Ако некогаш сте гледале некој лош филм за астероид кој се судира со Земјата (а ги има толку многу што ако треба да гледам уште еден, ќе навивам за астероидот) тогаш можеби сте забележале дека самиот астероид секогаш удира во Земјата, и овој удар ја предизвикува целата штета.Всушност, можеби не сте забележале, бидејќи се случува толку често и е таков стандард што би можеле само да го земете здраво за готово, како воздухот што го дишете.
Но, тој воздух е важен. Ако астероидот е мал, да кажеме со должина од неколку десетици до неколку стотици метри, тогаш воздухот е клучен. Тоа станува очигледно ако се одвратиѓе од големите и малите екрани и видиме вистински астероидски судар, како оној што се случи на 15 февруари 2013 год., над градот Челјабинск, Русија.
Оваа камера го покажува целиот настан. Астероидот, кој бил долг околу 19 метри, доаѓа од лево. Како што се пробива низ воздухот со почетна брзина од околу 18 километри на секунда (65.000 километри на час!) тој се загрева и почнува да свети. Позади себе остава трага (технички наречена воз) од усвитен, раздробен камен. По една-две секунди се осветлува, па одеднаш блеснува; ова е кога астероидот се расчленува заради притисокот, и секое помало парче придонесува кон ослободената енергија. Како што продолжува да се движи, може да се види дека „возот“ е подебел и посветол каде што астероидот светнал. Потоа, по неколку секунди, тој исчезнува.
Интензивниот сјај доаѓа од компресијата на воздухот пред астероидот (а не од триење, како што повеќето мислат; кога ќе се компресира гас тој се загрева, а движење со хиперсонични брзини доста ќе го компресира гасот). Енергијата доаѓа од кинетичката енергија, енергијата на движењето. Вкупно, многу енергија се ослободува одеднаш, што е и дефиницијата за експлозија. Навистина, ослободената енергија која ја видовте во претходното видео е еднаква на половина милион тони ТНТ, или колку една помала нуклеарна бомба.
Но со ова се појавува и една мистерија. Од дванаесетте илјади тони на астероидот од Челјабинск, само 4-6 тони беа пронајдени, а и само во мали парчиња. Најголемото било само 600 килограми! Со моменталната цена за метеоритите од Челјабинск може да се каже дека има огромен поттик да се најдат. Дури и ако сме љубезни и кажеме дека само половина се најдени, тоа сеуште ни дава огромна количина материјал кој мора да испарил во атмосферата.
Уметнички приказ на огнената топка од ударот во Сибирска Тунгуска во 1908. Заслуги: Дон Дејвис/DonaldEDavis.com
Озгора на тоа, парчињата кои се најдени имаат голема механичка јачина; со други зборови, туе се прилично цврсти. Да би била целата маса толку цврста, астероидот би издржал многу подолго и би се симнала пониско во атмосферата пред да се распадне. Компјутерски модели на начинот на кој астероидот се распаѓа во атмосферата покажуваат дека главната маса мора да била многу послаба (до 100 пати) од парчињата кои се најдени!
Како е ова можно? Нови истражувања покажуваат дека одговорот е, повторно, воздухот. Се досега во физиката не му придававме доволно важност.
Се мислеше дека каменот се судира со атмосферата и притисокот пред него се вивнува нагоре. Оваа сила е толку голема што го срамнува астероидот во процесот кој е буквално наречен “палачинкарење” (pancaking). Стресот го раскршува каменот на помали парчиња. Секое парче има поголема површина, и со тоа повеќе простор за да се судри со воздухот и да засвети. Сите се палачинкарат и процесот се повторува, претворајќи се во вртоглава каскада од разградување и ослободување енергија. БУМ.
Но, излегува дека искористениот компјутерскиот код не земал во предвид како воздухот влегува во каменот, наоѓајќи си пат во празнините и дупките во каменот при висока брзина и притисок. Тука настапуваат новите истражувања. Користејќи пософистициран код (развиен во Национална Лабораторија Лос Аламос за да го симулира текот на воздухот при високи температури), научниците успеале да ја додадат порозноста на каменот како фактор за да видат како ја менува физиката за сударот.
Тие пронашле дека со зголемување на порозноста се зголемува и палачинкарењето, што понатаму ја зголемува ефикасноста на раскршување на каменот. Ова има смисла: попропустлив материјал дозволува повеќе воздух да влезе во него, дејствувајќи како клин кој ја разбива масата. Потоа, тие пронашле дека порозноста (количината на празнини и дупки во каменот) е важен фактор за тоа колку експлозивно каменот се распаѓа, каде што попорозен камен е посклон кон експлозија. По ова, главниот фактор е аблацијата: колку камен и материјал се оттргнува со воздухот кој дува по страните на каменот.
Конечно, научниците пронашле дека однесувањето на астероидот од Челјабинск има смисла ако каменот бил попустлив. Ова предизвикало каменот да се распадне на висина од 30-40 километри над земјата, кога притисокот сеуште бил премногу мал за да искрши цврст камен. Всушност, порозноста била уште поважна од чистата сила, бидејќи воздухот го удирал астероидот толку силно, што на него дејствувал како дупчалка. Кога каменот се раскршил, тој создал многу помали парчиња, и најсилните се тие што не се распаднале од аблацијата. Тие се тие кои паднале на земјата и биле откриени, но поголемиот дел од астероидот целосно испарил.
Оваа спроведена работа е прилично важна. Многу е тешко научно да се разбере физиката која важи за хиперсонични брзини; равенките за како нештата се движат и течат е неверојатно сложена и при нормални брзини, а при брзини дванаесет пати поголеми од онаа на звукот се појавуваат нови фактори.
Но постои и попонизна причина за проучување на овие нешта: ќе дојде ден кога некој астероид ќе биде насочен кон нас, и ќе мораме да сториме нешто во врска со тоа. Колку повеќе ја разбираме механиката на астероиди и астероидни судари, толку поинформирани ќе бидат нашите одлуки. Сеуште пробуваме да ја сфатиме основата на сите овие работи, но цело време се подобруваме.
Наука! Повеќе од кул факти и ефекти. Кога ќе се примени во точна ситуација, буквално може да го спаси светот.
Превод: Јоаким Јаковлески
Извор: SyfyWire
