15 lutego 2013 roku kula ognia nad rosyjskim miastem Czeboksary na krótko zaćmiła Słońce i pozostała widoczna z odległości do 100 kilometrów. To było fizycznie to samo, co zwykła "gwiazda przelatująca" na którą dzieci życzą sobie w letnie noce, tylko ogromnie większa i bliżej ziemi.
Meteor nie jest gwiazdą wcale, ani padającą ani inaczej. To jest świecący promień powstały gdy małe ciało, zwykle meteoroid, zostaje rozpalone przez zderzenie z cząsteczkami powietrza wysoko w ziemskiej atmosferze. Samo ciało jest prawie zawsze maleńkie; światełko, które tworzy, jest tym co się zauważa. Ten artykuł mówi o tym świetle: co go powoduje, jak duże i szybkie są obiekty za nim, i co dzieje się gdy jeden z nich staje się wystarczająco duży by trafić do gazet.
Gwiazda Przelatująca Która Nie Jest Gwiazdą
Nazwa "meteor" jest starsza niż nauka za nią. Pochodzi z greckiego słowa meteōrítēs, oznaczającego "wysoko w powietrzu", opisem którym starożytni obserwatorzy określali każde jasne i przemijające zjawisko na niebie, zanim ktoś zrozumiał że meteor to widoczny przejazd małego ciała, które się spala w atmosferze zamiast być prawdziwą gwiazdą.
Ta przepaść między starą nazwą a nowoczesnym wyjaśnieniem wyjaśnia dlaczego "gwiazda przelatująca" i "meteor" opisują dokładnie to samo zjawisko: krótki promień światła spowodowany cząstką śmiecia, niczym gwiazdosfernym.
Gdzie Spektakl się Odbywa
Meteory to czysty górny fenomen atmosferyczny. Zazwyczaj pojawiają się w mezosferdzie, na wysokościach 76 do 100 kilometrów – znacznie wyżej niż tam gdzie latają samoloty komercyjne, i wyżej niż większość pogody. Dokładniej mówiąc, meteoroid zwykle staje się widoczny gdzieś między około 75 a 120 km nad Ziemią i ponownie się spala gdy spadnie do wysokości 50 do 95 km.
Ta wąska pasma jest ważna, ponieważ oznacza że prawie nic typowego dla meteoru nie dzieje się blisko ziemi. Wszystko co obserwator na Ziemi widzi przemiatające niebo już skończyło swój spektakl dziesiątki kilometrów nad jakimkolwiek samolotem, nie mówiąc o jakimkolwiek budynku.
Od Ziarna Piasku do Kuli Ognia
Nierówność wielkości między przyczyną a skutkiem jest najbardziej kontraintuicyjną częścią tego całego zjawiska. Większość meteoroidów powodujących meteory ma wielkość ziarna piasku – zwykle 1 milimetr szeroko lub mniej – mimo to ta cząstka może tworzyć promień jasny wystarczająco żeby przyciągnąć uwagę obcego z ziemi. Meteoriody jako kategoria są też definiowane bardziej, jako obiekty znacznie mniejsze niż asteroidy i wahające się od ziaren do około jednego metra szeroko; wszystko większe zwykle klasyfikuje się jako asteroid.
Prędkość wykonuje większość pracy którą wielkość nie może. Najszybsze meteoriody poruszają się z około 42 km/s w pobliżu orbity ziemskiej a sama Ziemia porusza się z około 29,6 km/s wokół Słońca. Dodaj je razem a liczby wyjaśniają dlaczego meteory mogą wyglądać tak gwałtownie na coś tak małego: gdy meteoroid uderza w atmosferę czołem, co dzieje się tylko dla meteorów na orbicie wstecznej jak Leonidy (powiązane z wsteczną kometą 55P/Tempel-Tuttle), kombinowana prędkość zbliżenia może osiągnąć około 71 km/s. Przy tej prędkości ziarenko piasku nosi wystarczającą energię kinetyczną by na krótko błysnąć jaśniej niż wszystko inne na niebie wokół niego.
Meteory Sporadyczne i Te na Harmonogramie
Nie każdy meteor należy do nazwanego zdarzenia. Meteory występują albo w opadach, które się dzieją gdy Ziemia przechodzi przez strumień śmiecia pozostawionego przez kometę, albo jako meteory sporadyczne, niepowiązane z żadnym określonym strumieniem kosmicznego śmiecia i mogące pojawić się o każdej nocy roku. Meteor z opadu podąża ścieżką dzieloną z niezliczonych innymi z tego samego źródła; meteor sporadyczny to jednorazowe zdarzenie, przychodzące z losowego kierunku bez innego śmiecia w pobliżu.
Kula Ognia, Bolid, Superbolid: Drabina Nomenklatury
Gdy meteor staje się wystarczająco jasny, astronomowie przestają go nazywać meteorem i zaczynają używać bardziej specyficznych słów, każde ze swoim progiem. Międzynarodowa Unia Astronomiczna definiuje kulę ognia jako meteor jaśniejszy niż którakolwiek z planet, z pozorną wielkością -4 lub większą. Popchnij jasność dalej a słownictwo zmienia się ponownie: kule ognia osiągające pozorną wielkość -14 lub jaśniejszą nazywane są bolidami a jeśli wielkość osiągnie -17 lub jaśniejszą, zdarzenie zwane superbolidem.
.jpg){kind=link}
Drabina nie jest całkiem schludna, jednak. IAU w ogóle nie ma oficjalnej definicji "bolidu" i zwykle traktuje go jako słowo dla kuli ognia choć w praktyce termin ma tendencję być stosowany szczególnie do kul ognia wielkości -4 lub jaśniejszych. Innymi słowy "bolid" i "kula ognia" zachodzą na siebie w codziennym użyciu znacznie bardziej niż co mogą zasugerować schludne progi wielkości powyżej.
Ślad Który Meteor Zostawia
Meteor nie musi zniknąć w momencie gdy przestaje świecić. Gdy meteoroid spowolnił do około 2 do 4 km/s, wchodzi w to co się zwie ciemnym lotem: wciąż opadając ale już nie wystarczająco gorący żeby wytwarzać widoczne światło.
Powyżej tego punktu jednak meteor może pozostawić więcej niż wspomnienie. Kolumna jonizowanego powietrza którą tworzy w drodze w dół, jego ślad jonizacji, może trwać aż 45 minut, wystarczająco długo żeby operatorzy radia i systemy radarowe mogły zbierać krótkie odbicia długo po tym jak widoczny promień zniknął.
Meteory mogą być również słyszane nie tylko widoczne choć dźwięki które się dzieją są wystarczająco dziwne żeby naukowcy długo wahali się wierzyć raportom. Podczas meteorowego deszczu Leonidy w 2001 roku obserwatorzy opisywali "trzaskanie", "świszczenie" lub "syczenie" dźwięków występujących w dokładnie tym samym momencie co błysk meteoru, pozornie niemożliwe biorąc pod uwagę jak daleko i jak wysoko meteor faktycznie był. Kontrolowane nagrania dźwięku zrobione w Mongolii w 1998 poparły raporty, popierając ideę że te równoczesne dźwięki są rzeczywiste zamiast wymyślone.
Czeboksary: Meteor Wystarczająco Jasny aby Spowodować Oparzenie Słoneczne
Większość meteorów jest zapominana w ciągu sekund przez każdego kto ich widział. Meteor Czeboksary jest wyjątkiem który pokazuje co się dzieje gdy ta sama fizyka jest skalowana. Był to superbolid który wszedł do atmosfery ziemskiej nad południowy rejon Uralu w Rosji 15 lutego 2013 około 09:20 czasu lokalnego, wyprodukowany przez około 18-metrowy asteroidę bliski Ziemi ważący 9100 ton która uderzyła w atmosferę pod płytkim kątem 18 stopni i prędkością względem Ziemi około 19,2 km/s.
Przez kilka sekund światło z tego meteoru było jaśniejsze niż Słońce i pozostało widoczne z odległości aż 100 kilometrów, dalej niż odległość samego miasta do kilku otaczających miast. Uważa się że jest to największy naturalny obiekt który wszedł do atmosfery ziemskiej od zdarzenia Tunguska w 1908 roku i jedynym potwierdzone powoduje rozległy uraz: rosyjskie władze poinformowały że 1491 osób szukało opieki medycznej w obwodzie Czeboksary w dniach następujących i 112 zostało hospitalizowanych.
Czeboksary jest przypomnieniem że meteor nie zawsze jest niewinnym promieniem żeby życzliwy. Prawie wszystkie są; to był rzadki wyjątek i to jest skala zaangażowanego obiektu a nie coś innego w podstawowej fizyce, co uczyniło różnicę.