რატომ ანათებს მეტეორი და რა არის მეტეოროიდი?

მეტეოროიდი ან მეტეორული სხეული
არის კოსმოსური წარმოშობის მინერალი, რომელიც კოსმოსურ სივრცეში მოძრაობს. ზომების თვალსაზრისით მეტეოროიდს შუალედური ადგილი უკავია კოსმოსურ მტვერსა და ასტეროიდს შორის. 

რა თქმა უნდა, იმისთვის, რომ მეტეოროიდი, მტვრისა ან ასტეროიდისგან, ზომით განვასხვაოთ, უნდა დავასახელოთ ზომის კონკრეტული შუალედი. ისიც გასაგებია, რომ ამგვარი შუალედი შეთანხმების საგანი იქნება.

როგორც წესი, მეტეორულ სხეულად ანუ მეტეოროიდად, მიიჩნევა ბუნებრივი წარმოშობის ობიექტი, რომლის ზომი მნიშვნელობა მდებარეობს შუალედში 10 მიკრონიდან (მილიმეტრის მეასედი) - 1 მეტრამდე. თუმცა ზოგჯერ ზომის ზედა ზღვარად ასახელებენ 10 მ, უფრო დიდი ზომის ობიექტები ითვლებიან ასტეროიდებად. თუმცა რიგ შემთხვევაში ასტეროიდებად მიიჩნევენ ობიექტებს რომელთა ზომაა 100მ ან 1000მ (0.1კმ-1კმ). 

ვინმეს თუ დაგაინტერესებთ რატომ განისაზღვება მეტეოროიდის ზომები მაინც და მაინც ამ საზღვრებში იხილეთ სტატია.

ზემოთ თქმული უფრო მარტივი სიტყვებით რომ ჩამოვაყალიბოთ, მეტეოროიდი ან მეტეორული სხეული არის კლდის ან ლითონის ნატეხი, რომელიც დაფრინავს კოსმოსურ სივრცეში. ასეთ სხეულს შეუძლია დაუზიანებლად იფრინოს მილიარდი წლის განმავლობაში. 

თუმცა კი, თუ არსებობს ორი სხეული, ყოველთვის არსებობს არანულოვანი დადებითი ალბათობა იმისა რომ ეს სხეულები ერთმანეთს დაეჯახება, ამიტომ ყოველთვის არსებობენ მეტეორული სხეულები რომლებიც დედამიწას ეჯახებიან.

რა მდებარეობს დედამიწის ზედაპირსა და კოსმოსს შორის ?

პირველად შეკითხვა უაზროდ შეიძლება მოგეჩვენოთ, თუმცა როგორც კარგი მასწავლებლები ამბობენ: "უაზრო შეკითხვა არ არსებობს, არსებობს მხოლოდ უაზრო პასუხი". 

დედამიწის ზედაპირსა და კოსმოსს შორის მდებარეობს სხვა და სხვა აირების ნაზავისგან შემდგარი ფენა. ამ ფენას ეწოდება ატმოსფერო. რაც უფრო მაღლა ავდივართ, ზღვის დონიდან, მით უფრო გაუხშოვებული ხდება ატმოსდერო (მით უფრო არამკვრივი ხდება გარემოში არსებული ჰაერი). საერთაშორისო ფრენითი რეგულაციების თანახმად 3600-4500მ სიმაღლეზე არაჰერმეტული კაბინით ფრენაზე დაწესებულია 30 წთ-იანი შეზღუდვა, თუკი ვინმე გადაწყვეტს ავიდეს 8000მ-სიმაღლეზე, ის მიადგება ე.წ.  'მკვდარ ზონა'-ს. ამ  სიმაღლიდან მოყოლებული ჰაერის წნევა იმდენად დაბალია, რომ სისხლი ვეღარ ითვისებს ადამიანის სიცოცხლისთვის საჭირო რაოდენობის ჟანგბადს, ამიტომ სპეციალური აღჭუირვილობის გარეშე, ამ სიმაღლის ნიშნულზე დარჩენა, უაღრესად სახიფათოა არამც თუ ადამიანის ჯანმრთელობისთვის, არამედ მისი სიცოცხლისათვისაც კი.

მაგრამ დედამიწის ატმოსფერო 8კმ-ის შემდეგაც გრძელდება. 100კმ სიმაღლეზე მდებარეობს ე.წ. კარმანის ხაზი (Kármán line). აერონავტიკის საერთშორისო ფედერაცია (FAI - Fédération Aéronautique Internationale) კოსმოსის დასაწყისად სწორედ კარმანის ხაზს მიიჩნევს, თუმცა ფიზიკის თვალსაზრისით დედამიწის ატმოსფერო მთავრდება მხოლოდ 100000კმ-იან ნიშნულზე.

სურ 1. ატმოსფერო და მისი შრეები. მარცხენა სკალა  შეესაბამება სიმაღლეს (კმ) ზღვის დონიდან, შუა სკალა არის ატმოსფერული წნევა (მბ - მილი ბარები), მარჯვნივ მდებარე წითელი ხაზი აღნიშნავს ტემპერატურის ცვლილებას სიმაღლისდა მიხედვით. აღსანიშნავია რომ კოსმოსური ხოლმადები დაფრინავენ უკვე 400-500კმ სიმაღლიდან მოყოლებული, თუმცა იქ მაინც არსებობს უაღრესად გაუხშოებული ატმოსფერო, და მასთან ურთიერთქმედების გამო; დედამიწის გარშემო ერთი სრული ბრუნის გაკეთების დროს, კოსმოსური სადგური შეიძლება კარგავდეს 1მ-10მ ორბიტის სიმაღლეს.

რა არის მეტეორი.

სიტყვა მეტეორი, წარმოქმნილია ბენძნული სიტყვისგან მეტეოროს (μετέωρος), რაც თარგმანში "ციურს" ნიშნავავს.  ამ სიტყვით აღნიშნავენ კაშკაშა ობიექტს რომელიც უეცრად ჩნდება ღამის ცაზე, გარკვეულ კუთხურ მანძილს გადის და უკვალოდ ქრება. ხალხში ამბობენ "ვარსკვლავი მოწყდა" თუმცა ტექნიკურად ეს სიმართლეს არ შეესაბამება. მეტეორის გაელვების   მოვლენას ვარსკვლავთან მხოლოდ მოჩვენებითი მსგავსება აქვს.

სურ 2. ღამის ცა და ექვსი გაელვებული მეტეორი. გადაღებულია ხანგძლივი ექსპოზიციით.

მეტეორის გაელვების არსი შემდეგში მდგომარეობს: მეტეოროიდი ან ასტეროიდი შემოდის დედამიწის ატმოსფეროს შიდა შრეებში. მართალია დიდ სიმაღლეზე ჰაერი ძალიან გაუხშოვებულია, მაგრამ კოსმოსიდან შემოჭრილ სხეულს იმდენად დიდი სიჩარე აქვს, რომ უკვე 85კმ სიმაღლეზე, მოლეკულებთან ურთიერთქმედების გამო,  ვარდნილი სხეული ძლიერად ცხელდება და იწყებს კაშკაშა ნათებას.  ამ გზით გაცხელებულ და განათებულ სხეულს უწოდებენ მეტეორს. 50კმ სიმაღლეზე მეტეორების უმრავლესობა  ბოლომდე ჩაიწვება ხოლმე.

უფრო დაწვრილებითი ინფორმაცია მეტეორების, მეტეორიტების და ბოლიდების და მეტეორული წვიმების შესახებ ამ სტატიაში შეგიძლიათ იხილოთ.

რა სიჩქარე აქვს მეტეორს?

მეტეორის სიჩქარე, ან რაც იგივეა, კოსმოსური წარმოშობის ვარდნილი სხეულის სიჩქარე შეიძლება შეადგენდეს 10 კმ/წმ - 70 კმ/წმ (10 000 მ/წმ - 70 000 მ/წმ).

შედარებისთვის:
ოლიმპიური სპრინტერი სადღაც 10 მ/წმ სიჩქარით დარბის;
ფორმულა ერთის ბოლიდის სიჩარის რეკორდია 115 მ/წმ;
ჰაერში აკუსტიკური ბგერის გავრცელების სიჩქარეა 340 მ/წმ (ნომრალური ატმოსფერულ იპირობების შემთხვევაში);
ხოლო ყველაზე სწრაფი თვითმფრინავის (სრ-71 "შაშვი" SR-71 Blackbird) სიჩქარის რეკორდია 980 მ/წმ.

რატომ ცხელდება და რატომ იწვის მეტეორი?
კოსმოსიდან ვარდნილი სხეულის გაცხელების მიზეზი უკვე დავასახელეთ.
ატმოსფეროში, დიდ სიჩქარეზე შემოჭრილი სხეული, ურთიერთქმედებს აირის მოლეკულებთან, რაც იწვევს გაცხელებას. ერთი შეხედვით შეიძლება მოგვეჩვენოს, რომ გაცხელების მიზეზია ხახუნი. მართლაც როდესაც ორი მყარი სხეული ერთმანეთს ეხახუნება ადგილი აქვს გაცხელებას, მაგრამ ჰაერი, დიდ სიმაღლეებზე უაღრესად გაუხშოებულია, ამიტომ მხოლოდ ხახუნს არ შეუძლია მეტეორის ანთება.

საქმის ვითარება უფრო რთულად არის.
მეტეორის სიჩარე, ბევრად აღემატება ატმოსფეროს მოლეკულების სიჩქარეს (სულ მცირედ 30-ჯერ, ზოგჯერ შემთხვევებში კი 200-ჯერაც კი). ეს იმას იწვევს რომ მოლეკულები რომლებსაც ეჯახება მეტეორი, ვერ ასწრებენ დროულად გაქწევას, ისე როგორც ეს დაბალ სიჩარეებსზე ხდება. მოლეკულები ჭარბი რაოდენობიდ გროვდებიან მეტეორის წინ. მათ ემატება ახალი მოლეკულები. მეტეორის წინ ჩნდება შეკუმშული აირის ბალიში (ე.წ. დარტყმითი კონუსი), რომელიც ატმოსფეროს დაბალ ფენებში ჩასვლისას სულ უფრო და უფრო სქელდება და ცხელდება. შეკუმშვით გაცხელებული აირი მეტეორს გვერდს უვლის მაგრამ მის ადგილს ახალი იკავებს.

ანალოგიური მოვლენა ხდება ზებგერითი თვითმფრინავის მოძრაობის დროს თუმცა იმის გამო რომ ტიპიური ზებგერითი თვითმფრინავის სიჩქარე მხოლოდ 1-2 ჯერ აღემატება ჰაერის მოლეკულების სიჩქარეს, ეს ეფექტი არ არის იმდენად დრამატული, როგორიც მეტეორის შემთხვევაში.

სურ 3. სურათზე გამოსახულია ტრანს-ბგერითი (0.8 - 1.0 მაჰი) სიჩქარით მოძრავი თვითფმფრინავი. სამაგიეროდ თვითმფრინავის გარშემო მოძრავი ჰაერს  სხვა და სხვა სიჩარე აქვს. ცალკეულ ადგილებში ნაკადის სიჩქარე შეიძლება გახდეს ზებგერითი (1.2 მაჰ). საკმაოდ ჩახლართული ფიზიკის გამო, ფრენის ამ რეჟიმში შეიძლება წარმოიქმნას ე.წ. ორთქლის კონუსი, რომელიც კარგად ჩანს სურათზე. მართალია ორთქლის კონუსი თითქოს და ლამაზად წარმოაჩენს დარტყმითი ტალღის ფრონტს, მაგრამ არ არის აუცილებელი ის წარმოიქმნას დარტყმით ტალღის ფრონტზე, ორთქლწარმოქმნა შეიძლება ჩაჭერილი იქნას ორ დარტყმითი ტალღის ფრონტს შორის. ორთქლის კონუსის წარმოსაქმნელად არის არის უცილებელი თვითმფრინავი ზებგერითი სიჩქარით მოძრაობდეს, საკმარისია ტრანს-ბგერითი სიჩქარეც.

შემკვრივების ჰაერის "დარტყმითი ბალიში" აცხელებს მეტეორს ტემპერატურამდე, რომელებზეც ლითონი იწყებს ნათებას, ლღობას და დუღილს. მეტეორის ზედაპირი სწრაფად ორთქლდება და მხოლოდ იშვიათი მეტეორი ეხება დედამიწის ზედაპირს. იმისთვის რომ ატმოსფეროში შემავალი კოსმოსური ხომალდი მეტეორივით არ ჩაიწვას ატმოსფეროში შესვლისთვის განკუთვნილ მოდულებს წინა მხარეს უკეთებენ ე.წ. თერმულ ფარს. ამ მოდულებს აქვთ სპეციფიური ფორმა (სურ. 4), რომელიც ვარდნილი მეტეორების ფორმით არის შთაგონებული.

სურათი 4. ატმოსფეროში მაღალ სიჩქარეზე შემავალი დასაჯდომი კაფსულა.

დედამიწაზე კოსმოსიდან დაცემულ სხეულს ქვია მეტეორიტი. (არ აურიოთ მეტეორთან. მეტეორს უწოდებენ სხეულებს, რომლებიც მთლიანად ჩაიწვა ატმოსფეროში და არ დაეცა მიწის ზედაპირს).  

რა ზომის უნდა იყოს სხეული, რათა დაეცეს დედამიწის ზედაპირს?

დაეცემა  თუ არა კოსმოსური სხეული დედამიწის ზედაპირზს? ამ კითხვაზე პასუხი მრავალ ფაქტორზეა დამოკიდებული, მათ შორის ვარდნილი სხეულის გვარობაზე (შემადგენლობაზე). მაგრამ თუ შემოვიფარგლებით ქვის და ლითონის მეტეოროიდებით მაშინ ამოცანა შედარებით გამარტივდება და დაიყვანება ვარდნილი სხეულის სიჩქარესა და ზომაზე.

შეიძლება ვიფიქროთ, რომ დედამიწაზე ვარდება მხოლოდ ის სხეული რომლის ზომა საკმარისად დიდია იმისთვის, რომ მან ვერ მოასწროს ატმოსფეროში ბოლომდე დაწვა. ეს მოსაზრება თავისთავად სწორია, მაგრამ მეტეორიტის სიდიდე არ არის მისი წარმოქმნის ერთადერთი და აუცილებელი კრიტერიუმი.

დედამიწის ზედაპირს აღწევენ ის მსუბუქი მეტეორიტებიც, რომლებიც მცირე წონისა და ჰაერის ძლიერი წინააღმდეგობის გამო, სწრაფად კარგავენ საწყის სიჩქარეს. თუკი მათი მოძრაობა საკმარისად შენელდება, ისინი შეწყვეტენ წვას და კაშკაშა ნათებას და შედარებით შეუმჩნევლად გააგრძელებენ დედამიწის ზედაპირისკენ ვარდნას. მაგრამ ასეთი შენელებული მეტეორიტის სიჩქარე მაინც დიდია. დაცემისას ამგვარ ობიექტს საკმაოდ დიდი ზიანის მიყენება შეუძლია (მაგ. 1825 წელს ინდოეთში დაფიქსირდა ადამიანის, მეტეორიტით სიკვდილის ფაქტი. მეტეორიტმა არა მარტო მოკლა ადამიანი, არამედ მეტეორის დაცემით წარმოქმნილმა დარტყმითმა ტალღამ  მეზობელ შენობებში შუშებიც ჩალეწა (იხილეთ ბმული).

გასათვალისწინებელია, რომ ზოგჯერ მეტეორის დიდი ზომები აფერხებენ მის გარდაქმნას მეტეორიტად. საწყისად დიდი მეტეორები ხშირად ვერ უძლებენ ატმოსფეროში წარმოქმნილი დარწყმითი 'ბალიშის' ზემოქმედებას და უფრო მცირე ფრაგმენტებად იშლებიან (სურ.5),

სურ 5. გამოსახულებაზე შეგიძლიათ ნახოთ თუ როგორ წყდებიან დიდ მეტეორს უფრო მცირე ფრაგმენტები. ძირიდადი მეტეორის "კუდში" რჩებიან, რადგანაც უფრო მსუბუქები არიან და ამის გამო სიჩქარეს უფრო სწრაფად კარგავენ.

საინტერესო ფაქტი: დედამიწის მიმართ მხები ტრაექტორიის მქონე მეტეორი ატმოსფერომ საერთოდაც შეიძლება ისევ კოსმოსში აისხლიტოს, ეს ფაქტიც მეტეორის მიერ წარმოქმნილი დარტყმითი "ბალიშით" იქნება გამოწვეული.

მოკლედ, "მომწყდარი ვარსკვლავის" მიღმა, საკმაოდ საინტერესო ფიზიკა იმალება.