Asteroidy Čeľabinsk bolid - jeho vznik a dôsledky - spektrum vedy
Asteroidy: Čeľabinský bolid - jeho pôvod a následky
Bolid z 15. februára 2013 spôsobil svetovú senzáciu, pretože sa rozpadol nad ruským mestom Čeľabinsk a jeho nárazovou vlnou spôsobil značné škody na zemi. Táto udalosť bola tiež šťastím pre výskumníkov meteoritov. Asi deväť mesiacov po náraze teraz tri skupiny vedcov prezentujú svoje nálezy na skale.
Jiří Borovická z Astronomického ústavu Českej akadémie vied v Ondrejove a jeho spoluautori vyhodnotili 15 videí z monitorovacích kamier, ktoré boli voľne dostupné na internete a boli schopné rekonštruovať obežnú dráhu a pohyb nebeského tela atmosférou. Z odvodených hodnôt odvodili vedci nebeské teleso s hmotnosťou okolo 12 000 ton a priemerom okolo 19 metrov. Predpokladajú priemernú hustotu 3,3 gramu na kubický centimeter.
V spolupráci s druhou výskumnou skupinou, ktorú viedol Peter G. Brown z University of Western Ontario, zrekonštruovali z videozáznamov svetelnú krivku automobilu a zakreslili jas ohnivej gule proti času. Použili tiež praskajúce zvuky zaznamenané na videách a určili časy ich príchodu. Údaje ukazujú, že prvé fragmenty prichádzajúcej horniny sa odlomili vo výške asi 45 kilometrov. K najväčšej fragmentácii došlo v nadmorských výškach medzi 40 a 30 kilometrami a vedcom sa podarilo určiť celkovo jedenásť zlomových udalostí. Vo výške 30 kilometrov sa bolid rozpadol na 20 väčších častí, z ktorých každý vážil desať ton. Hlavná hmotnosť mala vážiť okolo 20 ton.
Tieto kúsky sa znovu rozpadli vo výškach medzi 26 a 24 kilometrami, hlavná hmotnosť stále vážila asi desať ton. Vo výške 22 kilometrov sa rozpadol tak intenzívne, že najväčší fragment mal iba hmotnosť 15 kilogramov. Kus sutiny, ktorý sa získal z jazera Chebarkul v októbri 2013 a vážil okolo 600 kilogramov, nepochádza z hlavnej hmoty, ale je pozostatkom jedného z predtým oddelených fragmentov, ktoré už bolo výrazne spomalené trením v zemskej atmosfére.
Okrem trajektórie bolidu v zemskej atmosfére sa vedci okolo Borovickej zaujímali pred dopadom aj o obežnú dráhu nebeského telesa cez našu slnečnú sústavu. Podarilo sa im zrekonštruovať jeho obežnú dráhu zo snímok a zistili, že je veľmi podobná dráhe asteroidu 86039 (1999 NC43). Majú preto podozrenie, že čeľabinský bolid je v skutočnosti fragmentom tohto 2,2 kilometra dlhého asteroidu. Predpokladáte pravdepodobnosť 1 z 10 000, že sa obežné dráhy zhodujú čisto náhodne. Doteraz iba 18 meteoritov pozorovaných počas pádu dokázalo zrekonštruovať svoju predchádzajúcu obežnú dráhu cez slnečnú sústavu, ale nikdy predtým sa nenašla takáto podobnosť s obežnou dráhou už známeho asteroidu.
Pracovná skupina Petra Browna skúmala, aké veľké je nebezpečenstvo pre nebeské telesá tejto veľkosti. Na určenie energie uvoľnenej bolidom použili vedci seizmické merania, údaje z infrazvukových senzorov a vyššie uvedenú svetelnú krivku. Podľa ich údajov bolid uvoľnil energiu ekvivalentnú výbuchu 500 kiloton výbušniny TNT pri zostupe na zemský povrch.
Brownovi vedci teraz rozšírili svoju databázu pomocou meraní, ktoré senzory americkej vlády zaznamenali počas obdobia približne 20 rokov od roku 1994. Tieto senzory sa používajú na monitorovanie celosvetového zákazu testovania jadrových zbraní a pozostávajú okrem iného z detektorov infrazvuku alebo satelitov, ktoré v infračervenej oblasti vyhľadávajú vzlety ICBM alebo výbuchy atómových bômb. Počas tejto doby ste zaznamenali početné udalosti, ktoré sa vracajú späť k vstupu nebeských telies do zemskej atmosféry. Vedci zistili, že prúdenie týchto objektov vo veľkej miere zodpovedá predpovediam výskumníkov dopadu. Iba pri objektoch s veľkosťou od 15 do 30 metrov sa zdá, že frekvencia je asi dvakrát vyššia ako bola stanovená teleskopickým pozorovaním a štatistikou rozloženia kráterov dopadu na Mesiac. Dôvody nie sú zatiaľ známe.
Medzinárodný výskumný tím vedený Olgou P. Popowou z Ruskej akadémie vied v Moskve úplne nezávisle na výskumných skupinách vedených Jiřím Borovickou a Petrom Brownom vyšetroval udalosti okolo závodného automobilu. Rovnako ako prvé dve spomenuté skupiny, vedci z Popowa použili videozáznamy z bezpečnostných kamier a dospeli k porovnateľným výsledkom. Prvé svetelné úkazy, ktoré spustil vstup malého nebeského telesa, sa začali vo výške 97 kilometrov nad zemou. Objekt vstúpil do zemskej atmosféry rýchlosťou 19,2 kilometra za sekundu. Vstupný uhol bol relatívne plochý a bol 18,3 stupňa vzhľadom na horizont. Vedci pracujúci s Popowou odvodili vstupnú hmotnosť 13 000 ton a priemer 19,8 metra pre malý asteroid, v dobrej zhode s informáciami poskytnutými ďalšími dvoma skupinami.
Veľkosť a rýchlosť objektu naznačujú, že sa nárazová vlna vytvorila vo výške asi 90 kilometrov. Vo výške asi 83 kilometrov sa odlomili prvé časti nebeského telesa a pozdĺž vstupnej cesty sa vytvoril prachový chvost. Miera fragmentácie sa zvýšila asi o 30 kilometrov nižšie, v tomto okamihu sa bolid pohyboval rýchlosťou 18,6 kilometra za sekundu. Posledné fragmentácie bolo možné vidieť vo výške 27 kilometrov. Výsledný prachový chvost sa rozdelil na dve časti v dôsledku vztlaku horúcich plynov, čo viedlo k dvom valcovým vírom.
V týždňoch po udalosti niektorí z vedcov navštívili 50 dedín pozdĺž línie zrútenia, aby systematicky zaznamenali poškodenie skla spôsobené nárazovou vlnou. V meste Čeľabinsk malo asi 44 percent domov prasknuté alebo zničené okná. Táto škoda však nebola rovnomerne rozdelená po celom meste. Toto zistenie poukazuje na komplikované rozloženie tlaku pri prechode rázovej vlny.
Jas ohnivej gule je tiež pozoruhodný, po zlomok sekundy svietil 30-krát jasnejšie ako slnko. Ľudia, ktorí sa zúčastnili prieskumu v tomto regióne, tiež hlásili intenzívne teplo vychádzajúce z ohnivej gule. Niekoľko očitých svedkov dokonca poukázalo na popáleniny kože od pokožky, ktoré môžu byť spôsobené ultrafialovým žiarením emitovaným ohnivou guľou. Vedci sa však k tomu zdržiavajú komentárov.
Popowa a jej spoluautori predpokladajú, že v oblasti havárie bolidu spadlo asi tri až päť ton meteoritického materiálu, čo zodpovedá asi 0,2 až 0,4 percenta pôvodnej hmotnosti. Pri vstupe do atmosféry zhorelo asi 76 percent automobilu, zvyšok hmoty sa z veľkej časti zmenil na prach.
Nájdené fragmenty meteoritu patria do triedy chondritov LL. LL znamená „málo železa, málo kovu“ a znamená, že tento meteorit obsahuje iba malé množstvo kovového železa a iných kovov, napríklad niklu. Názov chondrit bol odvodený z gréckeho slova „chondros“ (obilie). Naznačuje to, že táto hornina obsahuje guľaté zrná s priemermi až niekoľko milimetrov. Vracajú sa do doby, keď sa slnečná sústava formovala asi pred 4,6 miliardami rokov. Vďaka tomu je materiál Čeľabinského bolidu jednou z najbežnejších tried meteoritov.
Podľa Popowovej a jej spoluautorov skutočnosť, že sa meteorit rozpadol v pomerne veľkej výške nad zemou, dokazuje, že skala bola už poškodená. Bola zjavne posiata prasklinami a puklinami, pozdĺž ktorých sa skala rozpadla aj pri nízkom tlaku v atmosfére. Vedci pomocou izotopových štúdií určili vek ožarovania meteoritov. Zistili, že čeľabinské nebeské teleso cestovalo ako nezávislý objekt v slnečnej sústave iba 1,2 milióna rokov. Majú podozrenie, že pred 1,2 miliónmi rokov prešiel väčší asteroid blízko Zeme a spôsobil prílivové účinky separácie materiálu.
Vyšetrovanie čeľabinského bolidu nielen obohatilo výskum meteoritov, ale tiež umožnilo po prvýkrát podrobne pozorovať účinky, ktoré sprevádzajú pád väčšieho nebeského telesa na zem. Planetológovia majú teraz možnosť porovnať zistenia, ktoré boli predtým odvodené z údajov o výbuchoch atómových bômb, s realitou a opäť prispôsobiť svoje modely.
Mohlo by vás zaujímať: Hviezdy a vesmír August 2020