Ученые нашли новое объяснение Тунгусской катастрофе
Российские ученые предложили новое объяснение феномену Тунгсусской катастрофы, волнующей исследоватлей уже более века. По их расчетам, значительные разрушения в районе Подкаменной Тунгуски связаны не с падением космического объекта на Землю, а с ударными волнами, возникшими при сквозном прохождении железного астероида сквозь атмосферу Земли. Новая версия объясняет отсутствие на поверхности Земли метеоритных фрагментов.
Таинственный взрыв в районе реки Подкаменная Тунгуска утром 30 июня 1908 года считается крупнейшим падением небесного тела на Землю в новейшей истории. Привлекает он ученых множеством необъяснимых деталей — например, достоверных крупных осколков «метеорита» так и не нашли, несмотря на долгие поиски и множество экспедиций.
Большим энтузиастом изучения Тунгусского феномена стал советский ученый Леонид Кулик. В 1927–1939 годах он организовал и возглавил несколько экспедиций, основной целью которых считались поиски остатков «метеорита».
Именно экспедиции Кулика позволили установить, что в месте предполагаемого падения метеорита на значительной площади (около 2000 км²) повален лес, причем в эпицентре деревья остались стоять, лишенные ветвей и коры.
Основываясь на расчетах траектории и массы космического объекта, внешних сил и изменений начальной скорости, ученые Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН при участии коллег из нескольких российских академических институтов и университетов представили новое объяснение Тунгусского феномена. Они показали, что разрушения, созданные Тунгусским космическим телом, могли быть вызваны ударной волной.
Взрывной удар мог возникнуть при прохождении космического тела через атмосферу Земли при условии, что оно состояло не из льда, как кометные ядра, а из железа.
В качестве примера ученые приводят Аризонский метеорит с начальным размером более 50 метров, который образовал 50 тыс. лет назад в месте падения кратер диаметром 1200 и глубиной 200 метров.
Распределение модулей скорости воздуха, обтекающего сферическое тело радиусом 100 м. b) Распределение векторов скорости
Распределение модулей скорости воздуха, обтекающего сферическое тело радиусом 100 м. b) Распределение векторов скорости
«Мы рассчитали траекторные характеристики для космических объектов диаметром от 200 до 50 метров, состоящих из железа, льда или каменных пород, таких как кварц и лунный грунт. Модель показывает, что Тунгусское тело не могло состоять из камня или льда, поскольку низкая прочность этих внутренне неоднородных материалов, в отличие от железа, приводит к быстрому разрушению таких тел в атмосфере в условиях колоссального аэродинамического давления», — рассказал руководитель проекта Сергей Карпов, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института физики им Л.В. Киренского КНЦ СО РАН.
Основываясь на результатах моделирования, исследователи показали, что Тунгусский феномен был вызван железным астероидом с наиболее вероятным размером от 100 до 200 метров. Этот астероид прошел сквозь атмосферу Земли на минимальной высоте полета 10–15 километров со скоростью около 20 километров в секунду, при этом угол вхождения в атмосферу должен был быть меньше 11◦5.
При этом он не упал на Землю, а продолжил свое движение по околосолнечной орбите, потеряв около половины своей начальной массы, которая могла превышать три миллиона тонн, сохранив при этом свою целостность.
«Если мы допустим полную потерю массы вскоре после прохождения эпицентра или близко к нему, то доказательством этому было присутствие капель метеоритного железа на земной поверхности вдоль траектории и вокруг нее», — пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Расчеты показали, что возникновение ударной волны связано с резким увеличением скорости испарения тела при приближении к эпицентру в верхних слоях тропосферы — для двухсотметрового тела — до 500 тысяч тонн в секунду из-за сильного нагрева его поверхности. Именно эта огромная масса может мгновенно расширяться в виде высокотемпературной плазмы, создавая эффект взрыва.
Другая загадка Тунгусского феномена — причина пожаров, охвативших район эпицентра площадью более 160 квадратных километров.
О возникшем при падении тела жаре Семен Семенов, житель фактории Ванавара (в 70 км на юго-востоке от эпицентра взрыва), рассказывал так: «…вдруг на севере небо раздвоилось, и в нем широко и высоко над лесом появился огонь, который охватил всю северную часть неба. В этот момент мне стало так горячо, словно на мне загорелась рубашка. Я хотел разорвать и сбросить с себя рубашку, но небо захлопнулось, и раздался сильный удар. Меня сбросило с крыльца сажени на три».
Объяснение этого явления связано с действием светового излучения высокой интенсивности, порождаемого головой болида с температурой излучающей поверхности свыше 10000 градусов на минимальной высоте полета.
Ученым предстоит выяснить еще ряд вопросов в рамках предложенной модели. К ним, в частности, относятся расчеты амплитуды ударной волны в районе эпицентра в разных условиях и изменение температуры поверхности астероида на длине траектории, развитие во времени процесса прохождения тела в атмосфере, включая его разрушение.