные кратеры, напоминающие лунные. Самый большой кратер из хорошо сохранившихся находится в Аризоне (США). Его диаметр 1200 м и глубина 200 м. Этот кратер возник, по-видимому, около 5000 лет назад.
3) Кометы. Физическая природа комет
Находясь в пространстве вдали от Солнца, кометы имеют вид очень слабых, размытых, светлых пятен, в центре которых находится ядро. Очень яркими и "хвостатыми" становятся лишь те кометы, которые проходят сравнительно близко от Солнца.
Орбиты комет подобно планетам. Комета Галлея относится к числу периодических комет. Теперь известно много короткопериодических комет с периодами обращения от трех (комета Энке) до десяти лет.
Большинство комет не имеют хвоста и видны лишь в телескоп.
Каждый год появляются сведения об открытии нескольких неизвестных ранее комет, которые получают название по фамилии обнаружившего их ученого. В каталоги занесено около тысячи наблюдавшихся комет.
Маленькое ядро диаметром в доли километра является единственной твердой частью кометы, и в нем практически сосредоточена вся ее масса. Масса комет крайне мала и нисколько не влияет на движение планет. Ядро кометы, состоит из смеси пылинок, твердых кусочков вещества и замерзших газов, таких, как углекислый газ, аммиак, метан. При приближении кометы к Солнцу ядро прогревается и из него выделяются газы и пыль. Они создают газовую оболочку - голову кометы. Газ и пыль, входящие в состав головы, под действием давления солнечного излучения и корпускулярных потоков образуют хвост кометы, всегда направленный в сторону, противоположную Солнцу.
Чем ближе к Солнцу подходит комета, тем она ярче и тем длиннее ее
хвост вследствие большего ее облучения и интенсивного выделения газов.
Комета ISON разгорелась, время доставать бинокли (http://www.pvsm.ru/budushhee-zdes/48488)
Ядра периодических комет истощаются, с каждым оборотом они светятся все слабее. Не раз наблюдалось деление кометных ядер на части. Мелкие твердые частички распавшегося ядра бывшей кометы растягиваются вдоль ее орбиты, и, когда Земля пересекает их поток, они влетают в ее атмосферу. Эти частички вызывают в атмосфере явление метеоров и полностью разрушаются, не долетая до Земли. Известен ряд других метеорных потоков, ширина которых, как правило, неизмеримо больше, чем размер породивших их ядер комет.
С кометой Галлея связаны два метеорных потока, один из которых наблюдается в мае, другой - в ноябре.
Масса метеорных тел - порядка миллиграммов, а размер - доли миллиметра. Вероятно, метеорные тела - это пористые частицы, заполненные кометным льдом, который испаряется первым.
Удается определить и скорость метеоров. Метеорные тела, догоняющие Землю, имеют скорости, с которыми они влетают в атмосферу, не менее 11 км/с, а летящие навстречу Земле - до 60-70 км/с.
Одиночный метеор (NASA/George Varros - http://www.universetoday.com/89430/the-draconid-meteor-shower-a-storm-is-coming/, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16866388)
Задачи:
1. После захода Солнца на западе находится комета. Как относительно горизонта направлен ее хвост? (Всегда от Солнца)
2. Какова большая ось орбиты кометы Галлея, если период ее обращения 76 лет?
Т2=76лет Третий закон Кеплера
приняв для Земли a1 =1
а.е. и T1 =1 год
а2-?
Т2 2 = a2 3 a2 =
T22/3
а2= 18,2
а.е.
3. Как можно доказать, что действительно звезды с неба не падают?
(Звезда представляет собой огромный раскаленный шар горячего газа. Её размеры в несколько раз больше размеров Земли. Трудно себе представить, что произойдет со всеми нами, если что-то подобное в один прекрасный момент сорвётся с небес в направлении Земли. То, что мы принимаем за падающую звезду, — всего лишь камень, прилетевший из космического пространства и пересекший земную атмосферу. Пока он летит, нагревается настолько сильно, что вспыхивает яркими полосками и начинает светиться. Проходит мгновение и камень сгорает, а его звёздный след исчезает. Такие частицы межпланетной пыли называются метеорами).
4. Болид, замеченный на расстоянии 0,5 км от наблюдателя, имел видимый диск вдвое меньше лунного. Каков был его действительный диаметр?
Видимый диаметр диска для Луны φ = 30'=1800''
Для болида φб= φл/2=900''
Тогда диаметр
d=Dsinφ
Подставляем
d =2,2м
5. Может ли комета, периодически возвращаясь к Солнцу, вечно сохранять свой вид неизменным? Не может, так как газ, выделяющийся из ее ядра при нагревании, когда комета подходит близко к Солнцу, постоянно уменьшается;
Контрольные вопросы:
1. Именно, от большой концентрации в атмосфере метана планета приобрела голубой цвет
2. Как называется довольно редкое явление - летящий по небу огненный шар.
3. Какие планеты не имеете колец?
4. Какие космические тела бывают каменными, железными, железокаменными?
5. Имеется ли разница между метеором и метеоритом?
6. Самым быстрым вращением вокруг оси обладает планета Солнечной системы:
7. На какой планете Солнечной системы обнаружены следы вулканической деятельности?
8. Самый крупный астероид, имеющий диаметр более 1000 км
Автор: Lookang many thanks to author of original simulation = Todd K. Timberlake author of Easy Java Simulation = Francisco Esquembre - собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15761788