Челябинский метеорит: что удалось выяснить ученым о происхождении и составе небесного тела

Историческая справка

«Челябинский метеорит» — это условное название явления. В реальности метеороид (а не метеорит, это разные понятия!), преодолевая атмосферу Земли, разлетелся на множество осколков, образовав настоящий метеоритный град. Совокупность приземлившихся фрагментов была названа метеорит Челябинск.

Официальный релиз Федерального космического агентства РФ («Роскосмос») от 15 февраля 2013 года был краток:

• «15 февраля зафиксировано падение космического объекта на территории города Челябинска. По предварительной оценке, это космический объект не техногенного происхождения и квалифицируется как метеорит, двигавшийся со скоростью около 30 км/с по низкой траектории. По имеющимся на сегодня данным, объект не был зафиксирован как российскими, так и зарубежными наземными средствами наблюдения космического пространства, ввиду особых характеристик его движения. Вхождение объектов подобного рода в атмосферу является случайным и в настоящее время труднопредсказуемым».

Колумбийские и шведские астрономы, применившие в процессе наблюдения 4 видеозаписи с установленных в Челябинске камер сообщили, что высота составила 68,3 км, а приблизительная скорость – 16,7 км в секунду.

Осколки небесного тела находили на участке от поселка Александровка (у села Еткуль) до озера Чебаркуль. Расстояние между этими пунктами 80 километров. Ширина участка около 7 км.

Первые фрагменты, в виде небольших метеоритов, были найдены несколькими днями позже. Власти Челябинской области выделили 3 миллиона рублей на поиск и подъем осколков метеорита из озера Чебаркуль.

В сентябре 2013 года началась подготовка к подъему основной части метеорита, покоящейся в озере Чебаркуль на глубине примерно 11 метров под пятиметровым слоем ила. 16 октября 2013 года он был поднят. Вес основного осколка челябинского метеорита, найденного в озере Чебаркуль в октябре, составил 654 кг.

Однако при подъеме из озера и при взвешивании он раскололся на несколько частей. В итоге основным осколком принято считать самый крупный сохранившийся фрагмент весом 540 кг. В настоящее время он хранится в Челябинском краеведческом музее. Более мелкие осколки находятся в различных исследовательских учреждениях, в частности, в ЧелГУ

Гипотезы о происхождении и возрасте

Метеорит появился из основного пояса астероидов Солнечной системы, зоны в центре орбит Марса и Юпитера, где пролегают пути большинства малых тел. По упавшим на Землю осколкам метеорита ученые определили его возраст. Выяснилось, что это тело – ровесник Солнечной системы. При изучении пропорций изотопов урана и свинца в его теле выяснилось, что ему примерно 4,45 миллиарда лет.

Темные нити в толще метеорита свидетельствуют о его трудной судьбе. Они образовались при оплавлении веществ, попавших внутрь после сильнейшего удара. Это говорит о том, что приблизительно 290 млн лет тому назад астероид выдержал столкновение с другим космическим объектом.

Как утверждают ученые Института геохимии и аналитической химии им. Вернадского РАН, столкновение длилось несколько минут. На это указывают потеки ядер железа, не успевшего окончательно оплавиться.

Специалисты из Института геологии и минералогии СО РАН не отклоняют факт, что следы этого плавления появились из-за чрезмерного сближения метеорита с Солнцем.

Астрономы достаточно точно сумели определить траекторию полета метеорита, воспользовавшись многочисленными фото- и видеозаписям,а также спутниковым фотоснимкам. Затем ученые продолжили путь тела в обратную сторону, за атмосферу, чтобы выстроить его полную орбиту.

По их вычислениям можно увидеть, что полуось орбиты небесного тела равнялась приблизительно 1,76 астрономических единиц, что является средним радиусом земной орбиты.

Близкая к Солнцу точка орбиты – перигелий – была на дистанции 0,74 астрономических единиц, а наиболее удаленная – афелий (или апогей) – на 2,6 астрономических единиц.

Эти цифры позволили ученым попытаться найти сведения о челябинском метеорите в астрономических каталогах, выявленных ранее малых космических объектов.

Полного сходства при поисках не было выявлено. Но ученые определили ряд вероятных «родственников» челябинского астероида. Испанские астрономы Рауль и Карлос де ла Флуэнте Маркос выискали его предполагаемого праотца – астероид 2011 ЕО 40.

По их предположениям челябинский метеорит – это его фрагмент, оторвавшийся от астероида 20 – 40 тысяч лет назад. Команда Астрономического института АН Чехии во главе с Иржи Боровичкой, вычислив глиссаду челябинского метеорита установила, что она сильно сходна с орбитой астероида 86039(1999 NC4З) размером 2,2 км.

Состав метеорита

По минеральному составу метеорит Челябинск похож на обыкновенные хондриты. Однако его трещины заполнены стеклом с примесями силикатов и других веществ, идентичных коре плавления. В свою очередь кора плавления включает в себя пентландит, годлевскит, аваруит, осмий, иридий, платину, хиббингит и магнетит.

По данным ученых в челябинском митеорите содержатся также:

• диопсид;
• ильменит;
• камасит;
• мерриллит;
• оливин;
• ортопироксен;
• плагиоклаз;
• троилит;
• тэнит;
• хромит;
• хизлевудит;
• хлорапатит;
• стекло полевошпатового состава.

Методом Ритвельда ученые выяснили массово-количественный состав осколка, обнаруженный в районе посёлка Депутатский.

Метод показал в каком процентном соотношении в метеорите присутствуют вещества:

Значит, Челябинский метеорит может относиться к обыкновенным хондритам, но с некоторой оговоркой.

Через полтора месяца после падения метеорита ученые стали искать метеоритную пыль. В ходе изучения найденного материала был обнаружен углеродный кристалл, который является ранее неизвестной формой углерода. Ученые предположили, что такие кристаллы могли вырасти на лету в раскалённом облаке суперболида.

Сотрудник NASA Николай Горькавый при изучении пыли впервые в мире обнаружил, что некоторые пылинки связаны друг с другом минеральными нитями.

Это значит, что вещество метеорита плавилось в атмосфере Земли неравномерно и вытягивалось воздушными потоками, подобно превращению брызг вулканической лавы в «Волосы Пеле» — нитевидной формы лавы в виде волокон из вулканического стекловолокна.

Почему о приближении небесного тела не было известно заранее

Как заявил ведущий научный сотрудник Миасского Государственного ракетного центра им. Макеева, небесное тело было небольшого размера и его вряд ли могли распознать телескопы, сообщающие о гостях из космоса, а, значит, ракеты не могли сбить метеорит.

Размер тела, вошедшего в атмосферу, оценивается в 18–20 м. По астрономическим масштабам это небольшой метеороид. Астрономическими методами до входа в атмосферу можно обнаружить космические тела размером более 40–50 м. По оценкам ученых, потенциально опасных космических тел размером более 50 метров насчитывается не менее 200 тысяч. Из них обнаружено пока не более 2 %.

Службы космического слежения и ПВО не обнаружили летящий объект из-за того, что он, во‑первых, приближался к Земле со стороны Солнца и был почти невидим для наблюдателя, а во‑вторых, его скорость была 18 километров в секунду, что выше второй космической скорости.

Приборы служб космического слежения и ПВО настроены на гораздо меньшие показатели.

До сих пор известен только один случай, когда небольшое космическое тело удалось обнаружить до его вхождения в атмосферу Земли.

Автоматический телескоп Catalina Sky Survey на горе Леммон в штате Аризона 6 октября 2008 года случайно обнаружил астероид 2008 TC3 Almahata Sitta диаметром 4,1 метра, движущийся к Земле. Затем его наблюдали различные астрономические обсерватории.

Это позволило рассчитать траекторию астероида и определить район падения — север Судана. Через 19 часов после обнаружения астероид взорвался на высоте 37 км над Нубийской пустыней.

Возможно, создание всемирной сети обнаружения и мониторинга потенциально опасных объектов позволит улучшить ситуацию с ранним обнаружением объектов, подобных Челябинскому.

Значение для науки

Челябинский метеорит интересен ученым как объект космического происхождения. В России его изучением заведует Комитет по метеоритам Российской Академии Наук. Они выявляют химический состав, описывают структуру и изучают физические свойства космических камней, которые удалось найти на территории страны.

Полученные знания приносят пользу для разных областей науки:

Вопросы и ответы

Видео-обзор кадров падения Челябинского метеорита