Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир - Тим Грегори

Орбитальные резонансы, создающие пустоты в астероидном поясе, обеспечивают условия, при которых астероиды и их мелкие обломки могут сталкиваться и уходить в другие области Солнечной системы. И если в результате этих возмущений орбита астероида или обломка пересекает орбиту Земли, появляется потенциальная возможность захвата этого тела Землей при ее движении вокруг Солнца. Ученые XIX века не сбрасывали со счетов заманчивое предположение, что метеориты могут оказаться именно такими фрагментами пояса астероидов.

Астероидная шрапнель

Пока астрономы глядели вверх в свои телескопы, геологи смотрели вниз: в окуляры микроскопов. В середине XIX века французский геолог Адольф Буасс думал, что он нашел доказательство происхождения метеоритов из обломков планеты, что соответствовало астероидной гипотезе. Он расположил данные об упавших метеоритах в порядке убывания их плотности, так, что получившаяся последовательность напоминала внутреннее строение планеты, похожей на Землю: железные метеориты в центре, представляющем собой металлическое ядро, выше – гибридные железокаменные, а затем каменные метеориты, соответствующие внешней каменной мантии и коре. Сходство состава метеоритов с составом слоев большой планеты было веским физическим доказательством того, что астероиды действительно являются частями фрагментированной планеты и что метеориты происходят из них.

Однако очень важный вопрос по-прежнему оставался нерешенным. Хладни когда-то уже указывал в своих «Железных массах», что скорость, с какой болиды и метеоры проносятся по небу, исключает возможность их возникновения в Солнечной системе: он (а вслед за ним и другие) считал, что для того, чтобы двигаться с такой скоростью, они должны образовываться в межзвездном пространстве. Это противоречило гипотезе астероидного происхождения метеоритов. Хотя научное сообщество с самого начала приняло идею, что болиды и метеориты – это камни, влетающие в земную атмосферу из космического пространства, и что некоторые из них переживают свой огненный спуск и долетают до земной поверхности, проблеме определения точного места их рождения суждено было решиться только в середине XX столетия.

На протяжении 1930-х и 1940-х исследователи сосредоточили свои усилия на том, чтобы фотографически зарегистрировать вход болидов в атмосферу и тем самым лучше понять траекторию их полета в космическом пространстве. Точное определение траектории позволило бы вычислить их скорости и орбиты, а значит, решить, наконец, являются ли метеориты межзвездными объектами или родились внутри Солнечной системы. Но зарегистрировать болид с помощью камеры – вопрос везения. Удачного случая приходится дожидаться долго. И терпение астрономов было вознаграждено. В обсерваториях Соединенных Штатов в конце концов были получены (с длинными экспозициями) фотографии пролетающих болидов. Вычисления, основанные на измеренных скоростях и направлениях входа болидов в атмосферу, показали: эти болиды произошли из камней, двигавшихся по околосолнечным орбитам. Они родились не в межзвездном, а в межпланетном пространстве – здесь, в нашей Солнечной системе.

К середине 1950-х, в разгар холодной войны, Чехословакия, как и многие другие страны, создала сеть фотографических станций слежения за небом, чтобы регистрировать траектории движения искусственных спутников. Непрерывный мониторинг космического пространства был вопросом национальной безопасности. В апреле 1959 года несколько камер станции слежения в Пршибраме, маленьком чешском городке в сорока пяти километрах к юго-западу от Праги, одновременно зафиксировали пролет болида. Этот болид видело и множество людей – он был заметен на площади почти в восемь тысяч квадратных километров и, падая, ярко осветил все ночное небо. Впервые в истории болид был фотографически зарегистрирован более чем одной камерой. Поскольку входная траектория болида была снята под разными углами, ее смогли измерить методом триангуляции и вычислить с высокой точностью. Это позволило предсказать и место падения метеорита. Предсказание оказалось точным: через пару недель был найден дочерна обуглившийся каменный метеорит размером с большое яблоко. Еще три фрагмента того же метеорита были найдены в последующие месяцы: камень, пролетая сквозь атмосферу, развалился на части.

Но траекторию камня удалось вычислить не только после, но и до его входа в атмосферу. На основании измеренных скорости и направления полета болида был определен путь камня в космосе: он приблизился

к Земле по сильно вытянутой эллиптической орбите, пересекающей земную. Метеорит Пршибрам прилетел из внешней части пояса астероидов. Это было первое прямое доказательство того, что небесные камни действительно происходят из пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера.

За десятилетия слежения за небом при помощи сети фотографических камер, разбросанных по всему земному шару, и развития методов восстановления орбит болидов в космическом пространстве, из измерений скорости и направления входа болидов в земную атмосферу удалось точно рассчитать еще много орбит метеоритов, в том числе таких как Иннисфри, который упал в Альберте (Канада) в 1977 году, Моравка – в Чехии в 2000-м и Парк Форест – в Иллинойсе (США) в 2003 году. Каждый из них, как и Пршибрам, был зарегистрирован фотографически; в каждом случае удалось собрать упавшие обломки. Фрагмент метеорита Моравка размером с яблоко исключительно удачно угодил прямо в елку, выросшую рядом с чьим-то домом.

Астероидов, которые могут прилетать к нам в виде метеоритов, великое множество. С тех пор как Пьяцци в 1801 году случайно открыл Цереру, в поясе астероидов были обнаружены и внесены в каталог сотни тысяч объектов. Церера оказалась не только первым открытым, но и самым большим астероидом, заметно крупнее всех остальных: ее поперечник чуть меньше 1 000 километров, то есть она размером с Британию. Паллада и Веста обе имеют поперечник около 500 километров – примерно с Англию. Согласно оценкам, существует от одного до двух миллионов астероидов размером больше километра, и нам еще очень далеко до того, чтобы нанести их все на карту неба. Однако крупные астероиды составляют скорее исключение, чем правило, – они встречаются тем реже, чем они крупнее. Вероятно, число астероидов размерами менее километра составляет многие миллиарды; при этом нижней границы их размера не существует – от метра и меньше.

Бесшумно обращаясь вокруг Солнца, астероиды сталкиваются и при этом разлетаются на несущиеся с большой скоростью обломки либо же забредают на орбиты, слишком близкие к одному из люков Кирквуда с их гравитационными резонансами. И в том, и в другом случае они или их фрагменты могут оказаться во внутренней части Солнечной системы. Множество таких камней летит сквозь межпланетное пространство. Большая часть из тех, что пересекают орбиту Земли, – крохотные тела размером от пылинки до фасолины; пролетая сквозь земную атмосферу, они полностью сгорают. Однако в долгой истории камней большего размера, если они выживают после своего огненного полета и оказываются на поверхности Земли, открывается новая глава. Большинство метеоритов так и остаются необнаруженными и по прошествии