|
Почему метеорные потоки настолько непредсказуемы
|
|
|
|
Почему кометы и их метеорные потоки то приближаются к орбите Земли, то сходят с нее, а их орбиты со временем расходятся? В статье, опубликованной в журнале Icarus, два исследователя из Института SETI показывают, что это происходит не из-за случайного притяжения планет, а скорее из-за толчка, который они получают от движущегося солнца.
|
|
|
|
"Вопреки распространенному мнению, не все в Солнечной системе вращается вокруг Солнца", - сказал ведущий автор и ученый из Института SETI Стюарт Пилорз. "Скорее всего, солнце и планеты вращаются вокруг своего общего центра масс, известного ученым как барицентр Солнечной системы".
|
|
|
|
Барицентр Солнечной системы - это общеизвестная точка, в которую греческий бог Атлас держал свой палец, чтобы уравновесить массы Солнца и планет. Все планеты вращаются вокруг этого барицентра, но и солнце тоже.
|
|
|
|
"Обычно, когда мы строим наши численные модели, - сказал Пилорц, - мы помещаем солнце в центр из соображений удобства, потому что это самое массивное тело в Солнечной системе, и это упрощает релятивистские уравнения".
|
|
|
|
Команда ученых обнаружила, что такой подход, возможно, не лучший способ понять физические процессы, лежащие в основе эволюции орбит долгопериодических комет. Они движутся по орбитам, которым требуется более 200 лет, чтобы обогнуть Солнце.
|
|
|
|
|
|
|
"Долгопериодические кометы проводят большую часть своей жизни так далеко от Солнечной системы, что ощущают притяжение барицентра", - сказал Пилорц. "Но каждые несколько сотен лет они пролетают по орбите Юпитера и попадают под влияние Солнца".
|
|
|
|
Приближаясь к Солнцу, кометы выбрасывают частицы, называемые метеорными телами. Эти метеорные тела следуют за кометой, но некоторые движутся по более короткой орбите и возвращаются раньше, другие - позже, создавая метеорный поток. Когда они только формируются, эти потоки чрезвычайно тонкие, и вероятность их попадания на Землю невелика.
|
|
|
|
"Еще в 1995 году наша область была в зачаточном состоянии, и многие думали, что предсказать, когда эти потоки вызовут метеоритный дождь на Земле, так же сложно, как предсказать погоду", - сказал метеорный астроном и соавтор Питер Дженнискенс из Института SETI и исследовательского центра Эймса НАСА.
|
|
|
|
Дженнискенс заметил, что потоки перемещались по орбите Земли вслед за движением Солнца вокруг барицентра Солнечной системы. Он предсказал, что ливень вернется, когда Юпитер и Сатурн вернутся в определенные положения на своей орбите.
|
|
|
|
"Мы отправились в Испанию, чтобы запечатлеть один из таких ливней, и увидели то, что в прошлом описывалось как "звезды падают в полночь", - сказал Дженнискенс. "Весь ливень продолжался всего 40 минут, но каждую минуту на пике был яркий метеор".
|
|
|
|
Это предсказание было основано на том, что колебание Солнца в основном отражает движение двух самых массивных планет, Юпитера и Сатурна, по их орбите вокруг него. Это колебание небольшое, едва заметное за пределами самого Солнца, но достаточное для изменения положения Солнца и его скорости за периоды в 12 лет (орбита Юпитера) и 30 лет (орбита Сатурна), что примерно соответствует 60-летней схеме.
|
|
|
|
"Ранее нам удалось показать на компьютерных моделях, что эти потоки действительно перемещаются по траектории Земли и отклоняются от нее, а также следуют за колебаниями Солнца, - сказал Дженнискенс, - но мы не знали почему".
|
|
|
|
В этом недавно опубликованном исследовании Дженнискенс совместно с Пилорцем исследовали, как метеорные потоки долгопериодических комет рассеиваются с течением времени, чтобы узнать, как наилучшим образом использовать этот след из крошек для поиска их родительских комет.
|
|
|
|
"Основным результатом этого исследования, - сказал Пилорц, - было просто наблюдение за тем, что если мы будем отслеживать тот факт, что Солнце движется вокруг барицентра, мы увидим, что большая часть того, что на самом деле заставляет кометы и метеороиды рассеиваться, заключается в том, что каждая из них получает гравитационное ускорение или торможение от движущееся солнце, когда они проходят рядом с ним, — точно так же, как мы используем столкновения с планетами для ускорения или замедления движения космических аппаратов".
|
|
|
|
Явление гравитационного усиления или торможения часто сравнивают с отскакиванием теннисного мяча от передней или задней части движущегося поезда.
|
|
|
|
"Но чтобы это сработало, поезд должен двигаться", - отметил Пилорз. "В нашем случае, если мы рассмотрим солнце, зафиксированное в центре, мы не увидим, что это все, что происходит".
|
|
|
|
Исследователи заметили, что внутри орбиты Юпитера движение метеороида изменилось с движения вокруг барицентра на движение вокруг центра Солнца.
|
|
|
|
"Мы обнаружили, что два скачка в плоскости движения, когда солнце берет управление на себя при приближении кометы, а затем снова передает управление барицентру, когда комета удаляется, немного изменяют угол наклона и узел орбиты", - сказал Пилорц. "Опять же, если мы рассмотрим солнце, зафиксированное в центре, причина этого изменения неочевидна".
|
|
|
|
Метеороиды, находящиеся в разных точках потока, сталкиваются с солнцем в разное время, поэтому с течением времени они по-разному воздействуют друг на друга, а поток переплетается и рассеивается. Случайность в основном обусловлена положением Солнца и скоростью его движения по орбите вокруг барицентра, когда каждый метеороид сталкивается с ним.
|
|
|
|
"Именно здесь может быть важна точка зрения человека", - добавил Пилорц. "Мы привыкли говорить себе, что движение кометы меняется случайным образом из-за серии сложных возмущений, исходящих от планет. В этом нет ничего неправильного, но если мы вспомним, что солнце также вращается вокруг барицентра, объяснение станет намного проще".
|
|
|
|
Справедливости ради, планеты определяют движение Солнца в той же степени, в какой оно определяет их движение. Однако, чтобы знать, как быстро рассеиваются потоки долгопериодических комет, подробности этого танца не нужны.
|
|
|
|
"Все еще необходимо учитывать планетарные силы, чтобы обеспечить систематический крутящий момент, вызывающий прецессию", - сказал Пилорц. "Это происходит в основном, когда метеороиды находятся между орбитами Юпитера и Сатурна".
|
|
|
|
На основе измеренных рассеиваний дождевых потоков команда вычислила возраст более 200 долгопериодических кометных метеороидных потоков, которые были опубликованы в последней книге Дженнискенса "Атлас метеорных потоков Земли".
|
|
|
|
Источник
|
