Челябинский метеорит: то, что осталось за кадром

Многие очевидцы взрыва болида над Челябинском в феврале нынешнего года считают, что им удалось увидеть все самое интересное. Однако они ошибаются — многого с поверхности Земли увидеть было нельзя. Однако метеорологический спутник "Суоми" смог сфотографировать все интересные события, последовавшие сразу за взрывом, и предоставить снимки ученым.

Фото:

Известный специалист по малым телам Солнечной системы профессор Валентина Прокофьева-Михайловская представила в рамках программы COSPAR, проходившей 2-6 сентября 2013 года в Крымской астрофизической обсерватории, работу своего бывшего ученика, а ныне доктора физико-математических наук, ведущего аналитика группы обработки данных метеорологического спутника "Суоми" Николая Горькавого "Маленький астероид вызвал огромное пылевое кольцо вокруг Земли". Чрезвычайно интересные спутниковые наблюдения, относящиеся к результатам космического столкновения, дополняют знания о развитии событий в атмосфере Земли после взрыва болида 15 февраля 2013 года.

Читайте также:Найдены "родители" Челябинского метеорита

Совместный проект НАСА и НОАА, метеорологический спутник "Суоми" стартовал 28 октября 2011 года. Этот искусственный спутник Земли, названный именем американского метеоролога Вернера Суоми, является новейшей лабораторией для изучения суши и водных просторов, атмосферы и облаков, снегов и льдов планеты и ее растительности. Телескопы, кино- и фотокамеры, разнообразные сенсоры — это глаза приборов, устремленные вниз, на Землю. Один из сенсоров — лимбовый, он смотрит на линию горизонта, над которой голубеет тонкая полоска атмосферы, ярко-голубая над поверхностью, постепенно иссякающая с высотой и переходящая от тонкой голубизны к космической черноте.

Регистрация лимбового сенсора такова: свечение вертикального столбика атмосферы на лимбе попадает на призму, которая расщепляет каждый километр вертикального столба и получает его спектр. За орбитальный пролет от южного полюса к северному лимбовый сенсор 180 раз измерит свечение дневной атмосферы. С трех щелей, которые направлены на разные участки горизонта, будут получены и зафиксированы спектры около 500 атмосферных профилей!

Ну, а 14 оборотов "Суоми" за сутки — это уже 7000 атмосферных профилей, по которым можно построить трехмерную картину "запыленности" атмосферы. Именно эту необычную и незапланированную задачу пришлось решать впоследствии по данным "Суоми", когда взорвавшийся болид ярче Солнца осветил завершение своей траектории над Челябинском, задавая сложную задачу еще ничего не подозревающим метеорологам!

За ярчайшей вспышкой взрыва последовал каменный "дождь" метеоритных обломков и крупной пыли. Мелкая пыль зависла в воздухе и разносилась потоком ветра. А самым интересным было то, что понаблюдать с поверхности земли оказалось затруднительно: раскаленный воздух взрыва превратился в стремительно взлетающее вверх конвективное облако, его скорость была равна 130 м/с, и часть пыли была заброшена на высоту порядка 10 км!

Как было сказано ранее, сложнейшее и многочисленное оборудование "Суоми" фиксирует огромную массу параметров. Обработку массивов ведут специалисты разных компаний. Лимбовый сенсор по контракту с НАСА ведет компания SSAI, специалисты обрабатывают данные, а процесс обработки весьма непростой, поскольку надо осуществить точную калибровку прибора, оцифровать данные и уже затем построить пространственную модель особенностей в наблюдениях.

Первая попытка поймать событие была сделана 18 февраля, но она не была удачной. Рассматривали 3 набора орбитальных данных над Челябинском 14, 15 и 16 февраля 2013 г., но аэрозольные профили были неотличимы друг от друга — сигнал "запыленности" от метеоритной пыли не был обнаружен: ни 15 февраля, когда орбита прошла точно по Челябинску через 5 часов после взрыва, ни 16 февраля, сутки спустя… Давно известно, что подобная пыль долго висит в воздухе, поэтому предположение о слабости пылевого облака было отвергнуто, и ученые продолжили поиски его следов.

19 февраля вторая попытка, уже с другим подходом, оказалась явно результативной. Были взяты все орбиты "Суоми" за 15-18 февраля. И сразу яркое аэрозольное пятно с максимумом плотности на высотах порядка 35 км было обнаружено на широтах Челябинска! Основной вклад дали орбиты 16 февраля, причем аэрозоль фиксировался над Сибирью, на много километров восточнее взрыва болида!

Поиск данных 15 февраля был направлен на анализ боковых щелей лимбового сенсора, и путь оказался успешен. Оказалось, что левая щель сенсора поймала пылевое облако на высоте 30 км над Челябинском через 5 часов после падения метеорита. Правая щель на предыдущей орбите всего через 3,5 часа на 1000 км восточнее Челябинска обнаружила пылевое облако. Но этот сигнал был слабее и говорил о высотах где-то в 40 км. Так появилась гипотеза о восточном переносе облака сильным ветром над Сибирью.

Ученые Пол Ньюман и Арлиндо да Сильва, специалисты по атмосферной динамике, построили компьютерную модель, учитывая ветровые движения в стратосфере над Челябинском. Доминировал западный ветер на высотах от 20 до 50 км, чем выше, тем сильнее был стратосферный ветер, достигая 85 м/с. Самая высоко заброшенная часть пыли конвективного облака стремительно понеслась на восток и через 3,5 часа достигла Новосибирска. Нижние слои двигались замедленно. В модельных расчетах на 16 февраля пыль простерлась над Сибирью, что соответствовало данным "Суоми". 18 февраля пыль достигла Северной Америки и появилась в небе над Атлантикой.

Спустя 4 дня пыль пролетела над Европой, в поступательном продвижении достигла Челябинска: стремительно движущаяся головная часть пылевого облака настигла медленный хвост. Последующие 3 месяца пылевое кольцо опоясывало планету Земля на высотах 30-40 км, подвергаясь медленному рассеянию в атмосфере планеты. Публикация в Geophysical Research Letters 26 июня 2013 г. впервые представила полученные результаты, соавтором работы стал А. Е. Дудоров, профессор Челябинского университета, первым собравший метеоритную пыль на снежном покрове вокруг Челябинска и продолжающий изучение пылевого компонента. Впоследствии был опубликован пресс-релиз НАСА от 14 августа 2013 г. с результатами исследований.

Читайте также:Челябинский метеорит подрался или обжегся?

Полученные по данным спутника "Суоми" результаты чрезвычайно интересны тем, что падение даже такого сравнительно некрупного астероида породило события глобального масштаба. Выявление по спутниковым данным пылевого кольца, опоясавшего планету и наблюдавшегося в течение трех месяцев, представило убедительные реалии воздействия малых космических тел на Землю. Реальность астероидной опасности подтвердил случай Челябинского метеорита, серьезно и разносторонне исследованного учеными.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"