О природе электрофонных явлений, сопровождающих прохождение метеорных тел через атмосферу земли

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В работе кратко обсуждаются гипотезы о природе многовекового загадочного явления, однозначного объяснения которого до настоящего времени нет. Суть его в том, что наблюдатель, обычно находящийся на расстоянии 50–100 км от летящего метеорного тела, иногда слышит звук одновременно с его излучением. Создается впечатление, что звук распространяется со скоростью света. Исторически обстановка сложилась так, что только не более шестидесяти лет назад начались попытки инструментального исследования этого необычного явления. Трудность этих поисков еще связана с тем, что только несколько процентов от общего числа наблюдаемых метеороидов обладают таким свойством. Около сорока лет назад было обнаружено, что метеороиды могут излучать электромагнитные импульсы различной длительности и частотного состава. Однако оказалось, что этот факт не всегда имеет однозначное отношение к электрофонным явлениям. В настоящей работе сделан краткий обзор наиболее содержательных гипотез и экспериментов прошлых лет. Не исключено, что это явление имеет фундаментальный характер и его исследование может внести в науку неизвестные ранее сведения.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. Д. Филоненко

Луганский национальный университет им. Владимира Даля

Author for correspondence.
Email: uy5lo@mail.ru
Russian Federation, Луганск

References

  1. Анфиногенов Д.Ф., Фаст В.Г. Яркий болид на юге Сибири // Земля и Вселенная. 1985. № 3. С. 72–75.
  2. Астапович И.С. Метеорные явления в атмосфере Земли. М.: Физ-мат. лит., 1958. 640 с.
  3. Атмосфера стандартная, параметры. М.: Изд-во стандартов, 2004. 180 с.
  4. Бронштэн В.А., Гребенников В.С., Рабунский Д.Д. Каталог электрофонных болидов. Актуальные вопросы метеоритики в Сибири. Новосибирск: Наука, 1988. С. 158–204.
  5. Бронштэн В.A. Магнитогидродинамический механизм генерации радиоизлучения ярких болидов // Астрон. вестн. 1983. Т. 17. С. 94–98. (Bronshten V.A. A magnetohydrodynamic mechanism for generating radio waves by bright fireballs // Sol. Syst. Res. 1983.V. 17. P. 70–74.)
  6. Бронштэн В.А. Физика метеорных явлений. М.: Наука, 1981. 416 с.
  7. Гребенников В.С. Электрофонные болиды Сибири, Урала и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1984. С. 191–203.
  8. Григорьев И.С., Мейлихов Е.З. (ред.). Физические величины. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.
  9. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967. 684 с.
  10. Дмитриев Е.В. Международный симпозиум “Астрономия – 2005”: Состояние и перспективы развития”, М.: ГАИШ МГУ – МГДДЮТ, 1–6 июня, 2005 г. Тез. докл. С. 85.
  11. Докучаев В.П. Электрический разряд при пролете метеоров в атмосфере Земли // ДАН СССР. 1960. Т. 131. № 1. С. 78–81.
  12. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. М.: Наука, 1966. 564 с.
  13. Егорова Л.А., Лохин В.В. О двустадийном разрушении метеороида с концевой вспышкой // Вестн. МГУ. Сер. 1. Математика. Механика. 2016. № 4. С. 43–48.
  14. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1996. 688 с.
  15. Иванов В.В., Медведев Ю.А. Об электрическом эффекте крупных метеорных тел // Геомагнетизм и аэрономия. 1965. Т. 5. № 2. С. 284–288.
  16. Исимору А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. М.: Изд-во “Мир”, 1981. Т. 2. 322 с.
  17. Калашников А.Г. О наблюдении магнитного эффекта метеоров индукционным методом // ДАН СССР. 1949. Т. 66. № 3. С. 373–376.
  18. Калашников А.Г. Магнитный эффект метеоров // Изв. АН СССР. Сер.Геофизика. 1952. № 6. С. 7–20.
  19. Капцов Н.А. Электрические явления в газах и в вакууме. М.–Л.: Гостехиздат, 1947. 836 с.
  20. Коваль Н.Н., Окс Е.М., Протасов Ю.С., Семашко Н.Н. Эмиссионная электроника / Ред. Протасов Ю.С. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 596 с.
  21. Кринов Е.Л. Железный дождь. М.: Наука, 1981. 192 с.
  22. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. Т. 6. 736 с.
  23. Морозова Т.И., Попель С.И. К вопросу о плазменно-пылевых процессах, сопровождающих метеорные потоки // Физика плазмы. 2020. Т. 46. № 11.С. 993–1006.
  24. Морозова Т.И., Попель С.И. Модуляционное взаимодействие в пылевой плазме хвостов метеороидов // Геомагнетизм и аэрономия. 2021. T. 61. № 6. С. 794–802.
  25. Морозова Т.И., Попель С.И. Проявления модуляционной неустойчивости в ионосфере Земли, включая хвосты метеороидов // Физика плазмы. 2023. Т. 49. № 1 C. 42–47.
  26. Невский А.П. Явление положительного стабилизируемого электрического разряда и эффект электроразрядного взрыва крупных метеоритных тел при пролете в атмосферу планет // Астрон. вестн. 1978. Т. 12. № 4. С. 206–215.
  27. Попов О.П., Немчинов И.В. Метеорные явления (болиды) в атмосфере Земли. Катастрофические воздействия космических тел. М.: ИКЦ Академкнига, 2005. С. 92–117.
  28. Райзер Ю.П. Введение в гидрогазодинамику и теорию ударных волн для физиков. Долгопрудный: Издательский Дом “Интеллект”, 2011. 432 с.
  29. Райзер Ю.П. О дискуссии по поводу приобретения электрического потенциала метеоритным телом //Астрон. вестн. 2003. Т. 37. № 4. С. 364–366. (Raizer Y.L. A debate over the acquisition of an electric potential by a meteoroid // Sol. Syst. Res. 2003. V. 37. P. 333–335.)
  30. Сапожков М.А. (ред.). Акустика. Справочник. М.: Радио и связь, 1989. 336 с.
  31. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1977. 440 с.
  32. Соляник В.Ф. Тунгусская катастрофа в свете электрической теории метеорных явлений // Взаимодействие метеорного вещества с Землей. Новосибирск: Наука, 1980. С. 178–188.
  33. Соболева Н.А., Меламид А.Е. Фотоэлектронные приборы. М.: “Высшая школа”, 1974. 376 с.
  34. Тирский Г.А., Ханукаева Д.Ю. Баллистика дробящегося метеороида с учетом уноса массы в неизотермической атмосфере // Космич. исслед. 2008. Т. 46. № 2. С. 122–134.
  35. Фесенков В.Г. Сихотэ-Алинский метеорит и его значение для проблемы происхождения и эволюции Солнечной системы // УФН. 1951. Т. 44. № 1. С. 89–103.
  36. Филоненко А.Д. Радиоизлучение метеорных тел в диапазоне декаметровых волн // Геомагнетизм и Аэрономия. 2018. Т. 58. № 5. С. 720–727.
  37. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники. М.: Наука, 1982. 608 с.
  38. Херинг К., Никольс М. Термоэлектронная эмиссия. М.: ИЛ, 1950. 196 с.
  39. Цытович В.Н. Плазменно-пылевые кристаллы, капли и облака // УФН. 1997. Т. 167. № 1. С. 57–99.
  40. Barringer B., Hart H.C. The mechanism of the sounds from meteors // Popular Astron. 1949. Т. 57. С. 507–512.
  41. Beech М., Brown P., Jones J. VLF detection of fireballs // Earth, Moon, and Planets. 1995. V. 68. P. 181–188.
  42. Beech M., Foschini L.A. A space charge model for electrophonic bursters // Astron.and Astrophys. 1999. V. 345. P. L27–L31.
  43. Beech M., Foschini L. Leonid electrophonic bursters // Astron.and Astrophys. 2001. V. 367. P. 1056–1060.
  44. Bronshten V.A. Electrical and electromagnetic phenomena associated with the meteor flight // Sol. Syst. Res. 1991. V. 25. P. 93–104.
  45. Drobnock G.J. Radio waves from meteor? // Sky and Telescope. 1992. Р. 329–330.
  46. Garaj S., Vinkovic D., Zgrablic G., Kovacic D., Gradecak S., Biliskov N., Grbac N., Andreic Z. Observational detection of meteor-produced VLF electromagnetic radiation // Fizika A (Zagreb). 1999. V. 8. № 3. P. 91–98.
  47. Guha A., DeKumar B., Choudhury A., Roy R. Investigation on spectral character of ELF electromagnetic radiations during Leonid 2009 meteor shower // Astrophys. and Space Sci. 2012. V. 341. № 2. P. 287–294.
  48. Hawkins G.S. A search for magnetic effect from meteors // J. Geophys. Res. 1958a. V. 63. P. 467–475.
  49. Hawkins G.S. Radio noise from meteors // Nature. 1958b. V. 181. P. 1610.
  50. Hawkins G.S. A search for radio emission from meteors // Astrophys. J. 1958c. V. 128. P. 724–726.
  51. Henning P.A., Kavic M., Schinzel F.K., Simonetti J.H., Stoval K., Wilson T.L. Detection of radio emission from fireballs // Astrophys. J. Lett. 2014. V. 788. № 2. id. L. 26.
  52. Jenkins A.W., Philips C.A. Maple E. Observed magnetic effects from meteors // J. Geophys. Res. 1960. V. 65. P. 1617–1619.
  53. Keay C.S.L. Progress in explaining the mysterious sounds produced by very large meteor fireballs // J. Sci. Exploration. 1993. V. 7. № 4. P. 337–354.
  54. Keay C.S.L. The 1978 New South Wales fireball // Nature. 1980a. V. 285. P. 464–466.
  55. Keay C.S.L. Anomalous sounds from the entry of meteor fireballs // Science. 1980b. V. 210. P. 11–15.
  56. Keay C.S.L., Ostwald P.M. A laboratory test of the production of electrophonic sounds // J. Acoust. Soc. Am. 1991. V. 89. P. 1823–1824.
  57. Keay C.S.L.Continued progress in electrophonic fireball investigations // Earth, Moon and Planets. 1995. V. 68. P. 361–368.
  58. Obenberger K.S., Taylor G.B., Hartman J.M., Dowell J., Ellingson S.W., Helmboldt J.F.,
  59. Henning P.A., Kavic M., Schinzel F.K., Simonetti J.H., Stovall K., Wilson T.L. Detection of Radio Emission from Fireballs // ArXiv: 1405.6772, 2014.
  60. Obenberger K.S., Dowell J.D., Hancock P.J., Holmes J.M., Pedersen T.R., Schinzel F.K., Taylor G.B. Rates, Flux Densities, and Spectral Indices of Meteor Radio Afterglows // ArXiv: 1607.03002. 2016a.
  61. Obenberger K.S., Holmes J.M., Dowell J.D., Schinzel F.K., Stovall K., Sutton E.K.,
  62. Taylor G.B. Altitudinal dependence of meteor radio afterglows measured via optical counterparts // ArXiv: 1609.04701.2016b.
  63. Ol'khovatov A.Yu. About Mistakes in A.P. Nevskii's Paper // Tunguss. Vestn. 1997. № 6. Р. 30.
  64. Ol'khovatov A.Yu. Comments // Tunguss. Vestn. 1998. № 9. Р. 35.
  65. Price C., Blum M. ELF/VLF radiation produced by the 1999 Leonid meteors // Earth, Moon, and Planets. 2000. V. 82–83. P. 545–554.
  66. Sommer H.C., Gierke H.E. Hearing sensations in electric fields //Aerosp. Med. 1964. V. 35. P. 834–839.
  67. Spalding R., Tencer J., Sweatt W., Conley B. Photoacoustic sounds from meteors // Sci. Rep. 2017. V. 7. id. 41251.
  68. Spurny P., Betlem H., van’t Leven J., Jenniskens P. Atmospheric behavior and extreme beginning heights of the thirteen brightest photographic Leonid meteors from the ground-based expedition to China // Meteorit. and Planet. Sci. 2000. V. 35. P. 243–249.
  69. Spurny P. Instrumentally documented meteorite falls: Two recent cases and statistics from all falls // Proc. Int. Astron. Union. 2015. V. 10. P. 69–79.
  70. Sung C.Y., Brown P., Marshall R. A two-year survey for VLF emission from fireballs // Planet. and Space Sci. 2020. V. 184. id. 104872.
  71. Verveer A., Bland P.A., Bevan A.W.R. Electrophonic sounds from the reentry of the MOLNIYA 1-67 satellite over Australia: Confirmation on the electromagnetic link // Meteorit. and Planet. 2000. V. 35. № 5. Suppl. id. 163.
  72. Zgrablić G., Vinković D., Gradečak S., Kovačić D., Biliškov N., Grbac N., Andreić Ž., Garaj S. Instrumental recording of electrophonic sounds from Leonid fireballs // J. Geophys. Res.: Atmospheres. 2002. V. 107. № A7. P. 1124.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Graphic representation of the meteor's VLF signal.

Download (67KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Recorded ELF/VLF emission from a meteor with a visual magnitude of –8m ± 0.5m. The top figure is a recorded video showing the meteor's brightness, and the bottom figure is a recording of the signal in the ELF/VLF channel during this event (the amplitude is given in arbitrary units). The synchronization accuracy between the video and ELF/VLF channels is ±0.02 s.

Download (106KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Radio pulses and spectra from a meteoroid and from lightning: (a) – lightning discharge; (b) – pulse from a meteor; (c) – spectrum from lightning; (d) – spectrum from a meteor.

Download (252KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Calculated Reynolds numbers as functions of the initial meteor diameter and altitude. Solid lines correspond to constant Reynolds numbers, the values ​​of which are plotted. The thick line separates the laminar flow region (Re < 106) from the turbulent flow region (Re > 106). Dashed vertical lines correspond to electrophonic meteors recorded during this expedition. Calculations were performed for a zenith angle zr = 0°.

Download (101KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Location of pulse peaks corresponding to the direction of the meteor for the event of 08/23/2017.

Download (100KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences