Ученые разработали новый эффективный метод классификации метеороидов

09:28, 3 июня 2020

Он позволяет быстро обнаруживать упавшие внеземные тела и усиливает метеоритную защиту

Новый метод, в частности, помогает очень точно определять места падения внеземных тел. Фото: Илья Сафаров.

Группа ученых Уральского федерального университета, Финского института геокосмических исследований, Института космических наук (Испания) и Университета Западного Онтарио (Канада) разработала новый, более совершенный метод классификации метеороидов. Он позволяет более точно классифицировать внеземные тела, соответственно, обеспечивать более надежную астероидную безопасность. Кроме того, крайне важно то, что метод помогает очень точно определять места падения внеземных тел, быстрее находить экземпляры и получать более достоверные данные о химическом составе метеоритов, их особенностях и сведения о той части Солнечной системы, откуда они прилетели.

Методология представлена в одном из наиболее авторитетных научных журналов в области астрономии и астрофизики Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Великобритания). Эффективность нового метода подтверждена анализом 278 метеорных событий, зафиксированных австралийской мониторинговой сетью Desert Fireball Network.

«Мы сгруппировали разнообразные характеристики — формы, состава, прочности, плотности, массы метеороида, угла его траектории — в двух автомодельных переменных α и β. Баллистический коэффициент α пропорционален массе атмосферного столба с поперечным сечением вдоль траектории метеороида, деленной на его дoатмосферную массу. Другими словами, α выражает интенсивность сопротивления, которое метеорное тело испытывает во время своего полета, еще проще — темп замедления метеороида в атмосфере. Параметр уноса массы β пропорционален кинетической энергии метеороида, отнесенной к энергии, необходимой для его полного разрушения в атмосфере, и характеризует скорость потери массы метеороида вдоль светящейся части его траектории», — объясняет соразработчик нового критерия, старший научный сотрудник лаборатории Extra terra consortium УрФУ Мария Грицевич.

Таким образом, задача ученых — идентифицировать метеороид и отнести его к той или иной группе — решается двумя уравнениями метеорной физики. Одно, в котором участвуют обе переменных α и β, описывает, как высота метеорного тела меняется в зависимости от его скорости. Другое, с использованием переменой β, отражает зависимость массы от скорости метеороида.

«Параметры α и β легко получить из наблюдений атмосферной траектории метеорных тел при их замедлении. Другие необходимые параметры полета метеоров, например, коэффициент абляции — уменьшения массы метеороидов при прохождении плотных слоев атмосферы — выводятся из этих двух значений. Принципиально важно, что в нашем случае классификация метеороидов производится на основе не предположений, как раньше, а только реальных наблюдений. При этом у каждого отдельного метеорного события своя, единственная, пара переменных α и β, которые, следовательно, обеспечивают однозначность интерпретаций», — комментирует ученик Марии Грицевич и соавтор Мануэль Морено-Ибаньес из Института космических наук.

Разработчики убеждены: применение их критерия делает расчеты гораздо более простыми, быстрыми, в то же время детальными и экономичными, а главное — объективными и точными. Человеческий фактор, субъективность предположений исключаются, вводные данные подвергаются компьютерной обработке. Надежность нового подхода позволяет, в частности, достоверно классифицировать фрагментированные и полностью аблированные метеороиды, подвергшиеся сильному воздействию земной атмосферы, такие как Тунгусский феномен.

Предыдущий метод классификации, так называемый критерий РЕ, разработан в 1976 году учеными из Чехословакии и США Зденеком Цеплехой и Ричардом МакКроски. Он связывал несколько параметров — плотность (которая в зависимости от химического состава метеороидов, железных, железокаменных и каменных, может варьироваться от 2 до 8 и больше граммов на 1 см³), пористость, начальную массу и скорость, форму и размер, угол траектории входа в атмосферу Земли.

На протяжении многих лет критерий PE широко и безальтернативно использовался в науке. Однако большое количество переменных величин, гипотетический характер таких из них, как плотность и масса, усреднения и округления вводных параметров, приводили к искаженности результатов. В конце концов потребовался пересмотр критерия. Эту работу, с учетом современных возможностей компьютерной обработки данных, и совершил коллектив ученых из Екатеринбурга и Барселоны.

Таким образом, учитывая, что ежегодно Земля «принимает» порядка 100 тысяч тонн метеоритов — метеоров, достигших поверхности нашей планеты, использование метода, разработанного Марией Грицевич, Мануэлем Морено-Ибаньес и их коллегами, поможет оперативно находить «космических пришельцев» и, значит, получать ценные сведения о развитии и строении Солнечной системы. Кроме того, поскольку масса метеоритов может достигать десятков тонн, быстрота и точность их обнаружения, возможность предсказания последствий их визитов на Землю содействуют обеспечению метеоритной безопасности.