Лунные Леониды: метеорная бомбардировка действительно захватывающее зрелище!
Автор: Др. Тони Филипс
В течении метеорного дождя Леонид в 2001 году астрономы наблюдали любопытные вспышки на Луне – верный признак попадающих и взрывающихся на лунную поверхность метеоров.
Вот как это было:
30 Ноября 2001 года: Яркие, красочные огненные вспышки света. Призрачные вспышки. Странные, похожие на хруст звуки и извилистые дымовые следы. Добавьте к этому чашечку горячего какао и получите всё, для восхитительного метеорного потока…на Земле.
Недавние Леониды послужили хорошим тому примером. 18 ноября наша планета погрузилась в облако метеорных частичек, оставленных кометой Темпля-Тутла. Наблюдатели увидели тысячи метеоров – каждая огненная черта – рассеивающаяся в атмосфере частичка кометного вещества.
В четверти миллионов миль отсюда были ещё одни Леониды. Но рецепт в этом случае был немного другим: Слепящие вспышки света. Летящие осколки и расплавленные камни. Испепеляющие кратеры. И конечно никакого горячего какао! Такими выглядели Леониды…на Луне.
«Также как и Земля, Луна проходит через рой частичек кометы Темпля-Тутла, что и имело место 18 ноября» - говорит Бил Кук из Центра Космических полётов им. Маршала, НАСА. «Но в отличие от Земли, у Луны нет атмосферы, в которой метеоры могли бы так безвредно рассеиваться». Вместо этого, лунные Леониды достигают поверхности нашего спутника и взрываются там.
Давид Палмер из Лос-Аламоской Национальной Лаборатории видел именно такие взрывы по наблюдениям из местечка White Rock, Нью Мексико. Леониды 2001 как раз только приближались, когда Палмер испытывал свой пятидюймовый Celestron с видеокамерой, наведённый на лунный полумесяц. «Были уже сумерки», говорит Палмер. «Но даже в этом случае, вспышка была достаточно сильной, чтобы её уже можно было заметить. Он заметил один метеор вблизи Sinus Media – лавинной долины на лунном экваторе.
Данную вспышку также зарегистрировали наблюдатели вдалеке от Нью Мексико, на восточном побережье Соединённых Штатов. Используя восьмидюймовые телескопы с видеокамерами, Давид Дунхам из Maryland и Тони Кук из Виржинии независимо заметили данную вспышку, что является дополнительным подтверждением этого явления. «Мы оценили эту вспышку как примерно звезду 4m.», говорит Дунхам – директор Международной Ассоциации по Таймингу Покрытий (IOTA).
Метеорные вспышки Леонид на Луне Дунхам и Палмер наблюдают уже второй год. Они, а также другие наблюдатели с помощью видеонаблюдений зафиксировали 6 лунных метеоров в течение дождя 1999 года. Яркость этих вспышек оценивается между 7 и 3m.
«Конечно, мы уже много лет знаем, что Леониды «бьют» Луну», замечает Кук. «Между 1970 и 1977 годами сейсмические приборы Аполлона зарегистрировали столкновения Леонид, а также других ежегодных метеорных потоков. Единственное, что для нас ново с 1999 года, так это то, что мы убедительно увидели их с Земли».
Первые сообщения о вспышках Леонид на Луне два года назад сильно озадачили учёных. Их вычисления говорили в пользу того, что метеорная бомбардировка Леонид Луны должна быть вызвана только довольно массивными частицами, чтобы вспышки можно было бы увидеть с земных телескопов. Хотя сама вероятность существования столь массивных частиц в метеорном рое Леонид была довольно сомнительной. Стокилограммовые метеоры, вторгающиеся в земную атмосферу вызвали бы невиданные ранее болиды, ярче всех известных подобных событий. Однако, сейсмические приборы на лунной поверхности зафиксировали, тела массой лишь в 50 кг.
Для разрешения загадки Джей Мелош, планетолог из Аризонского Университета Луны и Планет и специалист по метеорной бомбардировке поверхностей тел Солнечной системы объединился с Иваном Немтчиновым, Российским учёным, экспертом в области компьютерного моделирования ядерных взрывов.
Эксперименты с бомбами помогли легко разрешить проблему, говорит Мелош: «Взрывы Леонид не так мощны, как ядерные боеголовки, но они всё же имеют огромную мощность. Они врезаются в лунную поверхность со скоростью 72 км/с или 160 000 миль в час. – это, примерно, в 100 раз больше скорости полёта пули. На самом деле, энергия частиц потока Леонид в 10 000 раз больше взрыва тротиловой бомбы».
Используя компьютерные программы, специально созданные для изучения динамики взрывов Мелош и Немтчинов обнаружили, что Леониды не обязательно должны быть столь массивными, чтобы вызвать вспышки, наблюдавшиеся Дунхамом и Палмером. Даже частички с массами всего от 1 до 10 кг. могут спокойно вызвать подобные взрывы на поверхности нашего спутника.
«Это на самом деле так», говорит Кук. «Мы редко видим килограммовые частички, сгорающие в земной атмосфере. Они выглядят как очень яркие огненные шары, полностью сгорающие в атмосфере». На Луне, конечно, атмосферы нет, поэтому ничего не может остановить падающие частички метеорного вещества».
Вот, согласно, Мелошу, что происходит, когда в лунную поверхность врезается 10 килограммовая частичка метеорного потока Леонид:
Большая часть вещества на несколько метров под точкой столкновения испарится, и облако расплавленной породы поднимется из под образовавшегося кратера. «Сперва облако будет почти непроницаемым и очень горячим, около 50000-100000 К.», объясняет Мелош. «Но температура будет быстро опускаться. Миллисекунды после взрыва, облако расширится до нескольких метров в диаметре и остынет до 13 000 К. Это критический момент», говорит он, «когда вещество становится оптически проницаемым (светопроницаемым); затем все фотоны света устремляются прочь, и мы можем видеть вспышку света с Земли».
Астронавт, наблюдающий данное явление с Луны возможно даже в сотнях метрах от взрыва будет ослеплён яркостью солнечной вспышки. Однако, там не будет оглушающего от взрыва эха и наблюдатели не будут сшиблены с ног. «На Луне нет воздуха, который бы мог донести звуковые волны», объясняет Мелош. «Но даже в этом случае вы сможете увидеть разлетающиеся во все стороны куски расплавленной породы».
К счастью для будущих лунных поселенцев есть лишь небольшая опасность со стороны данного явления.
Объясняет Кук: «В течение интенсивного метеорного дождя Леонид, через который Земля прошла в 1966 году, приток лунных метеоров массивнее 10-5 гм. составил 1 на километр квадратный в час. Если мы предположим, что астронавты занимают территорию в 0,5 км2, вероятность того, что их заденет выброшенная взрывом порода составляет 0,00025». Столь малые частички обладают достаточной мощностью, чтобы проткнуть скафандр, однако сам астронавт внутри останется в порядке, говорит Кук. «Вероятность серьёзного повреждения частицами вроде 10 кг. фрагментов породы – в миллионы раз меньше».
Так что…лунные метеоры потока Леонид кажутся не такими уж пугающими, как это видится на первый взгляд. Будущим лунным поселенцам может даже понравится смотреть за такой метеорной бомбардировкой. «Я видел сотни облаков лунной пыли каждый час», могут говорить они после хорошего дождя Леонид. «Тот огненный шар,…какая вспышка!»
Заметка автора: После того, как была опубликована данная статья, ещё одна вспышка подтвердилась для дождя Леонид 2001 года. Видеозаписи Роджера Венабла из восточной Джорджии (США) и Тони Кука из Виржинии зафиксировали лунный Леонид 18 ноября 2001 года в 23:19:16 UT вблизи Моря Спокойствия.
Больше о лунных Леонидах.
Насколько мощны взрывы метеоров на Луне? «Около 0,1% кинетической энергии взрывов лунныхЛеонид превращается в видимый свет», говорит Мелош. Это довольно малое число, однако, достаточное для яркого взрыва. Какова же наилучшая длина волны, для того, чтобы можно было увидеть «лунные метеоры»? «Мы наблюдали метеоры в видимом свете, но инфракрасная длина волны вблизи 10 микрон была бы даже лучше», говорит Мелош. Видимая вспышка света лунных Леонид длится какие-нибудь доли миллисекунды, инфракрасное же излучение будут длится несколько минут – результат медленного остывания кратера после взрыва.
Насколько велик метеорный кратер на Луне? В соответствии с компьютерным моделированием Мелоша и Немтчинова, взрыв 10 кг. метеора оставляет кратер 4,5 м. в диаметре.
Может ли 10кг. метеор оставить кратер на земной поверхности? Нет, говорит Дональд Йоманс, участник программы NASA по мониторингу околоземных объектов, JPL. «Десятикилограммовая метеорная частичка, вторгающаяся в атмосферу Земли вызовет огромный болид, который трудно будет не заметить. Однако он полностью растворится высоко в земной атмосфере так и не достигнув поверхности. Леониды летят со скоростью 71 км/с (самые быстрые метеоры) и полностью растворятся, даже если бы они состояли из твёрдого железа».
Почему лунные Леониды настолько ярки? Когда метеоры достигают поверхности Луны, вся порода при взрыве просто испаряется. Такая испаряющаяся расплавленная порода светится просто потому, что она очень горячая.
Зачем нам нужно изучать взрывы метеоров на Луне? Часть I: «Выйдете во двор и подымите голову вверх», говорит Кук. «Вы видите около 11000 км2. (земной атмосферы). Теперь взгляните на Луну. В зависимости от фазы вы можете наблюдать около 19000 млн2 лунной поверхности». Луна – прекраснейший метеорный детектор! Кук считает, что систематические наблюдения за взрывами метеоры на Луне могут дать нам много новой информации о самых больших частицах в метеорных потоках, сформировавшихся из обломков комет.
Зачем нам нужно изучать взрывы метеоры на Луне»? Часть II: Когда метеоры достигают поверхности Луны и взрываются, они как бы забирают некоторое количество лунного вещества. Изучения таких взрывов могут быть одним из способов «лунной разведки» на расстоянии. Команда учёных Техасского Университета совместно с NASA попробовали осуществить нечто подобное в 1999 году, когда они направили спутник NASA Lunar Prospector на лунную поверхность. Они опустили исследовательский зонд в кратер на южном полюсе, надеясь, что взрыв вызовет испарение водяного льда и выбросит облако водяного пара, которое можно будет зафиксировать над лунным лимбом.