Челябинский болид: быстрее и дороже, чем Veyron

Одна из гипотез объясняет вымирание динозавров в конце мелового периода 65 миллионов лет назад падением астероида. Кратер, оставленный 10-километровым космическим телом, называется Чиксулуб и находится на дне Мексиканского залива и частично на полуострове Юкатан. Диаметр кратера – 180 км. А самый большой в мире ударный кратер диаметром 250-300 км находится в ЮАР и называется Вредефорт. Он возник более двух миллиардов лет назад в результате столкновения с Землей астероида диаметром также порядка 10 км. Однако под ледяным щитом Антарктиды несколько лет назад было обнаружено еще большее геологическое образование, диаметр которого оценивается в 500 км. Предполагается, что это гигантский метеоритный кратер, но он пока недостаточно изучен.

15 марта, ровно через месяц после падения челябинского метеорита, мы прокатились по местам его славы. Маршрут Челябинск – Еманжелинск – Депутатское – Чебаркуль с остановками для съемок мы преодолели за день. Метеориту хватило нескольких секунд. В нашем материале мы расскажем все о булыжнике из космоса, прославившем наш город на весь мир, а поможет нам в этом аспирант кафедры теоретической физики физического факультета Челябинского государственного университета Сергей Хайбрахманов. Подробнее о поездке и том, как показали себя машины, читайте в тест-драйве Артема Краснова.

Для начала определимся с понятиями. До входа в атмосферу Земли наш объект был небольшим астероидом диаметром в несколько метров. Когда астероид вторгся в атмосферу, от трения о воздух он загорелся и ярко вспыхнул. Это явление свечения в небе называется болидом. А осколки тела, упавшие на землю, называются метеоритом. Крупных фрагментов весом более двух килограммов пока не найдено, а обнаруженную «мелочь» принято называть метеоритным дождем.

В первой точке нашего путешествия, в поселке Депутатский, нас встретил сурового вида сельчанин, ковыряющийся в недрах не менее суровой вазовской классики. «Метеорит приехали искать?» – заинтересованно спрашивает мужчина. Узнав, что мы просто журналисты, а не охотники на межпланетную дичь, он теряет к нам коммерческий интерес: «Он там, в поле и на озеро упал. Сейчас уже все снегом замело, ничего не найдете».

У НАСА и Российской академии наук (РАН) по поводу физических характеристик объекта мнения разошлись. За океаном считают, что тело было диаметром порядка 15-17 метров и массой 10 тысяч тонн. Отечественные ученые предполагают, что диаметр не превышал 10 метров и тело было значительно легче 10 тысяч тонн. В оценке скорости все сошлись, так как есть много видеозаписей полета с разных точек, которые позволяют сделать довольно точные выводы. Так вот, скорость составляла порядка 20 км/сек при входе в атмосферу, то есть примерно в 200 раз быстрее Bugatti Veyron Super Sport.

По составу метеорит мало отличается от обычных земных собратьев. На самом деле минеральный состав земных пород благодаря существованию биосферы значительно богаче любых космических аналогов. Челябинский метеорит представлял собой каменное тело, а точнее, хондрит класса LL5 ударной фракции S4. В нем очень мало железа, а преобладает в составе оливин, один из самых распространенных на Земле минералов. С точки зрения минералогии его осколки стоят немного. Цену формирует человеческий фактор – явление 15 февраля стало мировой темой №1, так что наш хондрит получил статус глобальной медиаперсоны. Если хотите, его кусочек – это автограф Майкла Джексона: бесполезный клочок бумаги, ценность которому придает лишь подпись известного человека.

Говорят, стоимость одного грамма челябинского метеорита сейчас достигает двух тысяч долларов. Bugatti Veyron Super Sport и здесь уступил челябинскому болиду – его условный грамм обойдется всего в 1,5 доллара.

Кстати, нашумевшая фраза губернатора Михаила Юревича про «жесткий газ» и «газ изо льда» вовсе не лишена научного смысла. Первоначально существовало предположение, что упавший объект был ядром кометы, а они, как известно, состоят изо льда – твердого агрегатного состояния воды.

Пожилая жительница Депутатского, возле дома которой мы остановились на перекус, оказалась более расположенной к общению, чем ее односельчанин: «У нас тут и с Москвы приезжали, и иностранцев полно было. Ходили с миноискателями, а еще у мальчишек скупали по 2-3 тысячи рублей. Их взрослые ругали, что дешево продают, а детям-то любая копейка в радость. Они бы и за 200 рублей продали».

Почувствовав в нас благодарных слушателей, женщина входит в раж и вываливает кучу информации, касающейся и не касающейся метеорита. Через пару минут селянка достает откуда-то черный, как уголь, камушек и протягивает нам: «Вот, внук на огороде нашел и мне отдал. Их искать легко было – идешь по полю, а там такие дырочки в снегу. Руку туда сунешь, а там – ледяшка, а в ней камушек. Он же горячий летел, вот и плавил снег».

Я, конечно, не специалист, но сомнений в подлинности метеорита не возникает. Именно такие камни, угольно-черные, обгоревшие, мне показывали ученые в ЧелГУ. Держишь на ладошке и пытаешься понять, как его угораздило после 4,5 миллиардов лет блужданий в космосе закончить свой путь на огороде в безвестном поселке под Еманжелинском.

У всех космических тел, происходящих из Солнечной системы, возраст примерно один и тот же – порядка 4,5 миллиардов лет. Именно такое время прошло с начала образования планет и пояса астероидов. Возможно, возраст вещества метеорита даже немного выше земного, однако сам он отделился от родительского космического тела и стал «жить» самостоятельно всего 289 миллионов лет назад.

Мощность взрыва метеорита была значительно ниже самых сильных атмосферных атомных бомб. Это был взрыв в сотни килотонн. Для сравнения, советская АН602 (она же «Царь-бомба» или «Кузькина мать»), испытанная в 1961 году, имела мощность в 57-58,5 мегатонн в тротиловом эквиваленте, то есть в десятки раз больше.

На радиационный фон на Земле этот объект повлиять не мог никаким образом. В нем самом радиоактивных элементов нет, так что опасения на этот счет беспочвенны. Никакого ядерного взрыва над Челябинском тоже не было. При ядерном взрыве происходит цепная реакция деления ядер урана и выделяется огромное количество энергии, а здесь имел место очень мощный тепловой взрыв. Этот камень, попавший в атмосферу на очень высокой скорости, разогрелся до высокой температуры, от этого выделяющаяся тепловая энергия превысила внутреннее напряжение, и он разрушился, взорвавшись и разлетевшись на куски.

Тело, как и большинство метеоритов, пришло из пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером. Их там очень много – сотни тысяч. Под воздействием гравитации гигантского Юпитера или в результате столкновений отдельные фрагменты периодически «вытаскивает» из этого пояса, и они начинают «гулять» по Солнечной системе. Так случается, что у некоторых орбита пересекается с орбитой Земли. Наш метеорит относился к группе «Аполлоны», то есть его орбита пересекала земную с внешней стороны.

Спрогнозировать его прилет не было никакой возможности. Современные технические средства не позволяют обнаруживать космические объекты подобного размера заранее – они слишком маленькие. Возможно, военные радары могли засечь его за пару часов до падения, когда он был уже ниже орбиты геостационарных спутников. А издалека заметить его было невозможно. К тому же он летел из неудобной точки, со стороны Солнца, и засечь его можно было только с помощью радиотелескопов. А специальных сетей радиотелескопов, которые смотрят за такими объектами, сейчас нет.

Болиды и суперболиды на всей планете падают очень часто – один, а может, и несколько раз в год. Их редко видят, так как Земля большая, и есть много мест, где нет людей. В Челябинской области такие события случаются раз, может, два раза в сто лет. И это можно подтвердить исторически. Последние наблюдения болидов у нас случались в 1941 году в Катав-Ивановске и 1949 в Кунашаке. Они, конечно, были поменьше, но тоже «нашумели» в свое время.

Вечером 15 февраля рядом с Землей прошел астероид 2012DH14, за которым активно следили все астрономы. Предполагалось, что он мог быть связан с челябинским метеоритом, но позднее ученые отвергли эту теорию. У них были совершенно разные орбиты, и их синхронное приближение к Земле – просто удивительное совпадение.

В атмосфере Земли время полета Челябинского метеорита составляло 30 с небольшим секунд. Сначала его не было видно, затем он вошел в плотные слои атмосферы на высоте нескольких десятков километров и начал нагреваться и испаряться из-за трения о воздух. Он шел под очень пологим углом, порядка 20 градусов к горизонту, и в какой-то момент настолько нагрелся, что его разорвало. Он летел с востока на запад, примерно в 30 километрах к югу от Челябинска. Взрыв произошел на высоте порядка 30 километров. Объект почти полностью разрушился. Основная масса вещества выпала вдоль траектории полета. Какая-то часть полетела дальше, но это уже были тела размером в несколько десятков сантиметров.

Взрывы, которые мы слышали в Челябинске примерно через две минуты после вспышки, – это дошедшая до города ударная волна. Метеорит вошел в атмосферу со сверхзвуковой скоростью, и это само по себе создало ударную волну. Но самая мощная волна возникла от главного взрыва. Она распространялась со скоростью звука и примерно через две минуты достигла Челябинска.

Предполагается, что самый большой фрагмент метеорита упал в озеро Чебаркуль и покоится на его дне. Он оставил полынью диаметром шесть-восемь метров, которую вскоре обнаружили военные. Его вероятный диаметр – около 60 см, считают эксперты. Полынья, скорей всего, образовалась не от самого падения, а от движений воды, им вызванных. Поднимающаяся вода могла разломить снизу слой льда и значительно увеличить отверстие, оставленное самим камнем.

Конечной точкой нашего маршрута стало озеро Чебаркуль, где мы убедились, что сейчас ничего особенного там не происходит. Ни оцепления, ни заградительных кордонов, ни мутировавших собак в окрестностях не видно. Сама полынья затянулась льдом, и, не зная точных координат, найти ее невозможно. Если попытки отыскать и поднять метеорит и будут предприниматься, то не раньше, чем сойдет лед.

С научной точки зрения явление 15 февраля 2013 года интересно прежде всего тем, что дает возможность ученым исследовать вещество, образовавшееся в то же время, когда возникли планеты. Для людей, которые занимаются изучением формирования планет, это просто бесценный материал. Их исследование может помочь узнать, с чего все начиналось.

Материальный ущерб от падения метеорита в Челябинской области превысил миллиард рублей, а его влияние на умы людей еще предстоит оценить. Губернатор уже предложил солидное вознаграждение за лучший проект по увековечиванию памяти о событии 15 февраля. Надеюсь, что каждый из нас, свидетелей этого явления, вынесет из произошедшего свой кусочек метеорита в форме философского знания о хрупкости мира и оттого еще больше станет ценить каждый миг жизни на планете, где случаются чудеса.

Благодарим за помощь в подготовке статьи сотрудников кафедры теоретической физики ЧелГУ.