Секрети небесних явищ: як відрізнити болід від звичайного метеора?

Article Image

Яскраві метеори завжди приваблювали людей своєю незвичністю та раптовістю. Такі небесні явища виникають нечасто, що тільки додатково підсилює інтерес до них. В англійській мові дуже яскраві метеори називаються fireballs, тобто дослівно – «вогняна куля». Цю назву використовують для опису дуже яскравого метеора, який як правило, яскравіше, аніж зоряна величина -4m. Ця величина співмірна із зоряною величиною планети Венери на ранковому або вечірньому небі. Термін «болід» – це особливий тип fireballs, дуже яскравих метеорів, які показують сильний спалах в кінці видимого шляху, а також часто демонструють спостережну фрагментацію на кілька окремих частин.


Щодня в атмосфері Землі згорають тисячі метеорів. Але кілька факторів значно знижують їх зареєстровану кількість. Найперше це те, що площа густозаселених регіонів світу невелика в масштабах усієї площі земної поверхні, а значно більшу частину займають саме океани та мало або взагалі незаселені регіони. Відповідно, переважну кількість метеорів просто немає кому фіксувати. Другий фактор полягає у тому, що багато з метеорів «маскуються» денним світлом (для реєстрації вдень метеор повинен мати зоряну величину хоча б -6m, якщо це протилежна від Сонця частина неба). Крім того, чим яскравіший метеор, тим рідше відбувається така подія. Здебільшого, для кожної наступної зоряної величини спостерігається (дуже приблизно) втричі менше метеорних подій, – їх кількість зменшується за експоненціальним законом. Досвідчені спостерігачі можуть розраховувати побачити лише 1 болід величиною -6m або яскравіше за кожні 200 годин спостережень за метеорами, в той час, як метеор величиною -4m можна очікувати орієнтовно раз на 20 годин.


Боліди можуть залишати за собою два типи слідів: шлейфи та димові сліди. Шлейф – це світлий слід з іонізованих і збуджених молекул повітря після прольоту метеора. Час «життя» більшості шлейфів лише кілька секунд, в рідкісних випадках шлейф може проіснувати до кількох хвилин. Виникають такі сліди зазвичай дуже високо в атмосфері в прошарку, який називається мезосфера, переважно на висотах ~80-85 км. Короткотривалі шлейфи часто видно вночі та дуже рідко вдень. Другий тип сліду називається димовим, і його частіше можна побачити після денних болідів. Зазвичай димові сліди виникають на висотах нижче 80 км над рівнем моря і являють собою певною мірою хмароподібний слід з частинок, що відірвалися від метеорного тіла під час процесу абляції. Вони схожі на сліди, залишені літаками, і можуть мати як світлий, так і темний вигляд.


Виділити певний колір боліда досить важко через причину його великої яскравості для людського ока, адже наш мозок дуже «любить демонструвати» ілюзії. Загалом відомі кольори метеорів варіюються майже по всьому спектру, від червоного до яскраво-синього і (рідко) фіолетового. Панівна хімічна сполука метеороїда відіграє важливу роль у спостережуваних кольорах при його згоранні в атмосфері Землі, оскільки певні елементи при випаровуванні мають характерні кольори. Наприклад, натрій дає яскраво-жовтий колір, нікель – зелений, а магній – синьо-білий. Швидкість метеора також має неабияке значення, оскільки збільшення кінетичної енергії посилює певні кольори порівняно з іншими. Серед відносно повільних метеорів переважають червоний або помаранчевий колір.


Після прольоту боліда рідко, але можна почути характерний звук. Існує два його типи. Перший – це фактично звук удару або вибуху, а другий – т.зв. електрофонічний звук. Якщо дуже яскравий метеор із зоряною величиною -8m або яскравіше проникає в стратосферу (нижче ~50 км) і вибухає як болід, то є ймовірність, що на землі можна буде почути звуки вибуху. Оскільки звук поширюється досить повільно, зі швидкістю близько 20 км на хвилину, зазвичай після візуального вибуху проходить від 1,5 до 4 хвилин перш ніж можна почути звуковий «бум». Спостерігачам, які стають свідками таких видовищних подій, рекомендується прислухатися протягом 5 хвилин після вибуху боліда, щоб почути можливі звукові ефекти. Т.зв. "електрофонічний" звук виникає одночасно з видимим спалахом. Звуки можуть варіюватись від шиплячих та тріскучих до чогось на кшталт плескання. Часто свідки таких звуків знаходяться поблизу якогось металевого предмета під час явища боліда. Наразі природа цього типу звуків не до кінця відома та й саме їх існування є певною мірою сумнівним.


Щодо мас метеороїдів, то їх типова вага – це частки грама, в рідкісних випадках – кілька грамів. У дуже рідкісних – кілька сотень грам або кілограмів. Одиничні історичні події мають більшу вагу. При досягненні поверхні Землі маса метеорита може складати лише відсотки від маси метеороїда, який увійшов в атмосферу, для малих тіл, але певну частку для великих.


Метеороїди входять в атмосферу Землі на дуже високій швидкості – від 11 км/сек до 72 км/сек. Однак подібно до пострілу кулі у воду, метеороїд буде швидко сповільнюватися, проникаючи у все більш щільні шари земної атмосфери. Особливо це стосується нижніх шарів, оскільки 90 % атмосферної маси Землі знаходиться на висоті нижче 12 км. Водночас метеороїд також швидко втрачатиме масу через процес абляції матеріалу, – зовнішній шар метеороїда безперервно випаровується і зривається через високошвидкісні зіткнення з молекулами повітря. Метеороїди вагою до кількох кілограмів зазвичай повністю згорають в атмосфері. Якщо швидкість входження в атмосферу буде ~30 км/с і більше, то повністю згоріти може навіть метеороїд масою в кілька сотень кілограмів.


Щоб спричинити потенційне падіння метеорита, болід повинен мати зоряну величину щонайменш -8m. Два додаткові вагомі критерії полягають у тому, що:

  1. метеороїд має складатися з достатньо міцного матеріалу для проходження крізь атмосферу, тобто бути астероїдного походження, а не кометного;
  2. метеороїд повинен увійти в атмосферу як відносно повільний метеор, щоби збільшити свої шанси не згоріти повністю від тертя з молекулами атмосфери.


Оскільки метеороїди мають переважно кометну природу, і лише близько 5% від загальної популяції – астероїдне походження, то й випадіння метеорита є рідкісним явищем. Окрім того, фотографічні дослідження болідів показали, що вони повинні продовжувати світитись на висотах нижче ~20 км, щоб мати високу ймовірність падіння метеорита. Таким чином, на те, чи породить явище боліда метеорит, впливає відразу кілька аспектів. Відомі випадки дуже яскравих метеорів з магнітудою -15m та вище, які не створили жодного потенційного метеорита.


Загалом небезпека від болідів, якщо не враховувати катастрофічні зіткнення з тілами на кшталт цілого астероїда або комети, є невеликою – потрібно бути справжнім «щасливчиком» для цього. Ще в 1985 році журнал Nature написав, що, якщо проаналізувати усі відомі на той час випадки, то можна стверджувати, що метеорити падають на людину орієнтовно кожні 180 років. Однак кожного року вони влучають приблизно в 16 будівель по усьому світу. Серед найвідоміших випадків, коли метеорити викликали занепокоєння, можемо згадати такі:

  • Перший, дуже відомий випадок, це подія 1954 року, коли 30 листопада в штаті Алабама (США) в містечку Оук-Гроув один з фрагментів метеорита масою 3,86 кг пробив дах будинку й спричинив травму руки та стегна 34-літній Ен Ходжес, котра в цей момент була на дивані. Після такої несподіванки жінка потрапила в лікарню. Цей метеорит має назву Силакога й досі демонструється в Смітсонівському національному музеї природознавства.
  • У 2013 році в штаті Флорида, в місті Локсахатчі, на 7-річного Стівена Ліпарда, котрий грався на подвір’ї власного будинку, впав фрагмент метеорита вагою кілька грамів, спричинивши невелику травму голови хлопчика (хоча й лікарям таки довелось зашивати шкіру голови).



Рис. 1. Деякі фрагменти метеорита, знайдені на під’їзній дорозі, де постраждав Стівен Ліпард


  • Відомі кілька випадків, коли метеори падали біля людей, але не спричиняли їм травм, як от падіння метеорита в машину на трасі біля міста Хетафе в Іспанії 21 червня 1994 року або ж 21 жовтня 1991 року, коли 89-грамовий фрагмент метеорита вночі поцілив у лобове скло автомобіля біля будинку його власників в місті Клейтон штату Вісконсин.
  • Екзотичним, хоч й сумним випадком є подія 1 травня 1860 року, коли в штаті Огайо впав метеорит New Concord й один з його фрагментів (всього було знайдено 230 кг уламків метеориту!) вбив... жеребця (за іншими джерелами – теля)! Для повноти інформації відзначимо, що сучасні історичні дослідження ставлять під сумнів подію смерті тварини.



Рис. 2. Фото одного з уламків New Concord


На щастя, такі події дійсно дуже рідкісні, тому хвилюватися й постійно заглядати на небо в пошуках метеорита, що летить вам на голову (взагалі-то, ви його не побачите, адже він вже не світитиметься й матиме відносно невелику швидкість – 90-200 м/с), не варто.


Незважаючи на свою рідкість, українцям за останній час пощастило аж двічі побачити це вражаюче явище. І хоча воно неабияк сполохало наших співгромадян, на щастя, ніякої небезпеки не несло. Тож пригадаємо, як то було…


Один із болідів було помічено увечері 19 квітня 2023 року жителями української столиці. Й оскільки не відразу було зрозуміло, що це явище суто природнього походження, він встиг добряче налякати мешканців Києва та інших населених пунктів. Пересічні громадяни відразу почали висувати припущення про нібито збиття російської ракети ППО, падіння супутника NASA з низької навколоземної орбіти, яке випадково збіглося за часом із болідом, однак насправді відбулося над північною частиною Африки. Ба більше, ширилися чутки й про НЛО.


Та вже ближче до ночі й вранці вчені розвіяли здогадки суспільства й заявили, що побачене було не чим іншим, як дуже яскравим болідом. Вперше він був помічений на висоті 98 км над Великою Димеркою. Потім пройшов безпосередньо над Києвом на висоті близько 80 км, продовживши після цього рух на південний захід зі швидкістю 29 км/с. Перший потужний спалах стався на висоті 38 км, коли видима зоряна величина боліда досягла -18m чи дещо більше, що означає, що цей метеороїд належить до категорії суперболідів (боліди яскравіші за зоряну величину -17m). На цій ж висоті, маючи орієнтовну початкову масу 200-300 кг та діаметр близько півметра, болід розпався на безліч фрагментів та пилу. Сповільнення швидкості метеороїда свідчило, що найбільший фрагмент після цього спалаху мав масу менше 1 кг. На висоті 32,5 км відбувся ще один спалах, співставний за яскравістю з першим. На висотах 31, 30 та 29,5 км зафіксовано вже інші, менші спалахи. Востаннє болід був помічений на відео на висоті 28 км, коли його швидкість була близько 10 км/с.


Дивлячись на те, що велика початкова швидкість не була сприятливою для виживання метеориту та враховуючи профілі спалахів, вчені зазначають, що лише невеликі шматки метеорита могли досягнути поверхні Землі.


Більша ймовірність випадіння метеорита існувала під час цьогорічної події, оскільки видима швидкість цього метеороїда була явно меншою за швидкість небесного тіла минулого року. Неочікувана подія сталась у ніч на 1 травня 2024 року, коли жителі багатьох областей України могли спостерігати політ боліда. Його зоряна величина сягнула приблизно -15m, що дещо менше за минулорічний болід, хоча й все одно дуже багато – деякі спостерігачі відзначали, що яскравість була такою, що об’єкти на землі навіть відкидали свої тіні. Припускають, що діаметр цього боліда становив ~1м. Його політ супроводжувався кількома спалахами різного кольору, що в першу чергу пов’язано з хімічним складом цього метеороїда. Детальніше це явище наразі тільки вивчається спеціалістами.


Підсумовуючи наш невеликий теоретичний екскурс, хочемо відмітити, що спостереження за метеорами й метеоритами – це не лише захоплююче хобі, але й важливий внесок у розвиток науки. Якщо ви стали свідком подібного явища, не забудьте зафіксувати дату, час, місце та опис побаченого. Ця інформація може бути вкрай корисною для подальших наукових досліджень.

Назад до новин

Читайте також