Очерки о Вселенной - Воронцов-Вельяминов Борис Александрович (читать полную версию книги .TXT) 📗
Если падающая звезда (метеор) летит не очень далеко от наблюдателя, то ее путь на фоне звездного неба покажется различным, в зависимости от того, откуда наблюдатель на нее смотрит. Два наблюдателя, находящиеся на расстоянии 30-40 км друг от друга, будут видеть метеор в проекции на небесный свод в различных местах. Различие в видимом пути метеора будет для них тем меньше, чем дальше от них метеор. Точно так же бьющая струя фонтана проектируется на разные деревья, которыми обсажена площадка с фонтаном, если на него смотрят двое спутников, стоящие немного поодаль друг от друга. Уходя со своим спутником (или со спутницей, если это вам больше нравится) от фонтана, бросьте взгляд на него издали, вы оба увидите тогда его искрящуюся струю на фоне одного и того же дерева.
Наблюдателям нужно было лишь убедиться, что они видят и зарисовывают на звездной карте путь одного и того же метеора, а в этом им помогли часы и описание яркости, а также цвета метеора. Если они оба видели, например, зеленоватый метеор, светивший, как звезда второй величины, и притом в один и тот же момент, значит, это был один и тот же метеор, а различие в его видимом пути на небе, о чем судят по зарисовке на карте звездного неба, - это параллактическое смещение.
Из этих наблюдений можно определить с помощью тригонометрии расстояние до любой точки метеорного пути (например, точки, где метеор исчез). Не будем утомлять читателя тригонометрией или описывать подробности графического решения задачи, которое тут также возможно. Приведем лишь простейший пример.
На рис. 87 2-й наблюдатель видит метеор (летящий по прямой) вспыхнувшим в точке а' (в проекции на небесную сферу). Пусть эта точка лежит у него прямо над головой. 1-й наблюдатель, находящийся на 30 км в стороне, увидит ту же точку (начало метеора) в точке а, которая уже не находится над его головой.
Рис. 87. Определение высоты метеора
Сравнивая свои зарисовки метеора на звездной карте, наблюдатели видят, что точка а' отстоит от точки а на 18°. Значит, в этом прямоугольном треугольнике угол при точке А равен 18°.
По таблицам тригонометрических функций можно убедиться в том, что если угол равен 18°, то противолежащий ему катет прямоугольного треугольника в три раза меньше прилежащего катета. Если противолежащий катет, т. е. расстояние между наблюдателями, было, скажем, 30 км, то, значит, расстояние точки появления метеора от 2-го наблюдателя было 90 км.
Так было установлено, что путь метеора над Землей находится на высоте около сотни километров, и притом начало его - выше, а точка исчезновения - ниже.
Хотя явления метеоров протекают в атмосфере (как мы убеждаемся из определения их высот над Землей), но их скорости убеждают нас в том, что они не могут быть земного происхождения. Весь свой путь длиной в 30-40 км они пролетают примерно за секунду и даже быстрее. Такую скорость - десятки километров в секунду - может иметь только тело, несущееся в мировом пространстве и вторгшееся в нашу атмосферу извне. В этом нас убеждают и многие другие наблюдения метеоров.
В 1833 г. было замечено, что во время звездного дождя, когда метеоры падали во множестве, все они вылетали из одного и того же созвездия - из созвездия Льва. Так было и вечером, и ночью, и под утро.
Таким образом, то место неба, откуда вылетали метеоры, участвовало в суточном вращении неба, в этом кажущемся движении, вызванном суточным вращением Земли. Значит, по отношению к потоку метеоров, точно так же как и по отношению к звездам, Земля поворачивается, значит, метеоры приходят к нам из межпланетного пространства, они не связаны с Землей, не участвуют в ее вращении.
Метеоры светятся в земной атмосфере, но сами возникают не в ней, а попадают в нее извне, из мирового пространства. Метеоры - это гости нашей планеты, странники в безвоздушном пространстве, но гостят они у нас кратковременнее, чем жквут мотыльки в летний день. Влетая со скоростью десятков километров в секунду из безвоздушного пространства в атмосферу, под действием сопротивления атмосферы они накаляются, превращаются в пар и, ярко светясь в течение какой-либо секунды, «растворяются» в воздухе. Такова участь этих мелких камешков, быть может, миллиарды лет носившихся невредимыми в межпланетных просторах и погибших, как мошки, влетевшие в костер, при первом соприкосновении с воздушным покрывалом Земли.
Автор проговаривался уже не раз, что метеоры - это мелкие камешки, влетающие в атмосферу Земли. А уж раз так, то приходится сразу же заявить, что основанием к этому заключению являются прежде всего случаи падения на Землю «камней с неба».
Среди метеоров наблюдаются иногда чрезвычайно яркие, уже не «падающие звезды», а скорее летящие огненные шары, бывающие видимыми даже днем. Их называют болидами. И вот бывает, что в том месте атмосферы, где болид заканчивает свой блистательный полет, возникает темное облачко, а на землю падает камень. Земли достигают только более крупные камни, не успевшие полностью испариться при своем полете сквозь атмосферу. Камни, выпадающие на Землю с неба и называемые метеоритами, встречаются всех размеров, начиная с пылинок и кончая камнями размером с большой шкаф. Американские астрономы Уиппл и Яккиа недавно установили, что типичные твердые кусочки, производящие явление метеоров, имеют рыхлое строение.
То, что метеоры являются камешками, подтверждается фотографиями спектров метеоров, которые за последнее время удалось получить.
Портреты и паспорта метеоритов
Первым ученым, занявшимся в начале XX века фотографированием и изучением спектров метеоров, был профессор Московского университета С. Н. Блажко. Тогда еще молодой ученый, он направил на небо небольшую светосильную фотографическую камеру с призмой, установленной перед объективом.
Даже простая фотография метеора - дело довольно редкой удачи, потому что метеор, как быстро движущаяся светящаяся точка, и притом светящаяся довольно слабо, не успевает запечатлеть свой, так сказать, «портрет» на пластинке. При современной чувствительности фотографических пластинок только самые яркие метеоры, те, которые ярче звезд второй величины, оставляют на пластинке свой след в виде тонкой линии. Вспышки при полете метеора отмечаются на фотографии утолщениями этой линии.
Нужно, чтобы такой яркий метеор пролетел как раз в области неба, охватываемой данной фотокамерой. Можно, правда, выбирать для этой цели ночи, когда бывает заведомо много метеоров, и все же редко случается, чтобы через поле зрения камеры пролетел достаточно яркий метеор.
Рис. 88. Фотография яркого метеора. Утолщения следа метеора указывают на повторные вспышки его яркости при полете
Недаром С. Н. Блажко на вопрос астрономов, желавших фотографировать метеоры: «Каковы, по-вашему, шансы на успех?», неизменно отвечал шуткой: «Это зависит от счастья, а я не знаю, счастливый вы или нет».
Элемент удачи тут, конечно, велик, но надежду на удачу можно увеличить, если фотографировать не одним, а несколькими фотоаппаратами сразу, направив их на разные области неба. Совместными усилиями нескольких фотокамер вероятнее захватить небесного беглеца. Такая батарея фотокамер, почти еженощно стерегущих появление метеоров, установлена, например, на обсерватории в Душанбе.
Рис. 89. Спектры метеоров: слева - железного, со множеством ярких линий, справа - каменного, в котором пара самых ярких линий (крайние слева) принадлежит ионизованному кальцию. Перерывы наклонных линий спектра на правом снимке вызваны быстрыми закрываниями объектива фотоаппарата специальным вращающимся сектором
В среднем один метеор получается за 100 часов экспозиции (конечно, не на одной, а на многих пластинках) в безлунные ночи с обычным (т. е. небольшим) числом падающих звезд, если применяется одна камера типа «Турист». В августе, когда много падающих звезд вылетает из созвездия Персея, один сфотографированный метеор приходится в среднем на 5 часов экспозиции.
