Aszteroidák A Cseljabinszk-bolid - eredete és következményei - a tudomány spektruma
Aszteroidák: A Cseljabinszk-bolid - eredete és következményei
A 2013. február 15-i bolid szenzációt váltott ki világszerte, mert szétesett az orosz Cseljabinszk metropolisz felett, és lökéshulláma miatt jelentős károkat okozott a földön. Az esemény szerencsés csapást jelentett a meteoritkutatók számára is. Körülbelül kilenc hónappal a becsapódás után három tudóscsoport ismerteti eredményeit a sziklán.
Jiri Borovicka, a Cseh Tudományos Akadémia ondrejowi Csillagászati Intézete és társszerzői 15 térfigyelő kamerából származó videót értékeltek, amelyek szabadon elérhetők voltak az interneten, és rekonstruálni tudták az égitest pályáját és mozgását a légkörön keresztül. A levezetett értékekből a kutatók egy 12 000 tonna tömegű és körülbelül 19 méter átmérőjű égitestet vonnak le. 3,3 gramm/köbcentiméter átlagos sűrűséget feltételeznek.
A nyugati ontariói egyetemen, Peter G. Brown által vezetett második kutatócsoporttal együttműködve rekonstruálták a videoképekből az autó fénygörbéjét, és megrajzolták a tűzgolyó fényerejét az idővel szemben. Felhasználták a videókon rögzített durranó zajokat és meghatározták érkezési idejüket. Az adatok azt mutatják, hogy a beérkező kőzet első töredékei körülbelül 45 kilométeres magasságban törtek le. A legnagyobb töredezettség 40 és 30 kilométer közötti magasságokban történt, és a kutatók összesen tizenegy törési eseményt tudtak meghatározni. 30 kilométer magasságban a bolid 20 nagyobb darabra szakadt, mindegyik tíz tonnás volt. A fő tömegnek 20 tonna körül kellett volna lennie.
Ezek a darabok 26 és 24 kilométer közötti magasságban ismét szétváltak, a fő tömeg még mindig körülbelül tíz tonnát nyomott. Olyan intenzíven szétesett 22 kilométer magasságban, hogy a legnagyobb töredék tömege csak 15 kilogramm volt. A 2013 októberében a Chebarkul-tótól kinyert és 600 kilogramm körüli törmelékdarab nem a fő tömegből származik, hanem az egyik korábban szétválasztott töredék maradványa, amelyet a földi légkör súrlódása már jelentősen lelassított.
A föld légkörében lévő bolid pályája mellett a Borovicka környéki kutatókat a becsapódás előtt az égitest naprendszerünkön keresztüli pályája is érdekelte. A képek alapján rekonstruálni tudták a pályáját, és megállapították, hogy nagyon hasonló a 86039 aszteroida (1999 NC43 )éhez. Ezért azt gyanítják, hogy a Cseljabinszk-bolid valójában ennek a 2,2 kilométeres aszteroidának a töredéke. Feltételezheti annak 1: 10 000 valószínűségét, hogy a keringési egybeesés pusztán véletlen. Eddig csak az esés során megfigyelt 18 meteorit képes rekonstruálni korábbi pályáját a Naprendszeren keresztül, de még soha nem találtak ilyen hasonlóságot egy már ismert aszteroida pályájával.
Peter Brown munkacsoportja megvizsgálta, hogy mekkora veszélyt jelentenek az ekkora égitestek. A bolid által felszabadított energia meghatározásához a kutatók szeizmikus méréseket, infrahang-érzékelők adatait és a fent említett fénygörbét használták. Adataik szerint, amikor a bolid leereszkedett a felszínre, 500 kilotonna TNT robbanóanyag robbanásának megfelelő energiát bocsátott ki.
Brown kutatói most kibővítették adatbázisukat olyan mérések felhasználásával, amelyeket az Egyesült Államok kormányának érzékelői 1994 óta mintegy 20 év alatt rögzítettek. Ezeket az érzékelőket a nukleáris fegyverek világméretű teszt-tilalmának megfigyelésére használják, és többek között infrahang vagy műholdak detektoraiból állnak, amelyek az infravörös tartományban keresik az ICBM-ek indítását vagy az atombomba-robbanásokat. Ez idő alatt számos eseményt rögzített, amelyek az égitestek belépésére vezetnek vissza a föld légkörébe. A kutatók azt találták, hogy az ilyen tárgyak áramlása nagyrészt megfelel az ütőkutatók előrejelzéseinek. Csak a 15 és 30 méter közötti tartományban lévő objektumok esetében tűnik a frekvencia körülbelül kétszer olyan magasnak, mint amit a teleszkópos megfigyelések és a Holdra érkező kráterek eloszlási statisztikája állapított meg. Ennek okai még mindig nem ismertek.
A Jiri Borovicka és Peter Brown által vezetett kutatócsoportoktól teljesen függetlenül Olga P. Popowa, az Orosz Tudományos Akadémia Moszkvában vezetett nemzetközi kutatócsoport vizsgálta a versenyautó körüli eseményeket. Az első két említett csoporthoz hasonlóan a Popowa környéki kutatók is használták a térfigyelő kamerák videoképeit, és összehasonlítható eredményeket értek el. Az első fényjelenségek, amelyeket a kis égitest belépése váltott ki, a föld feletti 97 kilométeres magasságban kezdődtek. A tárgy 19,2 kilométer/másodperc sebességgel jutott be a föld légkörébe. A belépési szög viszonylag lapos volt, és 18,3 fokos volt a horizonthoz képest. A Popowa-val dolgozó kutatók 13 000 tonna és 19,8 méter átmérőjű belépő tömeget származtattak a kis aszteroida számára, jól egyeztetve a másik két csoport adataival.
A tárgy mérete és sebessége azt jelzi, hogy lökéshullám keletkezett mintegy 90 kilométeres magasságban. Körülbelül 83 kilométer magasságban az égitest első részei letörtek, és a belépési út mentén porfark keletkezett. A széttöredezettség körülbelül 30 kilométerrel alacsonyabbra nőtt, ekkor a bolid 18,6 kilométer/másodperc sebességgel mozgott. Az utolsó töredékeket 27 kilométeres magasságban lehetett látni. A kapott porfark két részre szakadt a forró gázok felhajtóereje miatt, ami két hengeres örvényhez vezetett.
Az eseményt követő hetekben a kutatók egy része 50 falut látogatott meg a lezuhanási vonal mentén, hogy szisztematikusan rögzítse a sokkhullám okozta üvegkárokat. Cseljabinszk városában a házak körülbelül 44 százaléka repedt vagy rombolt ablakokat. Ez a kár azonban nem oszlott el egyenletesen a városban. Ez a megállapítás bonyolult nyomáseloszlásokra mutat, amikor a lökéshullám áthalad.
A tűzgolyó fényereje is figyelemre méltó, legfeljebb egy másodperc töredékéig 30-szor olyan fényesen ragyogott, mint a nap. A régióban megkérdezett emberek a tűzgolyóból származó erős hőségről is beszámoltak. Néhány szemtanú arra is rámutatott, hogy leég a bőr, valószínűleg a tűzgolyó által kibocsátott ultraibolya sugárzás okozta. A tudósok azonban tartózkodnak az ehhez fűzött kommentároktól.
Popova és társszerzői feltételezik, hogy körülbelül három-öt tonna meteoritikus anyag hullott a bolid ütközési helyének területére, ami a kezdeti tömeg körülbelül 0,2–0,4 százalékának felel meg. Az autó körülbelül 76 százaléka felégett, amikor a légkör belépett, a tömeg többi része nagyrészt porrá vált.
A talált meteorit-töredékek az LL kondritok osztályába tartoznak. Az LL jelentése "alacsony vas- és alacsony fémtartalmú", ami azt jelenti, hogy ez a meteorit csak kis mennyiségben tartalmaz fémvasat és más fémeket, például nikkelt. A kondrit elnevezés a görög "chondros" (gabona) szóból származott. Azt jelzi, hogy ez a kő kerek szemeket tartalmaz, amelyek átmérője legfeljebb néhány milliméter lehet. Visszatérnek abba az időbe, amikor a Naprendszer mintegy 4,6 milliárd évvel ezelőtt kialakult. Ez teszi a Cseljabinszk-bolid anyagát a leggyakoribb meteoritosztályok közé.
Popowa és társszerzői szerint az a tény, hogy a meteorit a föld felett viszonylag nagy magasságban tört szét, azt bizonyítja, hogy a kőzet már megsérült. Látszólag repedések és repedések voltak benne, amelyek mentén a kőzet még akkor is szétesett, amikor a légkörben alacsony volt a nyomás. Izotóp vizsgálatok segítségével a kutatók meghatározták a meteoritok besugárzási korát. Megállapították, hogy a cseljabinszki égitest csak 1,2 millió éve utazott önálló objektumként a Naprendszerben. Gyanítják, hogy 1,2 millió évvel ezelőtt egy nagyobb aszteroida haladt el a Föld közelében, ami árapályhatásokkal szétválasztotta az anyagot.
A Cseljabinszk-bolid vizsgálatai nemcsak gazdagították a meteoritkutatást, de lehetővé tették első alkalommal annak a hatásának a részletes megfigyelését is, amely egy nagyobb égitest földre zuhanásával jár. A planetológusoknak most lehetőségük van összehasonlítani az atombomba-robbanások adataiból származó eredményeket a valósággal, és modelljeiket újra adaptálni.
Ön is érdekelheti: Csillagok és űr 2020 augusztus