Челябинский метеорит застал человечество врасплох
Падение Челябинского метеорита стало для человечества громким сигналом об опасности, исходящей из космоса, пишет Scientific American. За прошедшие десять лет методы обнаружения астероидов стали более совершенными, появились и способы менять их траекторию.
Десять лет назад, 15 февраля 2013 года, когда над российским городом Челябинск взошло солнце, в небе произошел взрыв.
В атмосферу Земли ворвался астероид, летевший со скоростью почти 70 тысяч километров в час. Эта космическая глыба размером примерно с теннисный корт оставляла после себя в небе яркий светящийся след – будто там появилось второе солнце, которое неслось с юго-востока на северо-запад.
Войдя в атмосферу со сверхзвуковой скоростью, астероид вспыхнул, и за ним потянулся толстый след из испаряющихся пород. Из-за огромного давления эта глыба стала менять форму. В итоге давление наконец взяло верх над астероидом примерно в 40 километрах над поверхностью Земли. Он распался на более мелкие куски, каждый из которых летел со скоростью в десятки раз больше скорости выпущенной из винтовки пули. Эти фрагменты тоже стали менять форму, из-за чего с Земли можно было наблюдать целую серию коротких, но мощных вспышек света, когда они нагревались до предела. В конце концов оставшиеся куски испарились.
Все это произошло в течение нескольких секунд, и последний взрыв случился, когда астероид находился в 30 километрах над поверхностью Земли. Энергия его остаточного движения моментально превращалась в тепло. Образовавшийся гигантский огненный шар ненадолго затмил солнце, излучая энергию, примерно равную взрыву полумиллиона тонн тротила.
Мощная ударная волна от этого взрыва примерно за минуту достигла центра Челябинска, находившегося в 40 километрах к северу. Этот промышленный город с населением в миллион человек только начинал свой день, когда по небу пронесся огненный шар. Это потрясающее зрелище – и длинный сияющий след пара – заставило людей выйти на улицу или выглянуть из окон, чтобы посмотреть, что происходит. И именно в тот момент ударная волна достигла земли.
Сильнейший удар выбил окна по всему городу – подавляющее большинство из тех, кто пострадал в результате падения метеорита, получили порезы стеклом. К счастью, никто не погиб, а ущерб, нанесенный инфраструктуре, оказался относительно небольшим. Если бы астероид был больше, если бы он состоял из металла или если бы он рухнул вниз под более острым углом, эта история могла бы сложиться совсем по-другому, а последствия были бы куда более серьезными.
Падение Челябинского метеорита стало для Земли сигналом тревоги. Очень громким сигналом.
Оно также послужило ценным материалом для изучения – крупнейшим событием в атмосфере Земли с момента падения Тунгусского метеорита в 1908 году. Дымящийся след астероида наблюдали спутники, а также тысячи очевидцев и камер. Землю усыпали мелкие осколки метеорита, а один гигантский кусок размером примерно в один метр в поперечнике и весом в полтонны упал в озеро, из которого его затем извлекли. Есть даже кадры с камер наблюдения, где видно, как этот кусок врезался в замершее озеро, оставив после себя весьма впечатляющий всплеск из взметнувшихся вверх снега и воды.
Куски метеорита, которые ученые собрали после падения, рассказали им непростую историю этого астероида. Они были испещрены бороздками и узкими щелями. Ученые выяснили, что эта 19-метровая глыба когда-то была частью гораздо более массивного астероида, который тоже пострадал от удара, в результате чего от него откололся кусок, который врезался в Землю и проделал в ней глубокую трещину. Датирование с помощью изотопов показало, что первое столкновение могло произойти еще 4,4 миллиарда лет назад, когда Солнечной системе было менее 200 миллионов лет. Трещины в челябинской глыбе ослабили ее, из-за чего она разрушилась высоко над землей и сумела создать мощную ударную волну. В тот день "призрачные пальцы" древнего столкновения в глубоком космосе коснулись жизней тысяч россиян.
Пока неясно, какой именно астероид является "родителем" Челябинского метеорита. Ученые проследили его траекторию в обратном направлении в космос и нашли совпадения с астероидами 2007 BD7 и 2011 EO40.Один из них вполне может быть "родителем" Челябинского метеорита, но пока точных данных нет.
Анализ падения этой глыбы наряду с более мелкими событиями показал, что подобные им "объекты столкновения" врезаются в Землю гораздо чаще, чем считалось ранее. Астероиды размером с Челябинский врезаются в атмосферу примерно каждые 25 лет, но, к счастью, большинство из них делают это над океаном или дикой местностью.
Тревогу вызывает то, что астрономы не видели, как этот астероид летит к Земле, пока он не врезался в атмосферу. Но астероиды как правило представляют собой очень темные небесные объекты, и заметить маленьких представителей этого класса очень трудно, даже если они находятся близко к Земле. Всего несколькими годами ранее астероид 2008 TC3 шириной в четыре метра стал первым астероидом, который люди заметили до того, как он врезался в атмосферу Земли. С тех пор астрономы сумели обнаружить всего шесть астероидов перед тем, как те нанесли удар, включая 2023 CX1, который осветил небо над Ла-Маншем 13 февраля 2023 года, как будто решив отметить десятилетие падения Челябинского метеорита. Все они были маленькими и не представляли никакой опасности для людей.
Теперь, когда я уже достаточно напугал вас своими рассказами о падении астероидов, хочу сообщить вам хорошую новость: люди быстро совершенствуют свои навыки обнаружения астероидов в космосе. За десять лет, которые прошли после падения Челябинского метеорита, ученые обнаружили около 20 тысяч околоземных астероидов – это больше, чем за всю историю наблюдений до 2013 года. В нашем распоряжении появились новые обзорные телескопы, такие как Pan-STARRS и Zwicky Transient Facility, кроме того, были разработаны более совершенные методы обнаружения и анализа данных. Очень скоро огромная Обсерватория имени Веры Рубин и космическая миссия НАСА NEO Surveyor позволят существенно расширить список известных людям астероидов, угрожающих Земле.
Но обнаружить их – это только первый шаг. Следующий этап подразумевает принятие тех или иных мер. С этой целью в сентябре прошлого года НАСА запустило миссию DART (Double Asteroid Redirection Test), которая ударила полутонным снарядом в 170-метровый астероид Диморф, являющийся спутником более крупного астероида Дидим. Импульс от столкновения изменил период обращения астероида более чем на полчаса. Результаты той миссии оказались даже более впечатляющими, чем рассчитывали ученые: огромный шлейф пород, отделившихся от поверхности астероида, придал ему дополнительный импульс. Это доказало, что люди могут использовать подобные космические аппараты для изменения траектории движения астероидов.
Более мощные взрывы могут существенно изменить траекторию приближающейся к Земле космической глыбы. Взрыв ядерного заряда вблизи небольшого астероида позволит испарить значительную часть его поверхности. Горячий пар быстро расширится, действуя подобно выхлопу ракеты, и толкнет астероид на новую и, будем надеяться, более безопасную траекторию. Сейчас с применением этого метода есть некоторые довольно трудноразрешимые проблемы – к примеру, в соответствии с условиями Договора о космосе взрывать ядерные устройства вне Земли строго запрещено. Однако, если в нашу сторону на огромной скорости будет лететь опасный астероид, это может заставить людей внести изменения в действующие законы и требования.
После падения Челябинского метеорита двум космическим аппаратам удалось не только приблизиться к небольшим астероидам, но и взять образцы с их поверхности (аппарат "Хаябуса-2" уже доставил образцы на Землю, а аппарат OSIRIS-Rex сделает это немного позже в этом году). Оба астероида – "Рюгу" диаметром около километра и "Бенну" диаметром около 500 метров – представляют собой груды булыжников, которых удерживает вместе собственная достаточно слабая сила притяжения. Вероятно, все небольшие астероиды представляют собой груды булыжников, и это их свойство определяет нашу тактику противостояния: их достаточно хрупкая структура упростит нам задачу по нанесению ударов по ним. Представьте себе, что вы пытаетесь пробить коробку с арахисом, и вы поймете, что я имею в виду. Но миссия DART также показала, что при ударе выбрасывается огромное количество породы, и что передача импульса может фактически усилить эффект удара.
Падение Челябинского метеорита застало нас врасплох, и, хотя подобные небольшие космические объекты все еще могут проскользнуть мимо нас, оставшись незамеченными, мы уверенно совершенствуем технологии обнаружения потенциальных угроз из космоса и разрабатываем план действий на случай, если одна из них решит устремиться прямо к Земле. Крупные и опасные астероиды – это большая редкость, однако нам достаточно просто посмотреть на Аризонский метеоритный кратер, чтобы понять, что мы все равно должны относиться к этой угрозе серьезно. Около 50 тысяч лет назад взрыв мощностью в 10 мегатонн проделал в пустыне дыру диаметром более километра, скорее всего, уничтожив все растения и животных, живших там в то время. Возможно, это было одним из самых недавних прямых столкновений метеоритов с Землей, но оно точно не будет последним.
Разумеется, если только мы не предпримем меры, чтобы это предотвратить.
Автор статьи: Фил Плайт (Phil Plait), профессор астрономии и популяризатор науки из Колорадо.