По существу, астероиды и метеориты — тела одной природы. Мы называем метеоритами те из астероидов, которые, обладая сильно вытянутыми эллиптическими орбитами, сталкиваются с нашей Землей и в результате этого попадают на земную поверхность.
К сожалению, надежно определенных орбит метеоритов мало. Никто не знает заранее, где и когда упадет метеорит. Падение метеорита происходит совершенно неожиданно, его полет в атмосфере продолжается немногие секунды, и лишь иногда, чисто случайно, удается надежно пронаблюдать полет метеорита сразу из двух или нескольких пунктов. В таких случаях несложные вычисления дают все элементы первоначальной орбиты столкнувшегося с Землей небесного тела.
Как раз такая исключительно удачная ситуация сложилась 12 февраля 1947 г., когда на Дальнем Востоке, в районе Сихотэ-Алинcкого хребта, произошло падение крупного метеорита. Его полет наблюдали сотни очевидцев, как с поверхности Земли, так и с самолета, а художник Медведев из города Имана сумел даже нанести эту неожиданную «деталь» на изображенный им пейзаж.
При входе в земную атмосферу масса Сихотэ-Алинского метеорита составляла примерно тысячу тонн. Затормозившись в атмосфере, метеорит распался на множество осколков, которые упали на Землю, образовав при этом воронкообразные углубления — так называемые ударные метеоритные кратеры. Среди доставленных в Москву осколков есть и совсем крошечные, весом в доли грамма, есть и глыбы, весящие почти две тонны.
Орбита этого космического гостя, вычисленная Н. Б. Дивари, оказалась весьма примечательной. Ее большая полуось равна 2,16 а. е., эксцентриситет 0,54. Перигелий располагался вблизи земной орбиты, наклонение орбиты составляло 9°,4, а расстояние афелия от Солнца 3,3 а. е. Короче говоря, осколок, названный нами Сихотэ-Алинским метеоритом, пришел к нам из пояса астероидов, из самой плотной части астероидного кольца. Случай этот далеко не единственный.
Весной 1959 г. чехословацкие астрономы на нескольких станциях установили специальные автоматические камеры. И надо же было такому случиться — 7 апреля 1959 г. над Чехословакией пролетел не просто метеорит, а рой метеоритов, настоящий метеоритный дождь, получивший наименование Пшибрам. Замечательно, что полет метеоритов фиксировался фотокамерами сразу из двух пунктов, находящихся в 40 км друг от друга. В сущности, произошло то же, что и в 1947 г. Хрупкая космическая глыба не выдержала сопротивления воздуха, распалась, не долетев до Земли, на множество осколков, образовав метеоритный дождь. Первоначальную орбиту метеорита удалось установить еще более уверенно, чем для Сихотэ-Алинского метеорита.
Снова можно утверждать, что к нам пожаловал гость из пояса астероидов, только на этот раз афелий орбиты Пшибрамского метеорита был ближе расположен к орбите Юпитера. Если бы столкновение с Землей не оказалось для метеорита катастрофическим, он подошел бы к Солнцу почти так же близко, как Венера. Сравните орбиты Сихотэ-Алинского. и Пшибрамского метеоритов с орбитами астероида Икар. Они совершенно однотипны, и сходство это не случайно, так как оно подтверждается и другими данными. Сихотэ-Алинский метеорит был телом очень небольшим — до влета в земную атмосферу его поперечник не превышал нескольких метров.
Если масса метеорита исчисляется многими тысячами тонн или того больше, то земная атмосфера затормозить такое космическое тело не в состоянии. Почти не потеряв первоначальную скорость, оно врезается в поверхность Земли, и при этом кинетическая энергия метеорита переходит в энергию мощного взрыва. Термин «взрыв» здесь не образное описание явления, а совершенно точная его физическая характеристика. При столкновении с Землей кристаллическая решетка метеорита мгновенно разрушается, и метеорит становится, по существу, не твердым телом, а сильно сжатым газом. Газ этот стремительно расширяется, выделяя энергию. Подсчитано, что если скорость соударения равна 4 км/сек, то метеорит взрывается с такой же мощью, как равное ему по массе количество тринитротолуола. При большей скорости энерговыделение быстро растет. Вот почему при встрече Земли с исполинскими метеоритами на земной поверхности остаются заметные «шрамы» — взрывные метеоритные кратеры. По форме они напоминают воронки от взорвавшихся бомб или мин, внутри них очень мало или совсем нет метеоритных осколков (основная масса метеорита при взрыве испаряется), но размеры таких кратеров могут быть весьма внушительными. При этом теория позволяет приближенно оценить размеры метеорита, образовавшего данный взрывной кратер.
До недавнего времени Аризонский метеоритный кратер считался самым крупным. При диаметре 1,2 км его глубина достигает 175 ж, и на однообразном фоне Аризонской пустыни этот космический шрам весьма заметен. Можно подсчитать, что в этом месте примерно 25 тысячелетий назад в земную поверхность врезался метеорит поперечником около 25 м и весом порядка 60—70 тыс. т.
Сейчас стали известными метеоритные кратеры гораздо больших размеров. В Северной Америке сначала с самолетов, а затем и наземными средствами были обнаружены исполинские метеоритные кратеры с поперечниками до 32 км. В Южной Африке давно известно так называемое кольцо Вредефорта поперечником 50 км. Можно подсчитать, что этот шрам на лице Земли возник при падении метеорита диаметром около 1,5 км.
Но такая исполинская глыба не уступает в размерах Икару, Гермесу и множеству известных нам типичных астероидов. С другой стороны, недавно в Антарктиде под слоем льда обнаружен метеоритный кратер диаметром около 250 км. Некоторые исследователи приводят убедительные доводы в пользу того, что дуга Гудзонова залива — лишь часть вала разрушенного временем метеоритного кратера поперечником 440 км. Но тогда получается, что Земля сохранила следы встречи с астероидами поперечником в десятки километров! Напрашивается естественный вывод: как по орбитам, так и по размерам метеориты и наиболее мелкие из известных астероидов сходны друг с другом.
Те немногие из физических характеристик астероидов, которые можно получить непосредственно из астрономических наблюдений, и, с другой стороны, данные лабораторного изучения метеоритов снова указывают на тесное родство этих небесных тел. Колебания блеска астероидов указывают на их неправильную, осколочную форму. Но такую форму имеют и метеориты. В лабораторных условиях можно определить показатель цвета для разных метеоритов — ведь звездная величина есть мера освещенности, измеряемой лабораторными средствами.
Несколько слов о продуктах распада комет и астероидов. Они различны, как различны и сами эти малые тела. Дробясь и разрушаясь, кометные ядра порождают в основном рыхлые, снежинкообразные метеорные тела. Судя по всему, процесс измельчания астероидов (в результате взаимных столкновений) приводит к образованию мельчайшей твердой космической пыли. Современные датчики космических аппаратов регистрируют пылинки весом всего в 1013 г, но и это, по-видимому, еще не предел раздробленности астероидного вещества.
Есть основания думать, что мельчайшие осколки астероидов гораздо плотнее типичных метеорных тел, приближаясь в этом качестве к железным и каменным метеоритам. Академик В. Г Фесенков рассмотрел с количественной стороны процесс непрерывного распада, «дезагрегации» астероидов. В результате проведенных расчетов он пришел к выводу, что «каким бы путем ни происходило размельчение астероидов, какие бы скорости выброса при этом ни имели место, но значительная часть космической пыли должна сосредоточиваться именно в поясе астероидов».