Maa pole meteooridele võõras. Tegelikult on meteooride hoovihmad tavaline nähtus, kus väikesed objektid (meteoroidid) sisenevad Maa atmosfääri ja kiirgavad öises taevas. Kuna enamik neist objektidest on väiksem kui liivatera, ei ulatu need kunagi pinnale ja põlevad atmosfääris lihtsalt ära. Kuid nii sageli laseb piisava suurusega meteoor läbi pinna ja plahvatab pinna kohal, kus see võib põhjustada märkimisväärset kahju.
Hea näide selle kohta on Tšeljabinski meteoroid, mis plahvatas taevalaotuses Venemaa kohal 2013. aasta veebruaris. See juhtum näitas, kui suurt kahju võib õhurõhku pandud meteoriit teha, ja rõhutas valmisoleku vajadust. Õnneks näitab Purdue ülikooli uus uuring, et Maa atmosfäär on tegelikult parem kaitsekilp meteooride vastu kui see, mille jaoks me seda tunnistasime.
Nende uuring, mis viidi läbi NASA planetaarkaitseameti toel, ilmus hiljuti teadusajakirjas Meteoritikud ja planeediteadus - pealkirjaga “Õhu läbitungimine suurendab sisenevate meteoroidide killustumist”. Uurimisrühma kuulusid vastavalt järeldoktori Marshall Tabetah ja Jay Melosh, Purdue ülikooli Maa atmosfääri ja planeediteaduste osakonna (EAPS) professor.
Varem on teadlased mõistnud, et meteoroidid plahvatavad sageli enne pinnale jõudmist, kuid põhjuse selgitamisel olid nad kahjumis. Oma uuringu huvides kasutasid Tabetah ja Melosh juhtumiuuringutena Tšeljabinski meteoroidi, et teha täpselt kindlaks, kuidas meteoroidid meie atmosfääri tabas. Tollal oli plahvatus üsna üllatus, mis võimaldas nii ulatuslikke kahjustusi.
Maa atmosfääri sisenemisel lõi meteoroid ereda tulekera ja plahvatas mõni minut hiljem, genereerides sama palju energiat kui väike tuumarelv. Tekkinud lööklaine plahvatas aknad välja, vigastades peaaegu 1500 inimest ja tekitades miljonite dollarite ulatuses kahjusid. See saatis ka pinna poole kihutavad killud, mis olid taaskasutatud, ja mõned olid isegi harjunud moodustama 2014. aasta Sotši talimängude medaleid.
Kuid üllatav oli ka see, kui suur osa meteroidi prahist pärast plahvatust taaskasutusse saadi. Kui meteoroid ise kaalus üle 9000 tonni (10 000 USA tonni), siis kunagi saadi kätte ainult umbes 1800 tonni (2000 USA tonni) prahti. See tähendas, et ülemises atmosfääris juhtus midagi, mille tõttu ta kaotas suurema osa massist.
Selle lahenduse leidmiseks hakkasid Tabetah ja Melosh kaaluma, kuidas meteoriidi ees olev kõrge õhurõhk imbub selle pooridesse ja pragudesse, surudes meteoriidi keha lahku ja põhjustades selle plahvatuse. Nagu Melosh Purdue University News pressiteates selgitas:
“Meteoriidi ees oleva kõrge rõhuõhu ja selle taga oleva õhu vaakumi vahel on suur gradient. Kui õhk suudab liikuda läbi meteoriidi kanalite, pääseb see hõlpsalt sisse ja puhub tükid ära. ”
Meteoroidi massi viimise mõistatuse lahendamiseks konstrueerisid Tabetah ja Melosh mudelid, mis iseloomustasid Tšeljabinski meteoroidi sisenemisprotsessi, võttes arvesse ka selle algset massi ja seda, kuidas see sisenemisel purunes. Seejärel töötasid nad välja ainulaadse arvutikoodi, mis võimaldas meteoroidi kehast pärinevat tahket materjali ja õhku esineda arvutuse mis tahes osas. Nagu Melosh märkis:
„Ma olen mõnda aega otsinud midagi sellist. Enamik arvutikoode, mida me löökide simuleerimiseks kasutame, võivad lahtris taluda mitut materjali, kuid nad keskmiselt kõik koos. Lahtri erinevad materjalid kasutavad oma individuaalset identiteeti, mis pole selliseks arvutamiseks kohane. ”
See uus kood võimaldas neil täielikult simuleerida energia ja impulsi vahetust siseneva meteoroidi ja interakteeruva atmosfääriõhu vahel. Simulatsioonide ajal lasti meteoroidiks surutud õhul sees imbuda, mis vähendas meteoroidi tugevust märkimisväärselt. Sisuliselt suutis õhk jõuda meteoroidi sisekülgedeni ja põhjustas selle plahvatuse seestpoolt.
See mitte ainult ei lahendanud mõistatust, kuhu läks Tšeljabinski meteoroidi kadunud mass, vaid ka kooskõlas 2013. aastal täheldatud õhupurske efektiga. Uuring näitab ka, et kui rääkida väiksematest meteroididest, on Maa parim kaitsevõime selle atmosfäär. Kombineerituna varajase hoiatamise protseduuridega, mis Tšeljabinski meteroidi ajal puudusid, saab vigastusi tulevikus vältida.
See on kindlasti hea uudis inimestele, kes on mures planeedikaitse pärast, vähemalt väikeste meteroidide osas. Maa atmosfäär ei mõjuta tõenäoliselt suuremaid. Õnneks on NASA ja teiste kosmoseagentuuride jaoks soovitatav neid regulaarselt jälgida, et avalikkust saaks aegsasti hoiatada, kui mõni maakera asub liiga lähedal. Samuti tegelevad nad usinalt vastumeetmete väljatöötamisega võimaliku kokkupõrke korral.
