Астероиди Болидът в Челябинск - неговият произход и последици - спектър на науката
Астероиди: Болидът в Челябинск - неговият произход и последиците
Болидът от 15 февруари 2013 г. предизвика сензация в световен мащаб, защото се разпадна над руския мегаполис Челябинск и причини значителни щети на земята поради ударната си вълна. Но събитието беше и божи дар за изследователите на метеоритите. Около девет месеца след удара три групи учени сега представят своите открития върху скалата.
Иржи Боровичка от Астрономическия институт на Чешката академия на науките в Ondrejow и неговите съавтори оцениха 15 видеозаписи от камери за наблюдение, които бяха свободно достъпни в Интернет и успяха да реконструират пътя и движението на небесното тяло през атмосферата. От получените стойности изследователите заключават, че има небесно тяло с маса около 12 000 тона и диаметър около 19 метра. Те приемат средна плътност от 3,3 грама на кубичен сантиметър.
В сътрудничество с втората изследователска група, ръководена от Питър Г. Браун в Университета на Западен Онтарио, те реконструираха светлинна крива на колата от видеоизображенията и начертаха яркостта на огнената топка спрямо времето. Те също така използваха пукащите звуци, записани във видеоклиповете, и определиха времето на пристигане. Данните показват, че първите фрагменти от входящата скала са се отчупили на височина от около 45 километра. Най-голямата фрагментация се е случила на височини между 40 и 30 километра и изследователите са успели да определят общо единадесет събития на фрактури. На височина от 30 километра болидът се беше разпаднал на 20 по-големи парчета, всеки с тегло десет тона. Основната маса трябваше да тежи около 20 тона.
Тези парчета отново се разпаднаха на височини между 26 и 24 километра, като основната маса все още тежеше около десет тона. На височина от 22 километра той се разлага толкова интензивно, че най-големият фрагмент има маса само 15 килограма. Парчето отломки, което беше извлечено от езерото Чебаркул през октомври 2013 г. и тежеше около 600 килограма, не идва от основната маса, а е остатъкът от един от отделените преди това фрагменти, който вече беше значително забавен от триенето в земната атмосфера.
В допълнение към траекторията на болида в земната атмосфера, изследователите около Боровичка се интересуват и от орбитата на небесното тяло през нашата слънчева система преди удара. Те успяха да възстановят орбитата му от изображенията и установиха, че тя е много подобна на тази на астероид 86039 (1999 NC43). Следователно те подозират, че болидът в Челябинск всъщност е фрагмент от този 2,2-километров астероид. Предполагате вероятност 1 на 10 000, че орбитите съвпадат помежду си чисто случайно. Досега само 18 метеорита, наблюдавани през есента, са успели да възстановят предишната си орбита през Слънчевата система, но никога досега не е установено подобно сходство с орбитата на вече познат астероид.
Работната група на Питър Браун разследва колко голяма е опасността от небесни тела с такъв размер. За да определят енергията, отделяна от болида, изследователите са използвали сеизмични измервания, данни от инфразвукови сензори и кривата на светлината, споменати по-горе. Според техните данни болидът е освободил енергия, еквивалентна на експлозията от 500 килотона взривно вещество TNT при слизането му до земната повърхност.
Сега изследователите на Браун са разширили своята база данни, като са използвали измервания, които сензорите на правителството на САЩ са регистрирали за период от около 20 години от 1994 г. насам. Тези сензори се използват за наблюдение на световната забрана за тестване на ядрено оръжие и включват детектори за инфразвук или сателити, които търсят МБР или експлозии на атомни бомби в инфрачервената светлина. През това време сте записали множество събития, които се връщат към навлизането на небесните тела в земната атмосфера. Изследователите установили, че потокът при такива обекти до голяма степен съответства на прогнозите на изследователите на въздействието. Само за обекти с размери между 15 и 30 метра честотата изглежда е около два пъти по-висока, отколкото беше определено от телескопични наблюдения и статистика на разпределението на ударните кратери на Луната. Причините за това все още са неизвестни.
Напълно независимо от изследователските групи, водени от Иржи Боровичка и Питър Браун, международният изследователски екип, ръководен от Олга П. Попова от Руската академия на науките в Москва, разследва събитията около състезателната кола. Подобно на първите две споменати групи, изследователите около Попова използваха видео изображенията от камерите за наблюдение и стигнаха до сравними резултати. Първите светещи явления, предизвикани от навлизането на малкото небесно тяло, започват на надморска височина от 97 километра. Обектът е влязъл в земната атмосфера със скорост 19,2 километра в секунда. Входният ъгъл е относително равен и е 18,3 градуса спрямо хоризонта. Изследователите, работещи с Попова, са извлекли входна маса от 13 000 тона и диаметър 19,8 метра за малкия астероид, в добро съгласие с информацията, предоставена от другите две групи.
Размерът и скоростта на обекта показват, че ударна вълна се е образувала на височина от около 90 километра. Първите части на небесното тяло се откъснаха на височина от около 83 километра и по входната пътека се образува опашка от прах. Скоростта на фрагментация се е увеличила с около 30 километра по-ниско, в този момент болидът се е движил с 18,6 километра в секунда. Последните фрагментации можеха да се видят на височина от 27 километра. Получената опашка от прах се разделя на две части поради плавателността на горещите газове, което води до две цилиндрични вихри.
В седмиците след събитието някои от изследователите посетиха 50 села по линията на катастрофата, за да регистрират систематично щетите от стъкло, причинени от ударната вълна. В град Челябинск около 44% от къщите са с пукнати или разрушени прозорци. Тази вреда обаче не беше разпределена равномерно в целия град. Тази находка сочи към сложни разпределения на налягането, когато ударната вълна премине.
Яркостта на огнената топка също е забележителна, за максимум части от секундата тя грееше 30 пъти по-ярко от слънцето. Анкетираните в региона също съобщават за силна топлина, излъчвана от огнената топка. Няколко очевидци дори посочиха слънчево изгаряне на кожата им, вероятно причинено от ултравиолетовото лъчение, излъчвано от огнената топка. Учените обаче се въздържат да коментират това.
Попова и нейните съавтори предполагат, че около три до пет тона метеоритен материал са паднали в района на мястото на катастрофата на болида, което съответства на около 0,2 до 0,4 процента от първоначалната маса. Около 76 процента от колата изгоря, когато атмосферата влезе, останалата част от масата беше в голяма степен превърната в прах.
Намерените фрагменти от метеорит принадлежат към класа на LL хондрити. LL означава „ниско желязо, ниско съдържание на метал“ и означава, че този метеорит съдържа само малки количества метално желязо и други метали като никел. Името хондрит произлиза от гръцката дума „хондрос“ (зърно). Това показва, че тази скала съдържа кръгли зърна с диаметър до няколко милиметра. Те се връщат към времето, когато Слънчевата система се е формирала преди около 4,6 милиарда години. Това прави материала от болидите в Челябинск един от най-често срещаните класове метеорити.
Според Попова и нейните съавтори фактът, че метеоритът се е разпаднал на относително голяма височина над земята, показва, че скалата вече е била повредена. Очевидно беше осеян с пукнатини и пукнатини, по които скалата се разпадаше дори под ниско налягане в атмосферата. С помощта на изотопни изследвания изследователите определят възрастта на облъчване на метеоритите. Те открили, че небесното тяло на Челябинск пътувало само като независим обект в Слънчевата система от 1,2 милиона години. Те подозират, че преди 1,2 милиона години по-голям астероид е преминал близо до земята, което е причинило отделянето на материала от приливни ефекти.
Изследванията на болида в Челябинск не само обогатиха изследванията на метеоритите, но и направиха възможно за първи път да се наблюдават подробно ефектите, съпътстващи катастрофата на по-голямо небесно тяло на земята. Планетолозите вече имат възможност да сравнят констатациите, получени от данните от експлозиите на атомни бомби, с реалността и да адаптират отново своите модели.
Може да се интересувате и от: Звезди и Космос август 2020