Земля не чужда метеорам. Фактически, метеорные потоки - это регулярное явление, когда небольшие объекты (метеориты) попадают в атмосферу Земли и излучают в ночном небе. Поскольку большинство этих объектов меньше песчинки, они никогда не достигают поверхности и просто сгорают в атмосфере. Но очень часто метеор достаточного размера пробивается и взрывается над поверхностью, где он может нанести значительный ущерб.
Хорошим примером этого является челябинский метеороид, который взорвался в небе над Россией в феврале 2013 года. Этот инцидент продемонстрировал, какой ущерб может нанести метеоритный взрыв, и подчеркнул необходимость обеспечения готовности. К счастью, новое исследование Университета Пердью показывает, что атмосфера Земли на самом деле является лучшим щитом от метеоров, чем мы считали.
Их исследование, которое проводилось при поддержке Управления планетарной обороны НАСА, недавно появилось в научном журнале. Метеоритика и планетология - под названием «Проникновение воздуха усиливает фрагментацию поступающих метеороидов». Исследовательская группа состояла из Маршалла Табеты и Джея Мелоша, научного сотрудника постдока и профессора факультета наук о Земле, атмосфере и планетах (EAPS) в Университете Пердью, соответственно.
В прошлом исследователи понимали, что метеорные тела часто взрываются до того, как достигают поверхности, но они не понимали, почему. Ради своего исследования Табета и Мелош использовали челябинский метеороид в качестве учебного примера, чтобы точно определить, как метеориты распадаются при попадании в нашу атмосферу. В то время взрыв стал неожиданностью, которая позволила нанести столь значительный ущерб.
Когда он вошел в атмосферу Земли, метеорит образовал яркий огненный шар и взорвался через несколько минут, генерируя такое же количество энергии, что и небольшое ядерное оружие. Получившаяся ударная волна выбила окна, ранив почти 1500 человек и нанеся миллионы долларов ущерба. Это также послало фрагменты, швыряющиеся к поверхности, которые были восстановлены, и некоторые даже использовались, чтобы сделать медали для зимних Игр 2014 года в Сочи.
Но что также удивительно, так это то, сколько мусора в метероиде было найдено после взрыва. Хотя сам метеороид весил более 9000 метрических тонн (10000 тонн США), только около 1800 метрических тонн (2000 тонн США) мусора было когда-либо извлечено. Это означало, что что-то произошло в верхних слоях атмосферы, что привело к потере большей части его массы.
В поисках решения этой проблемы Табета и Мелош начали размышлять о том, как высокое давление воздуха перед метеором проникает в его поры и трещины, раздвигая тело метеора и вызывая его взрыв. Как объяснил Мелош в пресс-релизе Университета Пердью:
«Существует большой градиент между воздухом под высоким давлением перед метеором и вакуумом воздуха за ним. Если воздух может перемещаться по проходам в метеорите, он может легко проникнуть внутрь и сдуть куски ».
Чтобы разгадать тайну того, куда пошла масса метеорита, Табета и Мелош построили модели, которые характеризовали процесс входа челябинского метеороида, который также учитывал его первоначальную массу и то, как он распался при входе. Затем они разработали уникальный компьютерный код, который позволял существовать как твердому материалу тела метеорита, так и воздуху в любой части расчета. Как указал Мелош:
«Я давно искал что-то подобное. Большинство компьютерных кодов, которые мы используем для моделирования воздействий, могут переносить несколько материалов в ячейке, но они усредняют все вместе. Различные материалы в камере используют свою индивидуальную идентификацию, которая не подходит для такого рода расчетов ».
Этот новый код позволил им полностью имитировать обмен энергией и импульсом между входящим метеороидом и взаимодействующим атмосферным воздухом. Во время моделирования воздуху, который был вытолкнут в метеороид, позволили просочиться внутрь, что значительно уменьшило силу метеороида. По сути, воздух был способен проникать внутрь метеорита и вызывал его взрыв изнутри.
Это не только раскрыло тайну того, куда делась недостающая масса челябинского метеороида, но и соответствовало эффекту взрыва воздуха, который наблюдался в 2013 году. Исследование также показывает, что когда речь идет о более мелких метероидах, лучшая защита Земли - это ее атмосфера. В сочетании с процедурами раннего предупреждения, которых не хватало во время Челябинского метеоида, травм можно избежать в будущем.
Это, безусловно, хорошая новость для людей, озабоченных защитой планет, по крайней мере, когда речь идет о небольших метероидах. Более крупные, однако, вряд ли будут затронуты атмосферой Земли. К счастью, НАСА и другие космические агентства ставят своей целью регулярный мониторинг этих событий, чтобы население могло быть заблаговременно заблаговременно оповещено, если какие-либо отклоняются слишком близко к Земле. Они также заняты разработкой контрмер в случае возможного столкновения.
