Jorden er ikke fremmed for meteorer. Faktisk er meteorbyer en regelmæssig begivenhed, hvor små genstande (meteoroider) kommer ind i jordens atmosfære og udstråler på nattehimlen. Da de fleste af disse objekter er mindre end et sandkorn, når de aldrig overfladen og brænder simpelthen op i atmosfæren. Men sommetider vil en meteor af tilstrækkelig størrelse gøre det igennem og eksplodere over overfladen, hvor det kan forårsage betydelig skade.
Et godt eksempel på dette er Chelyabinsk-meteoroid, der eksploderede i himlen over Rusland i februar 2013. Denne hændelse demonstrerede, hvor meget skade en luftburst meteorit kan gøre og fremhævede behovet for beredskab. Heldigvis viser en ny undersøgelse fra Purdue University, at Jordens atmosfære faktisk er et bedre skjold mod meteorer, end vi gav den æren for.
Deres undersøgelse, der blev udført med støtte fra NASA's Office of Planetary Defense, dukkede for nylig op i det videnskabelige tidsskrift Meteoritik og planetarisk videnskab - med titlen “Luftpenetration forbedrer fragmenteringen af indtrængende meteoroider”. Studieteamet bestod af Marshall Tabetah og Jay Melosh, en postdoc-forskningsassistent og en professor ved henholdsvis Institut for Jord, Atmosfære og Planetary Sciences (EAPS) ved Purdue University.
Tidligere har forskere forstået, at meteoroider ofte eksploderer, før de nåede overfladen, men de var tabt, når det gjaldt at forklare hvorfor. Af hensyn til deres undersøgelse brugte Tabetah og Melosh Chelyabinsk meteoroid som en casestudie til at bestemme nøjagtigt, hvordan meteoroider bryder sammen, når de ramte vores atmosfære. På det tidspunkt kom eksplosionen som en overraskelse, hvilket var det, der muliggjorde så omfattende skader.
Da den kom ind i Jordens atmosfære, skabte meteoroiden en lys ildkugle og eksploderede minutter senere, hvilket genererede den samme mængde energi som et lille atomvåben. Den resulterende stødbølge sprængte vinduer og såret næsten 1500 mennesker og forårsagede skader på millioner af dollars. Den sendte også fragmenter, der gik hen mod overfladen, der blev inddrevet, og nogle blev endda vant til modemedaljer til Sochi Winter Games 2014.
Men det, der også overraskede, var, hvor meget af meteroidens affald, der blev genvundet efter eksplosionen. Mens meteoroidet selv vejer over 9000 ton (10.000 amerikanske ton), blev kun ca. 1800 ton (2.000 amerikanske ton) rester nogensinde genvundet. Dette betød, at der skete noget i den øvre atmosfære, der fik den til at miste størstedelen af sin masse.
På udkig efter at løse dette begyndte Tabetah og Melosh at overveje, hvordan højt lufttryk foran en meteor ville sive ind i dets porer og revner, skubbe meteorens krop fra hinanden og få det til at eksplodere. Som Melosh forklarede i en Purdue University News-pressemeddelelse:
”Der er en stor gradient mellem højtryksluft foran meteoren og vakuumet af luft bag det. Hvis luften kan bevæge sig gennem passagerne i meteoritten, kan den let komme ind og sprænge stykker. ”
For at løse mysteriet med, hvor meteoroidens masse gik, konstruerede Tabetah og Melosh modeller, der karakteriserede indrejseprocessen for Chelyabinsk-meteoroid, der også tog hensyn til dens oprindelige masse, og hvordan den brød sammen ved indrejsen. De udviklede derefter en unik computerkode, der gjorde det muligt for både fast materiale fra meteoroidens krop og luft at eksistere i enhver del af beregningen. Som Melosh tydede om:
”Jeg har ledt efter noget lignende i et stykke tid. De fleste af de computerkoder, vi bruger til at simulere påvirkninger, kan tolerere flere materialer i en celle, men de gennemsnit alt sammen. Forskellige materialer i cellen bruger deres individuelle identitet, hvilket ikke er passende til denne form for beregning. ”
Denne nye kode tillader dem fuldt ud at simulere udvekslingen af energi og momentum mellem den indgående meteoroid og den interagerende atmosfæriske luft. Under simuleringerne fik luft, der blev skubbet ind i meteoroidet, lov til at perkolere indeni, hvilket sænkede styrken af meteoroidet markant. I det væsentlige var luft i stand til at nå ind i meteoroidens indre og fik den til at eksplodere indefra og ud.
Dette løste ikke kun mysteriet om, hvor Chelyabinsk-meteoroidens manglende masse gik, det var også i overensstemmelse med luftbrydningseffekten, der blev observeret i 2013. Undersøgelsen viser også, at når det kommer til mindre meteroider, er Jordens bedste forsvar dens atmosfære. Kombineret med tidlige advarselsprocedurer, som manglede under Chelyabinsk meteroid begivenhed, kan man undgå skader i fremtiden.
Dette er bestemt gode nyheder for folk, der er bekymrede for planetbeskyttelse, i det mindste når det drejer sig om små meteroider. Større vil dog ikke sandsynligvis blive påvirket af Jordens atmosfære. Heldigvis gør NASA og andre rumfartsbureauer det et punkt at overvåge disse regelmæssigt, så offentligheden kan advares i god tid på forhånd, hvis nogen forventer sig for tæt på Jorden. De er også travlt med at udvikle modforanstaltninger i tilfælde af en eventuel kollision.
