В декабре Западную Сибирь посетил "космический пришелец"

8 декабря 2019 года приблизительно в 18:10 по местному времени жители Юго-Западной Сибири наблюдали сине-зеленую вспышку, озарившую небо. Некоторые очевидцы также слышали звуковой удар, последовавший за вспышкой. Время было отмечено по данным камер видеонаблюдения и видеорегистраторов.

В различных Интернет-изданиях было выдвинуто несколько версий произошедшего явления. Одно из предположений заключалось в том, что это был метеороид от 0.5 до 1 метра в диаметре; согласно другой гипотезе, менее вероятной, по мнению экспертов, наблюдаемое явление могло быть как-то связано с кометой 2I/Борисов, которая как раз должна была пролететь «недалеко» от Земли. По космическим меркам, «недалеко» - это на расстоянии в 150 млн.км.

Интересно, что вспышка была сине-зеленой. Дело в том, что получить зеленое свечение нагреванием железо-каменного метеорита невозможно, так как сплошное тепловое излучение накаленного добела тела дает не зеленый, а белый свет, а при дальнейшем нагревании - голубой или фиолетовый свет (как у электросварки). Например, максимум излучения Солнца приходится на зеленый свет (555 нм), но мы воспринимаем его свет как белый. Таким образом, наличие яркой составляющей зеленого света представляет определенную проблему, именно поэтому может быть выдвинута гипотеза, что источником света послужил гигантский электрический разряд.

Видимо, зеленый свет был вызван свечением атомов кислорода (аналогичное возникает при полярных сияниях), и оно могло возбуждаться либо ультрафиолетовым светом, либо электронным ударом. Однако каких-либо значимых эффектов электрических разрядов в момент вспышки зафиксировано не было, поэтому основным источником возбуждения является ультрафиолетовое излучение нагретого тела.

Согласно законам теплового излучения, тело может излучать свет только на той длине волны, на которой оно поглощает. Поэтому наличие ясно видного зеленого света от кислорода говорит о том, что сам материал метеороида не излучал в видимом диапазоне, а имел линии поглощения только в ультрафиолете. Такие тела кажутся нам белыми, как, например, снег или лед.

Из всего этого можно предположить, что метеороид был частью кометы, а не железокаменным метеоритом. Быстрое испарение льда при нагреве способствовало его разрушению в верхних слоях атмосферы, а железокаменный метеороид при такой массе, скорее всего, долетел бы до поверхности Земли.

Можно попробовать оценить энергию вспышки, исходя из наблюдений очевидцев. Вспышка осветила огромную площадь: круг диаметром около 300 км от Алтайского края до Кемеровской области; вспышку заметили в Усть-Коксе, Горно-Алтайске, Барнауле, Таштаголе, Бийске, Новокузнецке, Алейске, Новоалтайске. Очевидцы говорили, что на секунду стало светло, как днем. Заметим, что днем Солнце дает интенсивность света на поверхности в несколько сотен Вт/кв.м. Если предположить, что интенсивность света вспышки была порядка 1 Вт/кв.м, то можно оценить мощность вспышки как десятую долю тераватта

Так как время вспышки составляло около 1 с, то энергия вспышки может быть оценена как десятая доля тераджоуля

Исходя из этой оценки, можно оценить массу и размер метеороида. При скорости 30 км/с (скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца) из формулы кинетической энергии

получаем массу тела около 200 кг.

Поскольку описанное выше событие при столкновении с атмосферой оставило «след» не только в оптическом, но и инфразвуковом диапазоне, можно попробовать оценить масштаб наблюдаемого явления, исходя из показаний инфразвуковых датчиков.

На рисунке показаны данные от одного из таких датчиков инфразвука.

Для определения энергии события, вызвавшего инфразвуковые колебания, необходимо оценить период колебаний, имеющих максимальную амплитуду.

Оценка периода, по нашим данным, составила порядка 2,35 с. Если воспользоваться эмпирической формулой

log(W/2)=log(T)*4.14-3.16,

связывающей период Т инфразвуковых колебаний и энергию W в килотоннах вызвавшего эти колебания события, то можно получить оценку энергетических и «массагабаритных» показателей наблюдаемого космического явления.

Для полученной оценки периода 2,35 с энергия события, по результатам наших вычислений, составила 11,89 тонн в тротиловом эквиваленте. Поскольку 1 тонна в тротиловом эквиваленте равна 4,184 ГДж, то энергию события можно определить как 49,7 ГДж. Если предположить, что полученное значение энергии объекта полностью соответствует его кинетической энергии и скорость объекта при входе в атмосферу, как уже было допущено выше, составляла порядка 30 км/с (от 11 км/с до 70 км/с для большинства космических объектов), то грубая оценка массы объекта может составлять порядка 110 кг.

Если, опираясь на приведенные выше рассуждения, допустить, что плотность объекта приблизительно соответствует плотности льда ~ 900 кг/м³, то объем такого тела мог составить 0,122 м³, что соответствует диаметру «ледяного» шара 0,62 метра.

Исходя из особенностей зафиксированной инфразвуковой волны (наблюдаются биения с периодом порядка 20 с), можно предположить, что ударную инфразвуковую волну вызвали как минимум два объекта, на которые распался космический «пришелец» при «входе» в атмосферу Земли: один с энергией 49,7 ГДж, как было указано выше, а другой с энергией 31,2 ГДж, имеющие массы, соответственно, 110 кг и 69 кг и диаметры 0,62 м и 0,53 м. Отметим, что «инфразвуковая энергетическая» оценка наблюдаемого явления (80,9 ГДж и 179 кг) «неплохо» совпадает с «оптической энергетической» оценкой (100 ГДж и 200 кг).

Для оценки расстояния до вспышки нам необходимо знать две величины: задержку с момента вспышки и до начала фиксации события инфразвуковыми датчиками (18:10:49 - 18:16:46) ‒ t1 = 357 с ‒ и продолжительность времени фиксации события (18:16:46-18:18:14) ‒ t2 = 88 c. Поскольку объект перемещался со сверхзвуковыми скоростями, то инфразвук, возбужденный во время «вхождения» объекта в атмосферу, дошел до нас позднее (с задержкой t1 + t2), чем инфразвук конца события - момента вспышки и взрыва (достиг датчиков задержкой t1). Таким образом, график инфразвукового сигнала, возбужденного перемещением в атмосфере космического объекта, надо рассматривать «задом наперед», т.е. временная шкала инфразвукового датчика с увеличением времени фиксирует события от «конца жизни» объекта в атмосфере к ее «началу». Более того, время жизни космического объекта в атмосфере не 88 секунд, как можно было бы предположить, исходя из наблюдений за инфразвуковым сигналом, а порядка 1 секунды. 88 секунд - это время, требуемое на преодоление инфразвуковыми волнами расстояния между точкой входа объекта в атмосферу и точкой вспышки (разрушения объекта).

В результате несложных вычислений и ряда допущений, которые в данной заметке можно опустить (одно из существенных допущений, которые были использованы - это грубая оценка средней скорости звука в атмосфере на «пути» от точки входа объекта в атмосферу до инфразвукового датчика при известном распределении скоростей по высотам), можно сделать следующий вывод: космический пришелец, состоявший изо льда, имевший массу приблизительно 200 кг, «вошел» в атмосферу на расстоянии 145 км от инфразвукового датчика (измерительный полигон ФМИТИ ГАГУ) со скоростью порядка 30 км/с, распался при взаимодействии с атмосферой на несколько частей (две из которых имели массы 110 кг и 70 кг и диаметры порядка полуметра), «просуществовал» в атмосфере около 1 секунды и, преодолев дистанцию порядка 39 км, взорвался на расстоянии 106 км от измерительного полигона ФМИТИ ГАГУ, излучив при этом световую энергию около 100 ГДж.

 Н.Г.Кудрявцев, А.Ю.Гвоздарев, Е.О.Учайкин, Д.В. Кудин,
преподаватели ФМИТИ ГАГУ

Просмотров: 1062