Почему взрываются метеориты
Тут в интернете массово появились вопли "в Челябинске не мог быть метеорит, метеориты не взрывются!"
Должен всех разочаровать - метеориты взрываются.
Как это происходит?
Ну, во-первых, "трение о воздух" - это не совсем то, что кажется из названия.
Когда метеорит на гиперзвуковой скорости входит в атмосферу, он начинает собирать перед собой молекулы воздуха, перед ним оказывается воздушная подушка - ударная волна. При этом очень сильно разреженный газ в этой "подушке" во много тысяч раз увеличивает свое давление. А повышение давления - это повышение температуры. Все помнят, как нагревался велосипедный насос при накачке колеса? Тут же разница в давлениях настолько велика, что газ перед метеоритом разогревается до десятков тысяч градусов.
Естественно, этот разогрев так просто не проходит. Поверхность метеорита испаряется и превращается в плазму, что еще добавляет давления. Эта плазма создает и расширяет микротрещины и ударным образом проникает вглубь. Кроме того - воздушная подушка очень сильно тормозит метеорит, он испытывает перегрузки в десятки, если не сотни "g", при этом 100g - это как уронить предмет со стола на бетонный пол.
Естественно, метеорит внутри начинает разрушаться - даже если он железо-никелевый, все равно внутренняя структура неоднородна.
Видимый хвост за метеоритом - это, во-первых, инверсионный след. Если воздух перед метеоритом уплотнился, то за ним остается разрежения. При разрежении температура воздуха падает и водяные пары в воздухе переходят точку росы и конденсируются (аналогично как в облаке). Ну и плазма разбрасывает частицы самого метеорита, как классический дымный след. Если метеорит упадет где-нибудь на Марсе, где в атмосфере нет влаги, то такого красивого хвоста не будет - так, дымок голимый.
Но метеорит продолжает падать, его скорость снижается, а вместе с ней - кинетическая энергия.
При этом чем ниже - тем плотнее атмосфера и плотнее подушка ударной волны перед метеоритом.
То есть "подушка" забирает кинетическую энергию метеорита.
В какой-то момент она забирает в себя больше энергии, чем есть в метеорите и баланс действие-противодействие смещается.
В этот момент целостность метеорита нарушается, и он разваливается на кучу мелких кусков - подушка ударной волны высвобождается и просто разбрасывает куски. А так как метеорит становится из единого целого кучей обломков, то площадь поверхности скачком повышается очень сильно - на несколько порядков. При этом плазма их мгновенно разогревает и метеорит ярко "вспыхивает", создается впечатление горения, хотя гореть там мало есть чему - это всего лишь результат нагрева до высоких температур, как нить лампы накаливания.
Звук метеорита мы слышим только в момент взрыва, потому что до этого момента он движется со сверхзвуковой скоростью.
Поэтому, чтобы долететь до поверхности, метеорит должен быть очень большим, чтобы энергии хватило до самой земли и очень прочным.
Челябинский метеорит оказался не слишком суров - он рванул километрах в 10 над землей. Эта редкая птица не долетела до середины Днепра.
Должен всех разочаровать - метеориты взрываются.
Как это происходит?
Ну, во-первых, "трение о воздух" - это не совсем то, что кажется из названия.
Когда метеорит на гиперзвуковой скорости входит в атмосферу, он начинает собирать перед собой молекулы воздуха, перед ним оказывается воздушная подушка - ударная волна. При этом очень сильно разреженный газ в этой "подушке" во много тысяч раз увеличивает свое давление. А повышение давления - это повышение температуры. Все помнят, как нагревался велосипедный насос при накачке колеса? Тут же разница в давлениях настолько велика, что газ перед метеоритом разогревается до десятков тысяч градусов.
Естественно, этот разогрев так просто не проходит. Поверхность метеорита испаряется и превращается в плазму, что еще добавляет давления. Эта плазма создает и расширяет микротрещины и ударным образом проникает вглубь. Кроме того - воздушная подушка очень сильно тормозит метеорит, он испытывает перегрузки в десятки, если не сотни "g", при этом 100g - это как уронить предмет со стола на бетонный пол.
Естественно, метеорит внутри начинает разрушаться - даже если он железо-никелевый, все равно внутренняя структура неоднородна.
Видимый хвост за метеоритом - это, во-первых, инверсионный след. Если воздух перед метеоритом уплотнился, то за ним остается разрежения. При разрежении температура воздуха падает и водяные пары в воздухе переходят точку росы и конденсируются (аналогично как в облаке). Ну и плазма разбрасывает частицы самого метеорита, как классический дымный след. Если метеорит упадет где-нибудь на Марсе, где в атмосфере нет влаги, то такого красивого хвоста не будет - так, дымок голимый.
Но метеорит продолжает падать, его скорость снижается, а вместе с ней - кинетическая энергия.
При этом чем ниже - тем плотнее атмосфера и плотнее подушка ударной волны перед метеоритом.
То есть "подушка" забирает кинетическую энергию метеорита.
В какой-то момент она забирает в себя больше энергии, чем есть в метеорите и баланс действие-противодействие смещается.
В этот момент целостность метеорита нарушается, и он разваливается на кучу мелких кусков - подушка ударной волны высвобождается и просто разбрасывает куски. А так как метеорит становится из единого целого кучей обломков, то площадь поверхности скачком повышается очень сильно - на несколько порядков. При этом плазма их мгновенно разогревает и метеорит ярко "вспыхивает", создается впечатление горения, хотя гореть там мало есть чему - это всего лишь результат нагрева до высоких температур, как нить лампы накаливания.
Звук метеорита мы слышим только в момент взрыва, потому что до этого момента он движется со сверхзвуковой скоростью.
Поэтому, чтобы долететь до поверхности, метеорит должен быть очень большим, чтобы энергии хватило до самой земли и очень прочным.
Челябинский метеорит оказался не слишком суров - он рванул километрах в 10 над землей. Эта редкая птица не долетела до середины Днепра.