Astronomia meteorytów

Meteoryt, każdy dość mały naturalny obiekt z przestrzeni międzyplanetarnej - tj. meteoroid - który przetrwa przejście przez ziemską atmosferę i wyląduje na powierzchni. We współczesnym użyciu termin ten jest szeroko stosowany do podobnych obiektów, które lądują na powierzchni innych stosunkowo dużych ciał. Na przykład fragmenty meteorytu znaleziono w próbkach zwróconych z Księżyca, a łazik mechaniczny Opportunity zidentyfikował co najmniej jeden meteoryt na powierzchni Marsa. Największy meteoryt zidentyfikowany na Ziemi został znaleziony w 1920 roku w Namibii i został nazwany meteorytem Hoba. Ma 2,7 metra średnicy, waży prawie 60 ton i jest wykonany ze stopu żelaza i niklu. Najmniejsze meteoryty, zwane mikrometeorytami, mają wielkość od kilkuset mikrometrów (μm) do tak małych jak około 10 μm i pochodzą z populacji małych cząstek wypełniających przestrzeń międzyplanetarną (patrz cząstka pyłu międzyplanetarnego).

Badania laboratoryjne, astronomiczne i teoretyczne pokazują, że większość dyskretnych meteorytów znalezionych na Ziemi to fragmenty planetoid, które krążą w wewnętrznej części głównego pasa planetoid, między około 2,1 a 3,3 jednostek astronomicznych (AU) od Słońca. (Jedna jednostka astronomiczna to średnia odległość Ziemi od Słońca - około 150 milionów km [93 milionów mil]). To w tym regionie silne zaburzenia grawitacyjne planet, szczególnie Jowisza, mogą przenosić meteoroidy na orbitujące wokół Ziemi orbity. Jednak nie wszystkie meteoroidy muszą się uformować w tym regionie, ponieważ istnieje wiele procesów, które mogą powodować migrację ich orbit przez długi czas. Uważa się, że mniej niż 1 procent meteorytów pochodzi z Księżyca lub Marsa. Z drugiej strony, istnieje dobry powód, by sądzić, że znaczna część mikrometeorytów, dryfujących w górnej atmosferze Ziemi, pochodzi z komet. Chociaż dowody z badań meteorów sugerują, że niewielka część materiału kometarnego, który wchodzi do atmosfery Ziemi w odrębnych kawałkach, ma wystarczającą siłę, aby przetrwać, aby dotrzeć na powierzchnię, ogólnie nie uważa się, że którykolwiek z tych materiałów istnieje w zbiorach meteorytów. W celu dalszej dyskusji na temat źródeł meteorytów i procesów, w jakie są one przenoszone na Ziemię, zobacz meteor i meteoroidy: rezerwuary meteoroidów w kosmosie i kierowanie meteoroidów na Ziemię.

Główną siłą napędową badań meteorytów jest fakt, że małe ciała, takie jak asteroidy i komety, najprawdopodobniej zachowają dowody wydarzeń, które miały miejsce we wczesnym Układzie Słonecznym. Są co najmniej dwa powody, aby oczekiwać, że tak jest. Po pierwsze, kiedy układ słoneczny zaczął się formować, składał się z gazu i drobnoziarnistego pyłu. Zgromadzenie ciał wielkości planety z tego pyłu prawie na pewno wymagało spotkania mniejszych obiektów w celu stworzenia kolejno większych, zaczynając od kul kurzu i kończąc, w wewnętrznym układzie słonecznym, na skalistych lub ziemskich planetach - Merkurego, Wenus, Ziemia i Mars. Uważa się, że w zewnętrznym Układzie Słonecznym tworzenie Jowisza, Saturna i innych gigantycznych planet wymagało czegoś więcej niż zwykłej agregacji, ale ich księżyce - i komety - prawdopodobnie powstały w wyniku tego podstawowego mechanizmu. Dostępne dowody wskazują, że asteroidy i komety są resztkami pośrednich etapów mechanizmu agregacji. Są zatem reprezentatywne dla ciał, które powstały dość wcześnie w historii Układu Słonecznego. (Zobacz także Układ Słoneczny: Powstanie Układu Słonecznego; planetesimal.) Po drugie, we wczesnym Układzie Słonecznym działały różne procesy, które podgrzewały ciała stałe. Głównymi były rozpad krótkotrwałych izotopów promieniotwórczych wewnątrz ciał i zderzenia między ciałami w miarę ich wzrostu. W rezultacie wnętrza większych ciał uległy znacznemu stopieniu, co w konsekwencji spowodowało fizyczne i chemiczne zmiany w ich składnikach. Z drugiej strony mniejsze ciała generalnie dość skutecznie odprowadzały to ciepło, co pozwoliło ich wnętrzom pozostać stosunkowo chłodnymi. W związku z tym powinny zachować do pewnego stopnia kurz i inny materiał, z którego powstały. Rzeczywiście, wydaje się, że niektóre meteoryty zachowują bardzo starożytny materiał, z którego niektóre pochodzą przed Układem Słonecznym.