4 Minutės
Įsivaizduokite kosminį akmenėlį, atskriejantį ne kaip vientisa šviesos juosta, o kaip drama, suskirstyta į septynių veiksmų seriją. Toks vaizdas ryškėja iš naujo tyrimo, kuriame kruopščiai rekonstruoti 75 meteoritų kritimai, užfiksuoti vaizdo įrašuose ir nuotraukose. Tai, kas atrodė kaip paprastas degimas, iš tiesų yra sudėtinga lydymosi, sukimosi, įtrūkimo ir galiausiai išsibarstymo choreografija kraštovaizdyje.
Aukštai virš Žemės šou prasideda, kai atskriejantis akmuo pirmąkart pralenkia retą atmosferą. Susidūrimai su molekulėmis sukelia smūgį ir įkaitina objektą bei aplinkinį orą tol, kol abu pradeda švytėti, ką mes įprastai vadiname krintančia žvaigžde. Tas pradinis spindėjimas žymi sekos pradžią, kurioje skirtingi fizikiniai procesai įgauna viršų skirtinguose aukščiuose.
Iš pradžių dominuoja lydymasis. Kai meteoroidas grimzta į tankesnį orą, jo paviršius suminkštėja, o ištirpusi medžiaga teka ir atsišeria. Daugelyje įrašytų atvejų švytėjimas auga pamažu ir kartais pulsuodamas, atskleisdamas sukimąsi. Kai kurie fragmentai apsisuka per pusę sekundės iki kelių sekundžių. Greitas sukimasis maišo lydalą, spartindamas masės praradimą.
Vienas iš tyrime dokumentuotų meteoritų kritimų. Ugnies kamuolys po asteroidės 2023 CX1 smūgio virš Normandijos, Prancūzija, 2023 m. vasario 13 d. Tą dieną nukrito Saint-Pierre-le-Viger vadinami meteoritai, kurie vėliau buvo surinkti.
Kuo gilyn, tuo meteoritas smarkiau pašviesėja ir prasideda ugnies kamuolio stadija. Tyrėjai nustatė, kad daugiausia masės netenkama dėl ištirpusių lašelių atskyrimo per didžiąją kritimo dalį. Laboratoriniai bandymai negali atkurti intensyvios spinduliuotės ir oro srauto tikro aukšto greičio įėjimo metu, todėl šie lauko stebėjimai yra neįkainojami suprantant, kaip elgiasi natūralūs įėjimai.
Maždaug 60 kilometrų virš žemės objektas dažnai pasiekia lydymosi pusiausvyrą. Spindėjimas nusistovi arba kyla švelniau. Vis dėlto vien lydymasis gali pašalinti maždaug 40 procentų pradinės masės, o tai nemažai daiktui, pradėjusiam kelionę iš tolimosios erdvės.
Veiksmas komplikuojasi, kai didėja suspaudimo jėgos. Oro slėgis akmens priekyje pradeda jį skaldyti dar gerokai prieš tai, kai medžiaga pasiekia tą stiprumą, kurį matome jį suradę. Įtrūkimai, susiformavę dėl ankstesnių susidūrimų kosmose ir terminių įtampų, panašu, verčia daug meteoritų skilti anksti, sukeldami kelis blyksnius, kai dalys atsiskiria. Kai fragmentacija intensyvėja, sulėtėjimas spartėja. Ugnies kamuolys praranda masę ir lėtėja taip, kaip numato matematiniai ablacijos modeliai, kai įtraukiama fragmentacija.
Uolinis meteoritas NASA Ames tyrimų centro Arcjet sąveikos kaitinimo įrenginyje. Plona juoda linija apibrėžia laikiklį, kuris palaiko akmenį (kairėje). Oro srautas teka iš kairės į dešinę. Lydalė teka nuo meteoroito paviršiaus, o prieš akmenį matyti plona smūginė banga.
Yra netikėtas aerodinaminis posūkis. Jei pagrindinio kūno galas išlieka vientisas, jis sukuria žemo slėgio užpakalinį srautą, kuris pritraukia mažesnius fragmentus į savo šešėlį. Tie fragmentai gali važiuoti tuo užpakaliniu srautu ir nusileisti siaurame ruože. Tačiau kai galas galiausiai lūžta, dažnai lydimas paskutinio ryškaus blyksnio, fragmentai išmetami su didesniais santykiniais greičiais ir išsibarsto plačiau. Vėlyvi blyksniai linkę atrodyti raudonesni, nes tuo metu meteoritas yra gerokai sulėtėjęs ir švytinčios medžiagos fizika pasikeitusi.
Po to paskutinio suskilimo liekantys gabalai toliau aušta, mažai lydosi ir galiausiai nustoja švytėti. Ant išlikusių uolų susidaro plona sintezės plutelė. Vėliau žemesnioje atmosferoje vyraujantys vėjai stumia patamsėjusius akmenis į šoną, kol jie nukrinta ant žemės kaip meteoritai, kuriuos vėliau surenka kolekcionieriai ir mokslininkai.
Ne visos medžiagos pereina šiuos etapus tose pačiose aukščių zonose. Palyginę 75 kritimus, komanda nubrėžė žemėlapį, kur uolinės, geležinės ir mišrios sudėties objektai pereina kiekvieną fazę. Šie skirtumai yra svarbūs: jie padeda pritaikyti tuos pačius fizikos principus didesniems ir pavojingesniems objektams. Atrodo, kad kieti asteroidai, kurių skersmuo yra dešimtys metrų, pavyzdžiui tas, kuris sukėlė Čeliabinsko oro sprogimą 2013 m., patiria panašias terminės ir mechaninės stadijas, nes jie linkę suktis ir elgtis kaip vientisos, kohesioninės uolos, o ne kaip laisvos griuvėsių krūvos.
Pagrindinė išvada paprasta, bet svarbi: meteoroidų įėjimus valdo ne vien garavimas. Lydymasis, lašelių atskyrimas ir nuosekli fragmentacija formuoja, kaip kosminiai akmenys netenka masės ir lėtėja. Tai duoda turtingesnį, detalesnį žemėlapį ugningos kelionės iš kosmoso į akmenį, žemėlapį, galintį patikslinti mūsų supratimą apie meteoritų suradimus ir pavojus, kuriuos kelia didesni atskriejantys kūnai.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.