Știri științifice și tehnologice

chelyabinsk

Trei studii au dezvăluit detalii despre meteorul care a explodat deasupra orașului rus Chelyabinsk, în februarie anul curent.

Descoperirile lor, publicate astăzi într-o pereche de lucrări în Nature și una în Science, oferă informații despre originea, traiectoria, puterea și daunele meteorice cauzate de explozie (unda de șoc care a călătorit prin aer de la explozie).

Masa principală a meteoritului Chelyabinsk este păstrată la Muzeul de Stat de Istorie Locală Chelyabinsk. Asteroidul a provocat cel mai mare izbucnire de aer de pe planetă de la faimosul eveniment Tunguska din 1908, care a avut loc și în Rusia. Credit: Andrey Yarantsev

Aceste descoperiri pot ajuta la rafinarea modelelor teoretice despre frecvența probabilă a unor astfel de evenimente, daunele potențiale pe care le-ar putea provoca și strategiile de atenuare a pericolelor necesare pentru protecția planetară.

Traiectorie, structură și origine

În primul studiu, condus de Jiri Borovicka de la Institutul Astronomic al Academiei de Științe din Republica Cehă, au fost analizate 15 videoclipuri de la martori oculari, majoritatea fiind filmate pe smartphone-uri și postate pe YouTube.

Dr. Borovicka a explicat că videoclipurile au fost alese pe baza unghiurilor în care au fost filmate și apoi calibrate pentru claritate cu ajutorul unui inginer.

După ce a fost urmărită locația fiecărui videoclip, site-urile au fost fotografiate în timpul nopții.

Folosind pozițiile stelelor din fotografiile nocturne, autorii au determinat poziția superbolidului (meteor extrem de luminos).

„Sunt uimit de cantitatea de detalii obținute din analiza filmărilor smartphone-urilor”, a spus Alan Duffy, astrofizician teoretic și cosmolog la Universitatea din Melbourne.

Meteoritul Chelyabinsk, cu un diametru de aproximativ 4cm, arătând vene de șoc. Credit: Știință/AAAS

„Aceasta demonstrează ingeniozitatea cu care cercetătorii obișnuiau să scoată informațiile”.

Reconstituind mai întâi calea pe care a luat-o asteroidul când a intrat în atmosfera Pământului și apoi a modelat mii de traiectorii posibile, autorii au stabilit că originea acestui superbolid aparținea probabil Centurii de asteroizi care se află între orbitele lui Marte și Jupiter.

De asemenea, au descoperit că asteroidul Chelyabinsk are o traiectorie foarte asemănătoare cu asteroidul apropiat de Pământ, cu diametrul de 2,2 km 860389 (cunoscut și sub numele de 1999 NC43), care orbitase odată aproape de Pământ.

Acest lucru face probabil ca ambii asteroizi să aparțină odată aceluiași obiect, asteroidul mai mare fiind părintele superbolidului Chelyabinsk.

În cele din urmă, folosind imagini înregistrate ale fragmentării superbolidului, împreună cu înregistrările audio ale brațelor sonore care au urmat, cercetătorii au putut furniza estimări pentru compoziția probabilă, rezistența structurală și dimensiunea asteroidului.

Cea mai bună presupunere a lor este că obiectul a fost de fapt o piatră fracturată, în acord cu modelul originii coliziunii, măsurând aproximativ 19 metri.

Potrivit doctorului Duffy, aceste descoperiri sunt un apel de trezire - că un obiect de dimensiuni mari nu trebuie să se afle într-un curs de coliziune directă cu Pământul pentru a fi o amenințare pentru noi.

De exemplu, asteroidul 86039, deși este puțin probabil să ne lovească, ar putea prezenta un pericol prin trimiterea fragmentelor sale pe o cale spre Pământ.

Puterea exploziei

Într-un al doilea studiu condus de Peter Brown, profesor de fizică și astronomie la Universitatea din Western Ontario, autorii au observat înregistrări de la 400 de videoclipuri amatori și mai multe instrumente (cum ar fi infrasunete, seismice și senzori guvernamentali americani) pe tot Pământul.

Potrivit doctorului Duffy, astfel de posturi de ascultare sunt de obicei utilizate pentru a monitoriza exploziile nucleare.

Dar, pentru că energia din explozia aeriană de la Chelyabinsk a fost atât de mare, a provocat un „sunet” pe suprafața Pământului care a fost preluat de stațiile seismice până la 4.000 km distanță.

„Niciodată nu am putut studia un eveniment meteoric de această magnitudine la acest nivel de detaliu. Din câte știu, nu am studiat niciodată un impact de asteroid înainte, în timpul și după eveniment ", a declarat Simon O'Toole, astronom cercetător la Observatorul Astronomic Australian.

„Aceasta este ceea ce eu numesc„ astronomie criminalistică ”- să iau toate dovezile despre un eveniment și să deduc ce s-a întâmplat de fapt și de ce.”

Colectând dovezi ale pagubelor cauzate de pământ de explozia aeriană, care a spulberat mii de ferestre, autorii și-au testat modelele undei de șoc rezultate din explozie.

Ei au estimat că explozia a fost la fel de puternică ca 530 kilotone de TNT explodând, aproximativ puterea a 30 de bombe Hiroshima și de aproximativ 30 de ori mai strălucitoare decât soarele la luminozitatea maximă.

În cele din urmă, autorii au folosit seturi de date la nivel mondial din ultimii 20 de ani pentru a arăta că modelele existente utilizate pentru a estima daunele provocate de explozia aeriană nu se potriveau cu observațiile de pe asteroidul Chelyabinsk.

Ei au prezis că numărul impacturilor globale ale altor obiecte de dimensiuni Chelyabinsk pe an a fost subestimat de un factor de zece.

Lucyna Kedziora-Chudczer, cercetător astrofizică la Universitatea din New South Wales, a explicat că subestimarea a fost rezultatul utilizării metodelor precum observațiile telescopice ale asteroizilor, modele bazate pe numărul de cratere lunare și căutări dedicate pentru obiecte din apropierea Pământului care ar putea să fie potențial periculos.

Potrivit Margaret Campbell-Brown, profesor asociat la Universitatea Western Ontario și coautor al studiului: „Explozia aeriană de la Chelyabinsk nu a provocat atât de multe daune din energia eliberată pe cât ne așteptam. Acest lucru se datorează faptului că energia a fost așezată pe o pistă lungă și astfel daunele s-au răspândit pe o cale mai lungă. ”

Dr. Duffy crede că aceste descoperiri prezintă atât vești bune, cât și rele.

„Vestea bună este că daunele cauzate de„ asteroizii ucigași ”sunt semnificativ mai mici decât estimează modelele. Vestea proastă este că numărul de coliziuni ale acestor obiecte de dimensiunea Chelyabinsk pe an a fost mult subestimat ”, a spus el.

„Așadar, deși fiecare asteroid poate face mai puține daune individual, acestea sunt mult mai frecvente.

„Prin urmare, este vital să investim în telescoape mai noi și mai puternice, astfel încât cerul să poată fi supravegheat mai atent.”

Evaluarea daunelor

Autorii unui al treilea studiu, condus de Olga Popova de la Academia Rusă de Științe, au vizitat 50 de sate din periferia Chelyabinsk în săptămânile care au urmat exploziei aeriene.

Au numărat casele deteriorate de fragmente de meteori și numărul de persoane rănite de undele de șoc și radiații, care au inclus arsuri UV și termice, precum și daune retiniene.

„Aceste date sunt semnificative, deoarece arată că, chiar dacă asteroidul a căzut pe Pământ deja puternic slăbit și fragmentele sale mai mici au limitat daunele de pe pământ, oamenii au suferit în continuare arsuri din strălucirea UV a mingii de foc foarte fierbinți”, a spus dr.

Descoperirile au inclus, de asemenea, o analiză exhaustivă a mineralogiei fragmentelor recuperate din meteoritul Chelyabinsk.

Rapoartele de mineralogie sugerează că obiectul Chelyabinsk a fost un meteorit de tip LL5 rar, care este un material cu pietriș de crondrit cu conținut scăzut de fier, cu un conținut scăzut de metal, realizat din silicați și alte minerale comprimate împreună, a spus dr.

Folosind plumb de uraniu robust, autorii au stabilit că asteroidul avea o vechime de aproximativ 4,4 miliarde de ani.

Dar ceea ce este neobișnuit este că suprafața meteorului Chelyabinsk pare să fi fost expusă la razele cosmice timp de doar un milion de ani, ceea ce nu este suficient pentru ca obiectul să se despartă de părintele său mai mare.

Pe baza acestui fapt, autorii cred că vinovatul este probabil Pământul însuși.

Este posibil ca asteroidul părinte, considerat a fi vechi de miliarde de ani și originar din Centura de Asteroizi, să se fi apropiat de Pământ și să fie rupt de gravitația Pământului sau dintr-o coliziune cu un alt asteroid.

Fragmentele au căzut apoi către Pământ în următorul milion de ani.

Dr. Duffy avertizează că, cu rămășițele mai mari ale obiectului părinte încă acolo, riscăm să fim loviți, chiar dacă nu există dovezi care să sugereze că un alt fragment este în drum spre noi.

Dacă, la fel ca în cazul lui Chelyabinsk, asteroidul este mic și slab și vine spre noi din direcția soarelui, ar fi aproape imposibil pentru un sondaj la sol să vedem un astfel de asteroid înainte de impact, a explicat dr. Campbell-Brown.

Dr. Kedziora-Chudczer a fost de acord, spunând: „De aceea este important să aflăm cât de des pot intra bololi în zona care îi poate trimite pe cursul de coliziune cu Pământul”.

Sursa: Conversația, poveste de Shireen Chan