Метеороїд

Метеоро́їд — невелике тверде небесне тіло, що рухається у міжпланетному просторі, розміром значно менше ніж астероїд, але значно більше ніж атом^[1]. Лондонське королівське астрономічне товариство висунуло інше формулювання, згідно з яким метеороїд — це тіло діаметром від 100 мкм до 10 м^[2]. Інші джерела обмежують розміри метеороїда до 1 м^[3]. Об’єкти, менші за метеороїди, класифікують як мікрометеороїди або космічний пил^[3][4][5]. Багато з них є уламками комет чи астероїдів, тоді як інші — це фрагменти, викинуті під час зіткнень з поверхні таких тіл, як Місяць чи Марс^[6][7][8].

Фото метеора

Анімаційна ілюстрація відмінностей між метеороїдом, метеором і метеоритом

Видимий слід метеороїда, який увійшов у атмосферу Землі, називається метеором, а низку багатьох метеорів, які з’являються протягом секунд чи хвилин і, здається, виходять з однієї точки на небі, називають метеорним потоком. За оцінками, щодня в атмосферу Землі входить близько 25 мільйонів метеороїдів^[9], мікрометеороїдів та іншого космічного сміття, що становить приблизно 15 000 тонн матеріалу на рік^[10]. Метеорит — це залишок метеороїда, який пережив випаровування своєї поверхні під час проходження крізь атмосферу як метеор і досягнув поверхні Землі.

Найдрібніші метеорні тіла інтенсивно розсіюють сонячне світло і спостерігаються у вигляді зодіакального світла. За фотографічними і радіолокаційними спостереженнями визначено орбіти декількох десятків тисяч метеорних тіл. Переважна більшість їх рухається еліптичними орбітами навколо Сонця. Метеороїди скупчуються в площині екліптики й рухаються в тому ж напрямку, що й планети. Рух метеорних тіл визначається гравітаційним тяжінням Сонця і планет, а також негравітаційними силами, що є результатом взаємодії метеорних тіл з електромагнітним і корпускулярним сонячним випромінюванням (світловий тиск, ефект Пойнтінга — Робертсона тощо). Світловий тиск може виштовхувати за межі Сонячної системи найдрібніші метеорні тіла (менші 10^-4 см). У більших, але не досить великих, тіл під дією ефекту Пойнтінга — Робертсона поступово зменшуються розміри та ексцентриситет орбіти, із часом вони можуть впасти на Сонце^[11]. На шляху до Сонця метеорне тіло може бути захоплене планетами; найбільше речовини перехоплює Юпітер. Час існування метеорних тіл у внутрішніх областях Сонячної системи (усередині орбіти Юпітера) набагато менший за вік власне планетарної системи. Тому метеорна речовина тут постійно поповнюється.

Склад

Майже всі метеороїди містять позаземний нікель та залізо. Вони поділяються на три основні типи: залізні, кам’яні та кам’яно-залізні. Деякі кам’яні метеороїди містять зернисті включення, відомі як хондри, і називаються хондритами. Кам’яні метеороїди без цих ознак називаються «ахондритами», які зазвичай утворюються внаслідок позаземної магматичної активності; вони містять мало або зовсім не містять позаземного заліза ^[12]. Склад метеороїдів можна визначити, коли вони проходять через атмосферу Землі, за їхніми траєкторіями та спектрами світла від метеора. Їхній вплив на радіосигнали також дає інформацію, особливо цінну для денних метеорів, які важко спостерігати іншими методами. За результатами вимірювань траєкторій було встановлено, що метеороїди мають різноманітні орбіти: деякі групуються у потоки (див. метеорні потоки)^[11], часто пов’язані з батьківською кометою, інші ж виглядають випадковими. Залишки метеорних потоків з часом можуть розсіюватися на інші орбіти. Спектри світла у поєднанні з траєкторними вимірюваннями та кривими блиску вказують на різний склад і густину — від крихких об’єктів, подібних до сніжок, із густиною близько чверті льоду^[13], до щільних нікель-залізних порід. Дослідження метеоритів також дає уявлення про склад стійкіших метеороїдів.

Джерела метеорної речовини

Більшість метеороїдів походить з поясу астероїдів, їхні орбіти змінені гравітаційними впливами планет, але інші є частинками комет, які утворюють метеорні потоки. Деякі метеороїди — це уламки тіл, як-от Марса чи Місяця, викинуті у космос ударами^[14].

Метеороїди рухаються навколо Сонця різними орбітами та з різними швидкостями. Найшвидші рухаються зі швидкістю близько 42 км/с у просторі поблизу орбіти Землі. Це швидкість втечі від Сонця, рівна квадратному кореню з двох, помноженому на швидкість Землі, і є верхньою межею швидкості для об’єктів поблизу Землі, якщо вони не походять з міжзоряного середовища. Земля рухається зі швидкістю близько 29,6 км/с, тому коли метеороїди входять у атмосферу фронтально (що відбувається лише при ретроградних орбітах, як у Леонідів, пов’язаних із ретроградною кометою 55P/Темпель–Туттль), сумарна швидкість може сягати близько 71 км/с (див. Специфічна енергія). У середньому метеороїди, що рухаються простором орбіти Землі, мають швидкість близько 20 км/с^[15], але завдяки гравітації Землі деякі метеори, як-от Фенікіди, можуть входити в атмосферу зі швидкістю всього близько 11 км/с.

17 січня 2013 року о 05:21 PST комета діаметром один метр із хмари Оорта увійшла в атмосферу Землі над Каліфорнією та Невадою^[16]. Об’єкт мав ретроградну орбіту з перигелієм 0,98 ± 0,03 а.о. Він наближався з боку сузір’я Діви (яке тоді перебувало на півдні приблизно на 50° над горизонтом) і зіткнувся з атмосферою Землі на швидкості 72 ± 6 км/с^[16], випарувавшись на висоті понад 100 км протягом кількох секунд.

Коли метеороїди перетинають атмосферу Землі вночі, вони зазвичай стають видимими як метеори. Якщо метеороїди витримують вхід в атмосферу та досягають поверхні Землі, їх називають метеоритами. Метеорити змінюються за структурою та хімічним складом через тепло при вході й силу удару. Відомий астероїд 2008 TC3 діаметром 4 метри був помічений у космосі на траєкторії зіткнення із Землею 6 жовтня 2008 року та наступного дня увійшов в атмосферу, впавши в безлюдному районі Північного Судану. Це був перший випадок, коли метеороїд було виявлено в космосі та відстежено до його падіння на Землю^[17]. NASA створило карту найпомітніших зіткнень астероїдів із Землею та її атмосферою в період із 1994 по 2013 роки на основі даних, зібраних урядовими сенсорами США^[18].