Тайны космоса. Челябинский метеорит помогает ученым изучать Вселенную
16 Февраля 2023
Фото: Людмила Ковалева
Какие открытия принесло изучение челябинского метеорита и есть ли защита от угрозы из космоса? Об этом шла речь на межвузовском астрофизическом семинаре, посвященном 10-летию падения болида. В научном форуме приняли участие ученые ЧелГУ, Объединенного института ядерных исследований Дубны, Коуровской астрономической лаборатории Екатеринбурга, студенты и общественники.
Метеоритный бренд
Своими впечатлениями поделилась учредитель Фонда социальных, культурных и образовательных инициатив-2020 Ирина Текслер.
— Мы осмотрели выставку, посвященную челябинскому метеориту, ставшему своего рода брендом Южного Урала, и узнали много нового, — говорит она. — Оказывается, во Вселенной есть малая планета, открытая в 1992 году и названная в честь Челябинска. Метеорит вдохновил художников, скульпторов, отразивших это событие и свои чувства, испытанные в тот момент.
По словам Ирины Текслер, сейчас на Южный Урал приезжают туристы со всего мира, чтобы посмотреть на кусок метеорита, представленный в историческом музее.
Доктор физико-математических наук, ректор ЧелГУ Сергей Таскаев подвел итоги 10-летних исследований движения и состава метеорита Он отметил, что именами профессоров университета Александра Дудорова и Николая Горькавого, авторов книги «Челябинский суперболид», названы малые небесные тела Солнечной системы.
Падение Челябинского метеорита 15 февраля 2013 года стало событием мирового масштаба. Это самый большой метеорит XXI века. Он уступает лишь Тунгусскому метеориту, взорвавшемуся в начале XX века над сибирской тайгой.
Сергей Таскаев пояснил, что болид вошел в атмосферу над Казахстаном и взорвался над Челябинской агломерацией. До Земли долетел лишь 1 % его массы, которая составила 13 тысяч тонн. Ударной волной было поражено 7 % площади области. Энергия взрыва составила 500 килотонн (500 тыс. тонн тринитротолуола). По своей мощи его можно сравнить с 30 атомными бомбами, такими как в Хиросиме. Взрывная волна дважды обогнула земной шар.
Как добавил ученый, научную значимость изучения метеоритного материала трудно переоценить. Астероиду 4,5 млрд лет, он ровесник Солнечной системы. В нем нашли неизвестные ранее углеродные квазикристаллы, другие элементы.
Фото Олега Каргаполова
Нанокристаллы и «волосы Пеле»
— В ходе исследований во фрагментах небесного тела были найдены интереснейшие нитевидные включения, так называемые «волосы Пеле», названные по имени гавайской богини вулканов, — сообщил Сергей Таскаев. — Они встречаются в их жерлах, а в метеорите обнаружены впервые. Также мы неожиданно нашли в осколках метеорита углеродные квазикристаллы, по структуре напоминающие алмазы. Проводили эксперименты, пытались получить их аналоги методом взрыва. На выходе получились детонационные алмазы.
Немецкие ученые из университета Дармштадта исследовали находки методом спектроскопии, и оказалось, что это особая форма графита. Микродифракционный анализ расставил точки над i. Выяснилось, что эти квазикристаллы содержат уникальные элементы — фуллерены и нанотрубки. В самом метеорите углерода мало, небесный гость «собрал» его из воздуха во время полета в атмосфере. Физики из Национального университета Кореи Кунгпук считают, что это ранее неизвестная форма углерода, кристаллы могли вырасти в раскаленном облаке суперболида.
Как добавил Сергей Таскаев, с помощью спутников установили, что метеорит оставил газопылевой «хвост», который опоясал все северное полушарие планеты. Кроме того, ученые впервые составили виртуальную карту траектории его полета. Физик в свое время принимал участие и в исследовании не менее знаменитого Аризонского метеорита, собрал целую коллекцию фрагментов малых космических тел. Немало открытий принесло и изучение метеоритной пыли. По мнению ректора, это может помочь разгадать тайны происхождения Вселенной.
Виртуальная модель
— Собран бесценный научный материал, — говорит известный астрофизик, доцент кафедры теоретической физики ЧелГУ Сергей Замоздра. — Уточнена частота прихода метеоритов: оказалось, что они падают на Землю не раз в 50 лет, как считалось ранее, а чаще. Для обнаружения пришельцев из космоса построены телескопы с более широким «полем зрения», отработан метод их выявления по пылевому следу. В Совете Федерации после падения метеорита прошел круглый стол по космическим угрозам, а в школьную программу вернули предмет «астрономия».
Заведующий кафедрой общей и теоретической физики ЧелГУ Александр Майер рассказал о том, почему взорвался небесный камень. У него была огромная кинетическая энергия, которая резко перешла в тепло. Ученые составили математическую модель его взрыва. При этом учли угол падения, скорость, размер, силу трения.
— Компьютерное моделирование показало, что болид взорвался на высоте 50 километров и падал под острым углом в 20 градусов, — сообщил Александр Майер. — В этом нам очень повезло. Если бы он сразу вонзился в Землю, сила взрыва была бы в разы больше и ближе к поверхности. Впрочем, такой вариант маловероятен.
Фото Олега Каргаполова
Нейтронный «скальпель»
По словам Сергея Хайбрахманова, доцента ЧелГУ и старшего научного сотрудника Коуровской астрономической лаборатории УрФУ, челябинские ученые с коллегами из института РАН провели три экспедиции по поиску осколков метеорита. Первая — у села Еманжелинка, затем у поселков Депутатский и Казбаева. Здешние школьники и учителя подарили найденные «космические» фрагменты. Ученые сделали вывод, что чем дальше от места взрыва, тем они крупнее. Причем выяснилось, что в полете было три вспышки, которые оставили следы в структуре болида.
— Руководитель экспедиции от РАН Ольга Попова с ученым из Калифорнии Питером Дженнискенсом, объехав места падения метеорита, уточнили параметры взрыва, составили карту разрушений, — добавил Сергей Хайбрахманов. — К счастью, обошлось без жертв, в основном ударной волной были выбиты стекла. Но ущерб превысил миллиард. А позже в фантастическом фильме с участием Тома Круза появились кадры падения нашего небесного странника.
Как сообщил исследователь, выяснилось, что наш метеорит за миллиарды лет скитаний в космосе пережил несколько столкновений с другими «собратьями» и даже с ядром кометы!
Картину прояснил ученый из Объединенного института ядерных исследований (Дубна) Андрей Кириллов. Там метеорит изучали с применением новейших методов нейтронной физики, задействовав импульсный реактор НИИ. Измерив рассеивание нейтронов, узнали много нового о «внутреннем мире» болида. Оказалось, что в нем повышенное содержание цинка, рубидия, золота и серебра.
— Исследовав кристаллы, мы выяснили, что они образовались во время падения метеорита, — рассказал Андрей Кириллов. — Причем он вращался, как металл на прокатном стане, это и привело к возникновению необычных структур. Своими открытиями мы поделились на Международной научной конференции по образованию новых материалов и эволюции Галактики.
Фото Олега Каргаполова
Болид «на подушке»
Как часто метеориты посещают нашу планету и как защититься от космической угрозы? Доцент кафедры общей и теоретической физики ЧелГУ Ольга Еретнова считает, что опасаться оснований нет. Небесные гости падают на Землю нечасто, а поскольку моря и океаны покрывают 70 % поверхности, шанс попадания в город ничтожно мал. В среднем за год регистрируют 6 падений. Причем прилетают они очень неравномерно: к примеру, в 2018 году — 14, в 2020-м — 18, а в 2022-м — 5. После челябинского метеорита отмечен 91 прилет, из них 4 в России: кроме «челябинца», в Озерках Липецкой области, Анаме и Дегтеве. Все они небольшие, в среднем 1,5 метра в диаметре. Но один из них, упавший в 2018 году в районе Берингова моря, десятиметровый, хотя энергии выделил немало, все же вдвое меньше нашего.
— Падение 160-килограммового метеорита в Нигерии астрономы предсказали заранее, — говорит Ольга Еретнова. — За 8 часов до столкновения с Землей его обнаружил космический телескоп. Впрочем, таких примеров мало, пока только семь. Так, челябинский метеорит прилетел с востока, со стороны Солнца, что стало полной неожиданностью. Добавлю, что небесные камни порой «заглядывают» и в дома землян. В 2021 году в Канаде мини-метеорит пробил крышу и упал на подушку рядом со спящей хозяйкой. Она была в шоке, но, к счастью, не пострадала. Чтобы защитить Землю от таких сюрпризов, создана международная система наблюдения за астероидами, их отслеживают спутники и наземные станции. Ученые уже научились прогнозировать метеориты, ставят эксперименты по отклонению их траектории.
Своими впечатлениями поделилась учредитель Фонда социальных, культурных и образовательных инициатив-2020 Ирина Текслер.
— Мы осмотрели выставку, посвященную челябинскому метеориту, ставшему своего рода брендом Южного Урала, и узнали много нового, — говорит она. — Оказывается, во Вселенной есть малая планета, открытая в 1992 году и названная в честь Челябинска. Метеорит вдохновил художников, скульпторов, отразивших это событие и свои чувства, испытанные в тот момент.
По словам Ирины Текслер, сейчас на Южный Урал приезжают туристы со всего мира, чтобы посмотреть на кусок метеорита, представленный в историческом музее.
Доктор физико-математических наук, ректор ЧелГУ Сергей Таскаев подвел итоги 10-летних исследований движения и состава метеорита Он отметил, что именами профессоров университета Александра Дудорова и Николая Горькавого, авторов книги «Челябинский суперболид», названы малые небесные тела Солнечной системы.
Падение Челябинского метеорита 15 февраля 2013 года стало событием мирового масштаба. Это самый большой метеорит XXI века. Он уступает лишь Тунгусскому метеориту, взорвавшемуся в начале XX века над сибирской тайгой.
Сергей Таскаев пояснил, что болид вошел в атмосферу над Казахстаном и взорвался над Челябинской агломерацией. До Земли долетел лишь 1 % его массы, которая составила 13 тысяч тонн. Ударной волной было поражено 7 % площади области. Энергия взрыва составила 500 килотонн (500 тыс. тонн тринитротолуола). По своей мощи его можно сравнить с 30 атомными бомбами, такими как в Хиросиме. Взрывная волна дважды обогнула земной шар.
Как добавил ученый, научную значимость изучения метеоритного материала трудно переоценить. Астероиду 4,5 млрд лет, он ровесник Солнечной системы. В нем нашли неизвестные ранее углеродные квазикристаллы, другие элементы.
Фото Олега Каргаполова
Нанокристаллы и «волосы Пеле»
— В ходе исследований во фрагментах небесного тела были найдены интереснейшие нитевидные включения, так называемые «волосы Пеле», названные по имени гавайской богини вулканов, — сообщил Сергей Таскаев. — Они встречаются в их жерлах, а в метеорите обнаружены впервые. Также мы неожиданно нашли в осколках метеорита углеродные квазикристаллы, по структуре напоминающие алмазы. Проводили эксперименты, пытались получить их аналоги методом взрыва. На выходе получились детонационные алмазы.
Немецкие ученые из университета Дармштадта исследовали находки методом спектроскопии, и оказалось, что это особая форма графита. Микродифракционный анализ расставил точки над i. Выяснилось, что эти квазикристаллы содержат уникальные элементы — фуллерены и нанотрубки. В самом метеорите углерода мало, небесный гость «собрал» его из воздуха во время полета в атмосфере. Физики из Национального университета Кореи Кунгпук считают, что это ранее неизвестная форма углерода, кристаллы могли вырасти в раскаленном облаке суперболида.
Как добавил Сергей Таскаев, с помощью спутников установили, что метеорит оставил газопылевой «хвост», который опоясал все северное полушарие планеты. Кроме того, ученые впервые составили виртуальную карту траектории его полета. Физик в свое время принимал участие и в исследовании не менее знаменитого Аризонского метеорита, собрал целую коллекцию фрагментов малых космических тел. Немало открытий принесло и изучение метеоритной пыли. По мнению ректора, это может помочь разгадать тайны происхождения Вселенной.
Виртуальная модель
— Собран бесценный научный материал, — говорит известный астрофизик, доцент кафедры теоретической физики ЧелГУ Сергей Замоздра. — Уточнена частота прихода метеоритов: оказалось, что они падают на Землю не раз в 50 лет, как считалось ранее, а чаще. Для обнаружения пришельцев из космоса построены телескопы с более широким «полем зрения», отработан метод их выявления по пылевому следу. В Совете Федерации после падения метеорита прошел круглый стол по космическим угрозам, а в школьную программу вернули предмет «астрономия».
Заведующий кафедрой общей и теоретической физики ЧелГУ Александр Майер рассказал о том, почему взорвался небесный камень. У него была огромная кинетическая энергия, которая резко перешла в тепло. Ученые составили математическую модель его взрыва. При этом учли угол падения, скорость, размер, силу трения.
— Компьютерное моделирование показало, что болид взорвался на высоте 50 километров и падал под острым углом в 20 градусов, — сообщил Александр Майер. — В этом нам очень повезло. Если бы он сразу вонзился в Землю, сила взрыва была бы в разы больше и ближе к поверхности. Впрочем, такой вариант маловероятен.
Фото Олега Каргаполова
Нейтронный «скальпель»
По словам Сергея Хайбрахманова, доцента ЧелГУ и старшего научного сотрудника Коуровской астрономической лаборатории УрФУ, челябинские ученые с коллегами из института РАН провели три экспедиции по поиску осколков метеорита. Первая — у села Еманжелинка, затем у поселков Депутатский и Казбаева. Здешние школьники и учителя подарили найденные «космические» фрагменты. Ученые сделали вывод, что чем дальше от места взрыва, тем они крупнее. Причем выяснилось, что в полете было три вспышки, которые оставили следы в структуре болида.
— Руководитель экспедиции от РАН Ольга Попова с ученым из Калифорнии Питером Дженнискенсом, объехав места падения метеорита, уточнили параметры взрыва, составили карту разрушений, — добавил Сергей Хайбрахманов. — К счастью, обошлось без жертв, в основном ударной волной были выбиты стекла. Но ущерб превысил миллиард. А позже в фантастическом фильме с участием Тома Круза появились кадры падения нашего небесного странника.
Как сообщил исследователь, выяснилось, что наш метеорит за миллиарды лет скитаний в космосе пережил несколько столкновений с другими «собратьями» и даже с ядром кометы!
Картину прояснил ученый из Объединенного института ядерных исследований (Дубна) Андрей Кириллов. Там метеорит изучали с применением новейших методов нейтронной физики, задействовав импульсный реактор НИИ. Измерив рассеивание нейтронов, узнали много нового о «внутреннем мире» болида. Оказалось, что в нем повышенное содержание цинка, рубидия, золота и серебра.
— Исследовав кристаллы, мы выяснили, что они образовались во время падения метеорита, — рассказал Андрей Кириллов. — Причем он вращался, как металл на прокатном стане, это и привело к возникновению необычных структур. Своими открытиями мы поделились на Международной научной конференции по образованию новых материалов и эволюции Галактики.
Фото Олега Каргаполова
Болид «на подушке»
Как часто метеориты посещают нашу планету и как защититься от космической угрозы? Доцент кафедры общей и теоретической физики ЧелГУ Ольга Еретнова считает, что опасаться оснований нет. Небесные гости падают на Землю нечасто, а поскольку моря и океаны покрывают 70 % поверхности, шанс попадания в город ничтожно мал. В среднем за год регистрируют 6 падений. Причем прилетают они очень неравномерно: к примеру, в 2018 году — 14, в 2020-м — 18, а в 2022-м — 5. После челябинского метеорита отмечен 91 прилет, из них 4 в России: кроме «челябинца», в Озерках Липецкой области, Анаме и Дегтеве. Все они небольшие, в среднем 1,5 метра в диаметре. Но один из них, упавший в 2018 году в районе Берингова моря, десятиметровый, хотя энергии выделил немало, все же вдвое меньше нашего.
— Падение 160-килограммового метеорита в Нигерии астрономы предсказали заранее, — говорит Ольга Еретнова. — За 8 часов до столкновения с Землей его обнаружил космический телескоп. Впрочем, таких примеров мало, пока только семь. Так, челябинский метеорит прилетел с востока, со стороны Солнца, что стало полной неожиданностью. Добавлю, что небесные камни порой «заглядывают» и в дома землян. В 2021 году в Канаде мини-метеорит пробил крышу и упал на подушку рядом со спящей хозяйкой. Она была в шоке, но, к счастью, не пострадала. Чтобы защитить Землю от таких сюрпризов, создана международная система наблюдения за астероидами, их отслеживают спутники и наземные станции. Ученые уже научились прогнозировать метеориты, ставят эксперименты по отклонению их траектории.
Поделиться
