Вокруг света за четыре дня: НАСА отслеживает шлейф челябинского метеора

15 февраля 2013 года метеор, масса которого оценивается в 10000 метрических тонн, взорвался над Челябинском, Россия, на высоте 14 миль. В отличие от аналогичных явлений, произошедших в прошлом, на этот раз в распоряжении ученых имелись чувствительные инструменты, установленные на спутнике Suomi NPP, которые обеспечили получение беспрецедентных данных и помогли ученым отслеживать и изучать метеорный шлейф (султан) в течение нескольких месяцев.

Специалист по физике атмосферы Ник Горькавый (Nick Gorkavyi), к сожалению, не заметил и не стал свидетелем «события века» минувшей зимой, когда метеор взорвался над его родным городом Челябинском, Россия. Тем не менее, находясь в Гринбелте, штат Мэриленд, специалисты НАСА Горькавый и его коллеги стали свидетелями невиданного атмосферного явления – шлейфа, оставшегося после взрыва.

Вскоре после наступления рассвета 15 февраля 2013 года, метеор, или болид, имеющий в поперечнике 59 футов (18 метров) и массу 11000 метрических тонн, ворвался в земную атмосферу со скоростью 41600 миль/час (18,6 километра в секунду). Раскалившись в результате трения при вхождении в разреженный воздух атмосферы Земли, «космический булыжник» взорвался на высоте 14,5 миль (23,3 километра) над Челябинском.

Мощность взрыва метеора более чем в 30 раз превысила мощность взрыва атомной бомбы, разрушившей Хиросиму. Для сравнения: ударивший в землю метеор, который привел к массовому вымиранию, в том числе вымиранию динозавров, имел около 6 миль (10 километров) в поперечнике, при ударе высвободилось количество энергии, приблизительно в 1 миллиард раз превышающее энергию взрыва атомной бомбы.

Данные моделирования и данные, полученные с помощью спутника, показывают, что через четыре дня после взрыва болида более устойчивая высокая часть шлейфа (красный) обогнула полностью северное полушарие и вернулась в Челябинск, Россия.

Отдельные уцелевшие осколки челябинского болида упали на землю. Однако взрыв также привел к осаждению сотен тонн пыли в стратосфере, позволяя спутнику НАСА провести беспрецедентные измерения процесса, как из этого материала формировался тонкий, но целостный (связанный) и стойкий стратосферный пылевой пояс.

«Мы хотели знать, сможет ли наш спутник обнаружить метеорную пыль»,– говорит Горькавый из Центра космических полетов имени Годдарда, НАСА, в Гринбелте, штат Мэриленд, который возглавил научную работу, принятую к печати в журнал Geophysical Research Letters. «На самом деле, мы увидели формирование нового пылевого пояса в стратосфере Земли, и успешно выполнили первые наблюдения из космоса долгосрочного процесса развития (динамики) шлейфа болида».

Горькавый и его коллеги объединили серию измерений, проведенных с помощью спутника, с моделями атмосферы, чтобы воспроизвести процесс изменений шлейфа от взрыва болида по мере того как он, подобно реактивной струе, проносился в стратосфере вокруг северного полушария.

Примерно через 3.5 часа после первоначального взрыва аппарат Limb Profiler системы для измерения распределения озона в атмосфере Ozone Mapping Profiling Suite, установленной на борту спутника Suomi National Polar-orbiting Partnership, созданного в рамках программы сотрудничества НАСА и Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), обнаружил шлейф высоко в атмосфере, на высоте около 25 миль (40 километров), который быстро перемещался на восток со скоростью приблизительно 190 миль в час (более 300 км/час).

Через день после взрыва спутник обнаружил, что шлейф продолжает перемещаться в виде струи в восточном направлении и достигает Алеутских островов. Более крупные и тяжелые частицы начали терять высоту и скорость, тогда как их более мелкие и легкие «коллеги», продолжали перемещаться, сохраняя высоту и скорость, – в точном соответствии с изменениями скорости потоков воздуха на различных высотах над уровнем моря.

К 19 февраля, то есть через четыре дня после взрыва, более быстрая, вышерасположенная часть шлейфа полностью обогнула Северное полушарие и возвратилась в Челябинск. Но на этом процесс развития (эволюции) шлейфа не закончился: по крайней мере, три месяца спустя вокруг планеты сохранялся обнаруживаемый пояс из пыли болида.

Разработанные учеными модели, построенные на основе исходных наблюдений спутника Suomi NPP и данных о циркуляции в стратосфере, подтвердили динамику развития шлейфа, демонстрируя хорошее соответствие его местоположения и вертикальной структуры.

«Тридцать лет назад мы могли только констатировать, что шлейф заключен в стратосферную реактивную струю»,– говорит Пол Ньюмэн (Paul Newman), главный научный консультант из Лаборатории атмосферных исследований имени Годдарда. «Сегодня наши модели позволяют нам точно отследить [пылевой шлейф от] болида и представить его эволюцию в процессе перемещения вокруг земного шара».

Основные выводы из проведенного исследования еще только предстоит сделать. Ежедневно десятки метрических тонн мелкого космического вещества (пыли) сталкивается с Землей и «зависает» в верхних слоях ее атмосферы. Но даже с учетом челябинского «мусора» окружающая атмосфера остается относительно чистой. Частицы достаточно мелкие и немногочисленные, в отличие от слоя стратосферы, расположенного немного ниже, где в избытке скапливаются природные аэрозоли, порождаемые извержениями вулканов и другими источниками.

К тому же, с помощью спутниковых технологий, которые теперь способны более точно измерять мельчайшие атмосферные частицы, ученые могут сосредоточить свои усилия на новых исследованиях в области физики высотной атмосферы. Насколько часто раньше оставались незамеченными события, связанные с болидами? Каким образом мог этот космический мусор оказывать влияние на формирование облаков в стратосфере и мезосфере?

Ученые еще ранее знали, что мусор (обломки), образовавшийся в результате взрыва болида, может скапливаться высоко в атмосфере. В 2004 году ученые с помощью наземных средств наблюдения провели в Антарктиде с помощью лидара (лазерной установки ИК-диапазона для определения загрязненности воздуха) одно наблюдение шлейфа от 1000-тонного болида.

«Но теперь, в условиях космической эры, используя все преимущества этой технологии, мы можем достичь совершенно нового уровня понимания процессов вхождения и распространения (эволюции) метеорной пыли в атмосфере»,– резюмирует Горькавый. «Конечно, челябинский болид горазда меньше «убийцы динозавров», и слава Богу!: теперь у нас есть уникальная возможность, не рискуя, изучить потенциально очень опасный вид событий». установки ИК-диапазона для определения загрязненности воздуха) одно наблюдение шлейфа от 1000-тонного болида.

Кэтрин Хансен (Kathryn Hansen) Группа новостей НАСА в области наук о Земле

© Авторское право (c) NASA
Переводчик: Дорохова Елена (бюро переводов «Гольфстрим»)

This entry was posted in Статьи NASA, Статьи по астрономии. Bookmark the permalink.