ЯВЛЕНИЯ ПРИ ВТОРЖЕНИИ МЕТЕОРНОГО ТЕЛА В ЗЕМНУЮ АТМОСФЕРУ

Когда метеорная частица вторгается в земную атмосферу со скоростью 11—73 км/с, происходит энергичное взаимодействие между частицей и атмосферой. Это взаимодействие проходит для нас незамеченным, если частица очень мала, так что ее размеры много меньше длины свободного пробега молекул. В верхней атмосфере Земли частица размером 100 мкм и меньше имеет редкие столкновения с молекулами воздуха, которые приводят к замедлению ее движения и потере космической скорости еще на значительной высоте над поверхностью Земли, так как ее кинетическая энергия невелика.

Другое дело — вторжение более крупного метеорного тела, размером от 0,1 мм до 10 см. Такое тело способно увлечь воздушные массы, находящиеся на его пути, передавая им часть своего импульса и теряя кинетическую энергию, как и в предыдущем случае. Но теперь это происходит в несравненно более крупных масштабах. Так как скорость движения метеорного тела в атмосфере значительно превышает скорость звука, образуется ударная волна, за фронтом которой сильно повышается температура — до многих десятков тысяч Кельвинов, так что воздух за летящим метеорным телом сильно ионизуется. С другой стороны, теряемая кинетическая энергия вызывает также и разогревание самого метеорного тела и испарение молекул и атомов с поверхности его. Происходит унос массы метеорного тела, так называемая абляция. При «сдирании» молекул происходит сильное разогревание метеорного тела с поверхности, И мы наблюдаем явление метеора. Вокруг него непрерывно образуется разогретое газовое облачко, частично ионизованное. Разумеется, газы отделяются от метеорного тела и располагаются вдоль его траектории в виде следа, наблюдаемого визуальным, фотографическим или радиолокационным методом, если у него достаточная яркость.

Фотографии спектров метеоров показывают непрерывный спектр, состоящий из смеси свечения самого метеорного тела (нагревающегося до 3000 К) и полос излучения молекулы азота чисто атмосферного происхождения. Испарившиеся атомы газов дают яркий линейчатый спектр, где видны линии атомов и ионов . Линии ионов наблюдаются только в спектрах быстрых метеоров и легче других появляются линии Н и KCaII (см. рис. 240).

Таблица 27. Примерные высоты возгорания и угасания метеоров, видимых невооруженным глазом, в зависимости от скорости вхождения в атмосферу

На каком-то участке пути яркость метеора достигает максимума — плавного или сопровождаемого вспышкой, а затем происходит дробление метеорного тела на высотах 40—50 км и резкое замедление его движения в интервале высот от 25 до 15 км. Здесь и крупные метеориты дробятся, после чего выпадают на поверхность Земли в виде метеорного дождя. До дробления лишь самые яркие и медленные метеоры успевают замедлиться до 50 % своей первоначальной скорости. Очень яркие и быстрые болиды, имеющие значительную массу, могут проникнуть до умеренных высот (иногда всего лишь несколько километров над уровнем моря), после чего их движение есть простое падение в атмосфере без заметной начальной скорости.

Но самые крупные метеорные тела весом в сотни тонн достигают поверхности Земли с космической скоростью — их падение носит катастрофический характер (см. далее с. 605). Есть и противоположная возможность: 10 августа 1972 г. в США наблюдался в дневное время метеор, который, как показала последующая обработка наблюдений, пролетел через земную атмосферу, но не упал, а достигнув минимальной высоты 58 км, ушел в космическое пространство, оставив в атмосфере лишь малую часть кинетической энергии. Его масса оценивается в 1000 тонн.

Таблица 27 дает сводку высот, на которых появляются и исчезают яркие метеоры. Из нее видно, что метеоры загораются тем выше, чем быстрее они движутся, но и гаснут они на большей высоте, чем медленные, так как быстро подвергаются дроблению.

Очень важно явление ионизации, сопровождающее движение метеорного тела в атмосфере, так как благодаря ей становятся возможными. радиолокационные наблюдения метеоров, выполнимые в любое время суток независимо от облачности.

За пролетающим метеором образуется ионизованный «хвост», медленно диффундирующий в разреженной атмосфере. Обычно он невидим, но у ярких метеоров и особенно у болидов, как сказано выше, хвост наблюдается визуально или фотографически довольно длительное время; в нижней атмосфере — это следствие распыления твердой поверхности метеорного тела.