Астероїди Боліда Челябінська - його походження та наслідки - спектр науки
Астероїди: боляда Челябінська - її походження та наслідки
Болід від 15 лютого 2013 року викликав фурор у всьому світі, оскільки розпався над російським мегаполісом Челябінськ і завдав значної шкоди землі через свою ударну хвилю. Подія також стала удачею для дослідників метеоритів. Приблизно через дев'ять місяців після удару три групи вчених представляють свої висновки на скелі.
Іржі Боровічка з Астрономічного інституту Чеської академії наук в Ондреюві та його співавтори оцінили 15 відеозаписів з камер спостереження, які були у вільному доступі в Інтернеті та змогли реконструювати орбіту та рух небесного тіла через атмосферу. З отриманих значень дослідники роблять висновок, що існує небесне тіло масою близько 12000 тонн і діаметром близько 19 метрів. Вони припускають середню щільність 3,3 грама на кубічний сантиметр.
У співпраці з другою дослідницькою групою під керівництвом Пітера Дж. Брауна з Університету Західного Онтаріо вони реконструювали криву світла автомобіля за відеозображеннями та склали графік яскравості вогненної кулі з часом. Вони також використовували звуки, що з'являються на відео, і визначали час їх прибуття. Дані показують, що перші фрагменти гірської породи відламалися на висоті близько 45 кілометрів. Найбільша фрагментація сталася на висотах від 40 до 30 кілометрів, і дослідникам вдалося визначити загалом одинадцять подій перелому. На висоті 30 кілометрів боліда розбилася на 20 більших шматків, кожен вагою десять тонн. Основна маса повинна була важити близько 20 тонн.
Ці шматки знову розлетілися на висотах від 26 до 24 кілометрів, основна маса все ще важила близько десяти тонн. Він розпався настільки інтенсивно на висоті 22 кілометри, що найбільший уламок мав лише 15 кілограмів. Шматок завалу, який був видобутий з озера Чебаркуль в жовтні 2013 року і важив близько 600 кілограмів, не походить від основної маси, а є залишком одного з раніше відокремлених уламків, який вже був значно уповільнений тертям в земній атмосфері.
На додаток до траєкторії боліду в земній атмосфері, дослідників навколо Боровички також цікавила орбіта небесного тіла через нашу Сонячну систему до удару. Вони змогли відновити його орбіту за зображеннями і виявили, що вона дуже схожа на орбіту астероїда 86039 (1999 NC43). Тому вони підозрюють, що боліда Челябінська насправді є фрагментом цього 2,2-кілометрового астероїда. Ви припускаєте ймовірність 1: 10 000, що збіг орбіт є суто випадковим. Наразі лише 18 метеоритів, що спостерігалися восени, змогли відновити свою попередню орбіту через Сонячну систему, але ніколи раніше не було виявлено такої подібності з орбітою вже відомого астероїда.
Робоча група Пітера Брауна дослідила, наскільки великою небезпекою є небесні тіла такого розміру. Для визначення енергії, що виділяється болідом, дослідники використовували сейсмічні вимірювання, дані датчиків інфразвуку та криву світла, згадану вище. За їх даними, коли болід спустився на поверхню, він виділив енергію, еквівалентну вибуху 500 кілотонн тротилової вибухової речовини.
Зараз дослідники Брауна розширили свою базу даних, використовуючи вимірювання, які датчики уряду США реєстрували протягом приблизно 20 років з 1994 року. Ці датчики використовуються для контролю за всесвітньою забороною випробувань ядерної зброї і складаються, серед іншого, з детекторів інфразвуку або супутників, які шукають в інфрачервоному діапазоні для запусків МБР або вибухів атомних бомб. За цей час ви зафіксували численні події, які сходять до потрапляння небесних тіл в земну атмосферу. Дослідники виявили, що потік на таких об'єктах багато в чому відповідає прогнозам дослідників впливу. Тільки для об'єктів із діапазоном розмірів від 15 до 30 метрів частота здається приблизно вдвічі більшою, ніж було визначено телескопічними спостереженнями та статистикою розподілу ударних кратерів на Місяці. Причини цього досі невідомі.
Повністю незалежно від дослідницьких груп, очолюваних Іржі Боровицькою та Пітером Брауном, міжнародна дослідницька група під керівництвом Ольги Попової з Російської академії наук у Москві досліджувала події навколо гоночного автомобіля. Як і перші дві згадані групи, дослідники навколо Попови використовували відеозображення з камер спостереження і прийшли до порівнянних результатів. Перші світлові явища, які були викликані потраплянням невеликого небесного тіла, почалися на висоті 97 кілометрів над землею. Об’єкт потрапив у земну атмосферу зі швидкістю 19,2 кілометра на секунду. Кут входу був відносно рівним і становив 18,3 градуса відносно горизонту. Дослідники, які працювали з Поповою, отримали малу кількість входу 13 000 тонн і діаметр 19,8 метрів для малого астероїда, добре узгоджуючись з інформацією, наданою іншими двома групами.
Розмір і швидкість об’єкта свідчать про те, що ударна хвиля утворилася на висоті близько 90 кілометрів. На висоті близько 83 кілометрів перші частини небесного тіла відламалися, а вздовж вхідної стежки утворився хвіст пилу. Швидкість дроблення зросла приблизно на 30 кілометрів нижче, в цей момент болід рухався зі швидкістю 18,6 кілометра на секунду. Останні фрагментації можна було побачити на висоті 27 кілометрів. Отриманий пиловий хвіст розділився на дві частини через плавучість гарячих газів, що призвело до двох циліндричних вихорів.
Протягом наступних тижнів деякі з дослідників відвідали 50 сіл вздовж лінії катастрофи, щоб систематично реєструвати пошкодження скла, спричинені ударною хвилею. У місті Челябінськ близько 44 відсотків будинків мали тріщини або зруйновані вікна. Однак ця шкода не була рівномірно розподілена по місту. Ця знахідка вказує на складний розподіл тиску при проходженні ударної хвилі.
Яскравість вогненної кулі також чудова, максимум за частки секунди вона світила в 30 разів яскравіше сонця. Люди, опитані в регіоні, також повідомили про сильну спеку, яка виходить від вогненної кулі. Кілька очевидців навіть вказали на сонячні опіки на шкірі, можливо, спричинені ультрафіолетовим випромінюванням, яке випромінює вогненна куля. Однак вчені утримуються від коментарів щодо цього.
Попова та її співавтори припускають, що в районі місця падіння боліда впало близько трьох-п'яти тонн метеоритного матеріалу, що відповідає приблизно 0,2-0,4 відсотка від початкової маси. Близько 76 відсотків автомобіля згоріло, коли атмосфера потрапила, решта маси значною мірою перетворилася на пил.
Знайдені уламки метеоритів належать до класу хондритів LL. LL означає "низький вміст заліза, низький вміст металу" і означає, що цей метеорит містить лише невелику кількість металевого заліза та інших металів, таких як нікель. Назва хондрит відбулося від грецького слова "хондрос" (зерно). Це вказує на те, що ця гірська порода містить круглі зерна діаметром до декількох міліметрів. Вони повертаються до часів, коли Сонячна система сформувалася приблизно 4,6 мільярда років тому. Це робить матеріал челябінських болідів одним із найпоширеніших класів метеоритів.
На думку Попової та її співавторів, той факт, що метеорит розпався на відносно великій висоті над землею, доводить, що скеля вже була пошкоджена. Воно було очевидно пронизане тріщинами та тріщинами, уздовж яких гірська порода розпадалася навіть тоді, коли тиск в атмосфері був низьким. За допомогою ізотопних досліджень дослідники визначили вік опромінення метеоритів. Вони виявили, що Челябінське небесне тіло подорожувало як самостійний об'єкт у Сонячній системі лише 1,2 мільйона років. Вони підозрюють, що 1,2 мільйона років тому більший астероїд пройшов недалеко від Землі, спричиняючи припливи та відливи матеріалу.
Дослідження болідів Челябінська не тільки збагатили дослідження метеоритів, але і вперше дали змогу детально спостерігати за наслідками, що супроводжують падіння на землю більшого небесного тіла. Планетологи тепер мають можливість порівняти висновки, отримані раніше за даними вибухів атомних бомб, з реальністю та знову адаптувати свої моделі.
Можливо, вас також зацікавлять: Зірки та космос серпень 2020 року