Кіріспе

Жер атмосферасына метеороидтардың енуінен туындайтын аспан құбылысы.

Метеорлардың түсуі

Метеорлық жауын – түнгі аспанның бір нүктесінен таралып немесе басталатын көптеген метеорларды бақылауға мүмкіндік беретін аспан құбылысы. Бұл метеорлардың себебі – Жер атмосферасына өте жоғары жылдамдықпен, параллель траекториямен кіретін метеоридтер деп аталатын ғарыш қалдықтарының ағындары. Көптеген метеорлар құм дәнінен де кішкентай болғандықтан, олардың көбісі ыдырап, Жер бетіне ешқашан тимейді. Өте қарқынды немесе ерекше метеорлық жауын – метеорлық шашырау және метеорлық дауылдар деп аталады, олар сағатына кем дегенде 1000 метеор тудырады, ең белгілісі – Леонидтер. Метеорлық деректер орталығы 900-ден астам күдікті метеорлық жауынды тізімдеген, олардың шамамен 100-і жақсы анықталған. Көптеген ұйымдар интернетте бақылау мүмкіндіктерін ұсынады. НАСА белсенді метеорлық жауын картасын күнделікті жаңартып отырады.

Тарихи даму

1583 жылдың тамызындағы метеор жауыны Тимбукту қолжазбаларында тіркелген. Қазіргі замандағы алғашқы үлкен метеорлық дауыл 1833 жылдың қарашасындағы Леонидтер болды. Бір бағалау бойынша, сағатына жүз мыңнан астам метеордың шыңы, ал дауыл басылған кезде жасалған басқа бағалау бойынша, Солтүстік Американың Роки тауларынан шығысқа қарайғы аймағында 9 сағат ішінде екі жүз мыңнан астам метеор байқалды. Америкалық Денисон Олмстед (1791–1859) осы құбылысты ең дәл түсіндірді. 1833 жылдың соңғы апталарын ақпарат жинаумен өткізген ол, 1834 жылдың қаңтарындағы зерттеулерін 1834 жылдың қаңтар-сәуір және 1836 жылдың қаңтар айларында жарияланған American Journal of Science and Arts журналында ұсынды. Ол жауынның қысқа мерзімді болғанын, Еуропада көрінбегенін және метеорлардың Арыстан шоқжұлдызындағы бір нүктеден шыққандай көрінгенін атап өтті. Ол метеорлардың ғарыштағы бөлшектер бұлтынан пайда болғанын болжады. Жұмыс жалғасты, бірақ дауылдардың пайда болуына қарамастан, жылдық жауын-шашынның себебін түсіну зерттеушілерді қынжырлы етті. Метеорлардың нақты табиғаты 19 ғасырда да талқыланып келді. Көптеген ғалымдар (Александр фон Гумбольдт, Адольф Кветель, Юлиус Шмидт) метеорларды атмосфералық құбылыс деп есептеді, бірақ итальяндық астроном Джованни Шиапарелли 1867 жылы жарық көрген "Құлайтын жұлдыздардың астрономиялық теориясы туралы жазбалар" еңбегінде метеорлар мен кометалар арасындағы байланысты анықтады. 1890 жылдары ирланд астрономы Джордж Джонстон Стоуни (1826–1911) және британдық астроном Артур Мэтью Уэлд Даунинг (1850–1917) алғаш рет Жер орбитасындағы шаңның орнын есептеуге тырысты. Олар 1898 және 1899 жылдардағы Леонидтердің қайталануына дейін 55P/Tempel Tuttle кометасының 1866 жылы шығарған шаңын зерттеді. Метеорлық дауылдар күтілді, бірақ соңғы есептеулер шаңның көп бөлігі Жер орбитасының ішінде болатынын көрсетті. Германиядағы Königliches Astronomisches Rechen Institut (Royal Astronomical Computation Institute) ғалымдары да тәуелсіз түрде осы нәтижеге келді. Бұл маусымда метеорлық дауылдардың болмауы есептеулерді растады, бірақ сенімді болжамдар жасау үшін жақсырақ есептеу құралдары қажет болды. 1981 жылы Jet Propulsion Laboratory-ден Дональд К. Йеоманс Леонидтер метеорлық жауынының және Темпель Таттл кометасының динамикалық орбитасының тарихын қарастырды. Оның графигі Sky and Telescope журналында қайта жарияланды. Онда Жер мен Темпель Таттлдың салыстырмалы орналасуы және Жердің тығыз шаңмен кездескен жерлері көрсетілген. Бұл метеориттердің көбінесе кометаның жолында немесе одан тыс жерде екенін көрсетті, бірақ күшті дауылдарға себеп болатын бөлшектер бұлты арқылы Жердің өтетін жолдары, шамалы белсенділік жолдарына жақын болды. 1985 жылы Е. Д. Кондратьева мен Е. А. Резников алғаш рет Леонидтер метеорлық дауылдарына себеп болған шаңның шығарылған жылдарын дұрыс анықтады. 1995 жылы Питер Дженнискенс шаңнан пайда болған Альфа Моноцеротидтердің күрт өрбуін болжады. 1999 жылғы Леонид дауылына дайындалып, Роберт Х. Макнотт, Дэвид Ашер және Финляндиялық Эско Литинен батыста бұл әдісті алғаш рет қолданды. 2006 жылы Дженнискенс алдағы 50 жылдағы шаң іздерімен кездесулер туралы болжамдарын жариялады.

Сәулелену нүктесі

Метеорлар жауындығының бөлшектерінің барлығы параллель бағыттармен және бірдей жылдамдықпен қозғалғандықтан, төмендегі бақылаушыға олар аспандағы бір нүктеден шығып келе жатқандай көрінеді. Бұл сәуле шығу нүктесі перспективаның әсерінен туындайды, бұл параллель теміржол жолдарының горизонттағы бір нүктеде түйісетініне ұқсас. Метеорлар жауыны әдетте метеорлардың шығатын сияқты көрінетін шоқжұлдыздың атымен аталады. Бұл "тұрақты нүкте" Жер өзінің осімен айналуына байланысты түн бойы аспанда баяу жылжиды, сондай-ақ жұлдыздардың аспанда баяу қозғалуының себебі де осы. Жер Күннің айналасындағы орбитасымен қозғалуына байланысты сәуле шығу нүктесі де түннен-түнге жұлдыздардың фонында сәл жылжиды (радианттық дрейф). "Тұрақты нүктелердің" жылжу карталары үшін 2017 жылғы Халықаралық метеор ұйымының (IMO) метеорлар жауыны күнтізбесіне қараңыз. Жылжымалы сәуле шығу нүктесі ең жоғары нүктеге жеткенде, ол сол түні бақылаушының аспанына жетеді. Күн шығыс горизонттан аспанға көтеріле бастайды. Осы себепті метеорлар жауынын көруге ең қолайлы уақыт әдетте таңға дейін сәл бұрын болады – көруге қол жетімді метеорлардың максималды саны мен аспанның жарықтануы арасындағы тепе-теңдік, бұл оларды көруді қиындатады.

Атау беру

Метеорлардың жауын-шашыны ең жақын орналасқан шоқжұлдыздың немесе грек немесе рим әріптерімен белгіленген жарқыраған жұлдыздың атымен аталады, бұл жұлдыз жауын-шашынның ең жоғары нүктесіне жақын орналасқан радиантқа жақын болады. Латын тіліндегі иелену формасының грамматикалық өзгерісі "id" немесе "ids" деп алмастырылады. Сондықтан, Delta Aquarii жұлдызының жанынан ( "i" белгісімен) шығатын метеорлар Delta Aquariids деп аталады. Халықаралық астрономиялық одақтың метеорлар жауынының номенклатурасы жөніндегі топтары және IAU-ның метеорлық деректер орталығы метеорлар жауынының номенклатурасын және қай жауындар белгіленгенін қадағалайды.

Метеориттік ағынның пайда болуы

Метеорлар жауын Жер сияқты планета мен кометаның қалдықтарының өзара әрекеттесуінен туындайды. Кометалар су буының тартылуы арқылы, Фред Уиппл 1951 жылы көрсеткендей, және ыдырау арқылы қалдықтарды жасайды. Уиппл кометаларды Күнді айналатын, мұзға сіңген тау жыныстарынан тұратын «қоқыс қар шары» ретінде көзге елестетті. «Мұз» су, метан, аммиак немесе басқа ұшқыш заттардан, жеке немесе біріктіріліп болуы мүмкін. «Тастың» мөлшері шаң-тозаңнан кішкентай тасқа дейін әртүрлі болуы мүмкін. Шаң бөлшегінің мөлшеріндегі қатты денелер құм түйіршігінің мөлшеріндегілерге қарағанда әлдеқайда көп, ал құм түйіршігінің мөлшеріндегілер кішкентай тас мөлшеріндегілерге қарағанда одан да көп. Мұз жылынып, сублимацияланғанда, бу шаң, құм және тас-талшықты бірге итереді. Комета Күн орбитасымен қозғалған сайын, оның мұзының бір бөлігі буланып, белгілі бір метеороидтар түсіріледі. Метеороидтар кометаның барлық траекториясы бойымен таралып, метероид ағынын құрайды, ол «тозаң іздері» деп те аталады (кометаның «газ құйрығынан» өзгеше, ол күн сәулесінің қысымымен тез тарап кететін ұсақ бөлшектерден пайда болады). Жақында Питер Дженнискенс көптеген қысқа мерзімді метеорлардың жауын-шашыны белсенді кометалардың қалыпты су буының тартылуынан емес, көбінесе ұйықтап жатқан кометадан үлкен бөліктердің сирек үзілуінен туындайды деп мәлімдеді. Мысалы, Квадрантидтер мен Геминидтер шамамен 500 және 1000 жыл бұрын, сәйкесінше 196256 және 3200 Фаэтон астероидтарына ұқсас нысандардың ыдырауынан пайда болған. Бөлшектер тез арада шаң, құм және тас-талшыққа айналып, комета орбитасы бойымен таралып, тығыз метероид ағынын құрайды, ол кейіннен Жердің жолына жетеді.

Метеоридтік ағынның динамикалық дамуы

Уиппл шаң бөлшектерінің кометаға қатысты төмен жылдамдықпен қозғалатынын болжағаннан кейін көп ұзамай Милос Плавек алғаш рет шаң іздері туралы идея ұсынды, ол кометадан босаған метеориттердің бір орбитаны аяқтағаннан кейін кометаның алдында немесе артында қалай қалықтайтынын есептеді. Бұл эффект қарапайым аспан механикасымен түсіндіріледі – материал кометадан аздап жанына қарай жылжып, кометаның алдында немесе артында қалықтайды, себебі кейбір бөлшектердің орбитасы басқаларына қарағанда кеңірек болады, сондай-ақ бұрынғы жер бетіндегі дауылдардың кеңінен танылмаған байқауларынан да мәліметтер алынған. Ұзақ уақыт өткенде шаң іздері күрделі жолдармен эволюциялайды. Мысалы, кейбір қайта оралатын кометалардың және олардан шыққан метеориттердің орбиталары Юпитермен немесе басқа ірі планеталардың біреуімен резонанстық байланыста болады – яғни, біреуінің бірнеше айналымы екіншісінің белгілі бір санына тең болады. Бұл филамент деп аталатын душ компонентін құрайды. Екінші эффект – планетамен жақыннан кездесу. Метеориттер Жердің жанынан өтетін кезде, кейбіреулері жылдамдығын арттырады (күнді айналатын кеңірек орбитаға түседі), ал басқалары баяулайды (қысқа орбитаға түседі), нәтижесінде келесі рет комета келгенде шаң іздерінде үзілістер пайда болады (перде ашылғандай, үзілістің басында және соңында бөлшектер жиналады). Сонымен қатар, Юпитердің әсері шаң іздерінің бөліктерін, әсіресе қысқа мерзімді кометалар үшін, айтарлықтай өзгерте алады, осы кезде шаң түйіршіктері Күнді айналатын орбитадағы ең алыс нүктеде алып планетаға жақындап, ең баяу қозғалады. Соның салдарынан іздерде түйісулер, өрілулер немесе жарты ай тәрізді иілістер пайда болады, әрбір материал шығарылымында. Үшінші эффект – сәулелену қысымы, ол аз массалы бөлшектерді Күннен алыс орбиталарға итеріп жібереді, ал көп массалы объектілер (болидтер немесе от шары үшін жауапты) сәулелену қысымына аз сезімтал болады. Бұл кейбір шаң іздерін жарқын метеорларға бай, ал басқаларын әлсіз метеорларға бай етеді. Уақыт өте келе бұл эффектілер метеориттерді таратып, кеңірек ағын құрайды. Осы ағындардан көрінетін метеорлар жылдық жауынның бөлігі болып табылады, себебі Жер әр жыл сайын осы ағындармен шамамен бірдей жылдамдықпен кездеседі. Метеориттер зодиактық бұлттағы басқа метеориттермен соқтығысқанда, олар ағынмен байланысын жоғалтады және "спорадикалық метеорлар" фонының құрамына кіреді. Олар кез келген ағын немесе ізден ұзақ уақыт бұрын тарағаннан кейін, жеке-жеке метеорларға айналады, ешқандай жауынның бөлігі емес. Бұл кездейсоқ метеорлар алдыңғы жауынның сәулесінен шыққандай көрінбейді.

Персеидтер мен Леонидтер

Көптеген жылдары ең жақсы көрінетін метеор жауыны – Персеидтер, олар әр жылдың 12 тамызында минутына бір метеордан көп болады. NASA метеордың сағатына қанша көрінетінін есептеуге арналған құралға ие. Леонид метеор жауыны жыл сайын 17 қарашада шарына жетеді. Леонид жауыны сағатына мыңдаған метеорлармен метеорлық дауыл тудырады. Леонид дауылдары 1833 жылғы қарашадағы дауыл кезінде метеорлардың Гамма Леонид жұлдызының жанынан таралып шыққандығы алғаш рет анықталғанда, "метеор жауыны" терминінің пайда болуына себеп болды. Соңғы Леонид дауылдары 1999, 2001 (екі рет) және 2002 (екі рет) жылдары болды. Одан бұрын 1767, 1799, 1833, 1866, 1867 және 1966 жылдары да дауылдар болған. Леонид жауыны дауылдамаған кезде, Персеидтерге қарағанда әлсіз болады. Оң жақтағы 2021 жылғы метеор жауындарының инфографикасын қараңыз.

Метеориттік жауын-шашын

Халықаралық астрономиялық одақтың метеорлар жауын-шашын тізімінде ресми атаулар берілген. Шашу уақыты Аталық объектісі Квадрантидтер қаңтар айының басында Кіші планета 2003 EH және C/1490 Y1 кометасының аталық объектісімен бірдей. Сондай-ақ, C/1385 U1 кометасы мүмкін көз ретінде зерттелді. Лиридтер сәуір айының аяғында Тэтчер Пи Пуппидтер (периодикалық) сәуір айының аяғында 26P/Grigg–Skjellerup кометасы Эта Акваридтер мамыр айының басында 1P/Halley кометасы Аретидтер маусым айының ортасында 96P/Machholz, Marsden және Kracht кометалар тобы кешені Бета Тауридтер маусым айының аяғында 2P/Encke кометасы Маусым Ботидтері (периодикалық) маусым айының соңында 7P/Pons Winnecke кометасы Оңтүстік Дельта Акваридтер шілде айының аяғында 96P/Machholz, Marsden және Kracht кометалар тобы кешені Персеидтер тамыз айының ортасында 109P/Swift Tuttle кометасы Каппа Сигнидтер тамыз айының ортасында 2008 ED69 кіші планетасы Ауригидтер (периодикалық) қыркүйек айының басында C/1911 N1 (Kiess) кометасы Драконидтер (периодикалық) қазан айының басында 21P/Giacobini Zinner кометасы Орионидтер қазан айының аяғында 1P/Halley кометасы Оңтүстік Тауридтер қараша айының басында 2P/Encke кометасы Солтүстік Тауридтер қараша айының ортасында 2004 TG кіші планетасы және басқалары Андромедидтер (периодикалық) қараша айының ортасында 3D/Biela кометасы Альфа Моноцеротидтер (периодикалық) қараша айының ортасында белгісіз Леонидтер қараша айының ортасында 55P/Tempel Tuttle кометасы Фениксидтер (периодикалық) желтоқсан айының басында 289P/Blanpain кометасы Геминидтер желтоқсан айының ортасында 3200 Phaethon кіші планетасы Урсидтер желтоқсан айының соңында 8P/Tuttle кометасы Canis Minorids

Жерден тыс метеорлар жауын

Күн жүйесіндегі атмосферасы жеткілікті мөлшерде түзік болатын кез келген денеде де метеорлар жауын-шашыны болуы мүмкін. Ай Жерге жақын орналасқандықтан, сол жауын-шашынды бастан кешіруі мүмкін, бірақ атмосферасы болмауына байланысты өзіне тән құбылыстарға ие болады, мысалы, натрий құйрығын едәуір ұзартуы мүмкін. NASA қазіргі таңда Маршалл ғарыш орталығында Айға тиген әсерлерді тіркеп отыратын тұрақты деректер базасын ұстап тұр, бұл жауын-шашыннан болсын, болмасын. Көптеген планеталар мен айларда ұзақ уақытқа созылған соққыдан пайда болған кратерлер бар. Бірақ жаңа кратерлер, тіпті метеорлық жаңбырлармен байланысты болуы да мүмкін. Марста және оның айларында метеорлар жауады. Бұл құбылыс әлі басқа планеталарда байқалған жоқ, бірақ олардың болуы мүмкін деп болжауға болады. Әсіресе Марс үшін, бұл Жерде көрінетін жауын-шашыннан өзгеше, себебі Марс пен Жердің орбиталары кометалардың орбиталарына қатысты ерекшеленеді. Марстың атмосферасы жердегідей тығыздықтың бір пайызынан да аз, бірақ метеориттер соқтығысатын жоғарғы қабаттарында екеуі де ұқсас. Метеорлар үшін биіктіктегі ауа қысымы шамалы ерекшесе де, әсерлері көбінесе бірдей болады. Метеориттердің Күннен алшақтауына байланысты қозғалысының салыстырмалы түрде баяу болуы метеордың жарқырауын аздап төмендетуі мүмкін. Бірақ бұл баяу түсу метеорлардың ыдырауына көбірек уақыт беруімен өтелуі мүмкін. 2004 жылдың 7 наурызында Марс зерттеу ровері Spirit панорамалық камерасы 114P/Wiseman Skiff кометасымен байланысты Марстағы метеор жауынынан туындаған метеордың іздерін тіркеді. 2007 жылдың 20 желтоқсанында осы жауыннан күшті әсер күтілді. Тағы да болжамдалып отырған жауын-шашындарға Жердегі Эта-Акваридтермен байланысты "Ламбда-Жемілдлер" жауыны (яғни екеуі де 1P/Галлей кометасымен байланысты), 13P/Ольберс кометасымен байланысты "Бета Ырысқос" жауыны және 5335 Дамоклден "Драконидтер" жауыны жатады. Юпитерде жекелеген үлкен соқтығыстар байқалды: 1994 жылғы Шоумейкер-Леви 9 кометасы қысқаша із қалдырды, содан бері де бірнеше оқиғалар тіркелді (Юпитердегі оқиғалар тізімін қараңыз). Метеорлар немесе метеорлық жауын-шашын атмосферасы бар Күн жүйесіндегі көптеген денелер үшін талқыланды: Меркурий, Венера, Сатурнның айы Титан, Нептунның айы Тритон және Плутон.