Какая часть астероида добирается до поверхности земли?

Когда небольшой астероид входит в атмосферу Земли, его поверхность сильно нагревается, вызывая плавление и фрагментацию. Таким образом причина почему камни с поверхности астероида добираются до земли в виде метеоритов остается загадкой. Эту загадку наконец раскрыли в новом исследовании атмосферного горения астероида 2008 TC3, опубликованном сегодня в Meteoritics and Planetary Science.

«Большинство метеоритов, падающих с астероидов, размером с грейпфрут или небольшой автомобиль», — заявил ведущий автор и метеоролог Питер Дженнискенс из Института SETI и Исследовательского центра Эймса НАСА. «Камни такого размера не могут вращаться достаточно быстро, чтобы распределить тепло во время короткой фазы метеора, и теперь мы знаем, что именно задняя сторона доживает до контакта с землей».

В 2008 году в космосе был обнаружен 6-метровый астероид под названием 2008 TC3, который отслеживался более 20 часов. Он вошел в атмосферу Земли, создав яркий эффект метеора и рассыпался над Нубийской пустыней, Судан. Последующее дробление разбросало метеориты по площади 7 х 30 км. Дженнискенс, вместе с профессором Хартумского университета Муавией Шаддадом и его студентами, нашел и собрал эти метеориты.

«В ходе серии особых поисков наши студенты обнаружили более 600 метеоритов, некоторые размером с кулак, но большинство не больше ногтя большого пальца», — говорит Шаддад. «Мы зафиксировали место находки каждого метеорита».

Проводя поиск по сетке перпендикулярно траектории движения астероида, исследователи, к своему удивлению, обнаружили, что более крупных метеоритов было разбросано больше, чем метеоритов меньшего размера. Объединившись с проектом НАСА по оценке астероидной угрозы (ATAP) в Исследовательском центре Эймса НАСА, они решили провести расследование.

«Пока астероид приближался к Земле, его яркость колебалась из-за вращений и тряски», — сказал Даррел Робертсон, астроном-теоретик из ATAP. «Из-за этого астероид 2008 TC3 стал уникален тем, что мы знаем его форму и ориентацию при входе в атмосферу Земли».

Робертсон создал гидродинамическую модель входа 2008 TC3 в атмосферу Земли. На ней показано, как астероид нагревался и распадался. Наблюдаемые высоты яркости метеоров и пылевых облаков использовались для калибровки высоты модели этого явления.

«Мы обнаружили, что из-за своей высокой скорости астероид оставил почти вакуумный след в атмосфере», — говорит Робертсон. «Первые осколки пришли с боковых сторон астероида и имели тенденцию двигаться следом, где они смешивались и падали на землю с низкими относительными скоростями».

При падении на землю самые маленькие метеориты, остановленные эффектом трения, падали близко к точке раскола, в то время как более крупные метеориты не могли остановится и падали дальше. Таким образом большинство собранных метеоритов были обнаружены вдоль небольшой полосы шириной 1 км на пути астероида.

«Астероид нагревался с передней части все больше и больше, и в итоге уцелевшая часть с задней нижней стороны астероида внезапно откололась и разбилась на множество частей», — сказал Робертсон. «Задняя часть продержалась так долго благодаря форме астероида».

Больше не подвластные самому астероиду, последние фрагменты откалывались и отлетали от него с гораздо большей относительной скоростью.

«Крупные метеориты из 2008 TC3 были разбросаны по более широкой местности, чем мелкие. Это означает, что они возникли в результате этого окончательного разрушения», — сказал Дженнискенс. «Основываясь на месте обнаружения, мы пришли к выводу, что эти куски оставались относительно большими до самого столкновения с землей».

Расположение крупных метеоритов на земле по-прежнему отражает их расположение в задней нижней части исходного астероида.

«Этот астероид представлял собой набор из разных камней», — сказала соавтор Кирена Гудрич из Лунного и планетарного института (USRA). Гудрич возглавила группу исследователей метеоритов, которые определили тип метеорита каждого обнаруженного фрагмента в области большой массы.

Исследователи обнаружили, что различные типы метеоритов были разбросаны по земле случайным образом и, следовательно, также были случайным образом распределены на исходном астероиде.

«Это согласуется с тем фактом, что другие метеориты этого типа, хотя и в гораздо меньших масштабах, также содержат случайные смеси», — сказала Гудрич.

Эти результаты могут также помочь понять другие падения метеоритов. Астероиды, находясь в космосе, подвергаются воздействию космических лучей, тем самым создавая низкий уровень радиоактивности на поверхности.

«Из-за этой радиоактивности мы часто узнаем, что метеориты находились не в более защищенной внутренней части», — сказал Дженнискенс. «Теперь мы знаем, что они падают с поверхности задней части астероида».