science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Van Tsjeljabinsk tot Cuba:de meteoorverbinding

Een cruiseschip dat de haven van Havana verlaat op het exacte tijdstip van de Cuba-meteoor. Krediet:Rachel Cook

Op 1 februari In 2019 stak een heldere meteoor midden op de dag de lucht boven Cuba over. Het fenomeen, die werd gevolgd door een rookspoor (een karakteristieke wolk achtergelaten door de verbranding in de atmosfeer van een meteoroïde) en een sonische knal, werd bijgewoond door duizenden inwoners en toeristen in de regio Pinar del Rio (westkant van het eiland).

Bijna op hetzelfde moment van de impact, een cruiseschip verliet de haven van Havana en aan boord, Rachel Kok, een Amerikaanse toerist en vlogger, maakte een time-lapse van het loskoppelen. niet bewust, ze heeft per ongeluk een van de weinige video's opgenomen die tot nu toe bekend zijn van de vallende meteoor. In de tussentijd, 400 km afstand, in Ft. Myers-strand, Florida, een webcam van het EarthCam-netwerk filmde de middagactiviteiten op het strand. Gelukkig, de camera was in de goede richting gericht om de meteoor van een afstand vast te leggen.

Slechts een paar minuten na het evenement, sociale netwerken, vooral Instagram en Twitter, ontving een stortvloed aan video's en foto's genomen van het eiland, de meeste tonen het rookspoor dat de meteoor heeft achtergelaten. Een van die video's was bijzonder interessant. Het werd opgenomen in een van de hoofdstraten van de stad Pinar del Rio, en toonde tientallen mensen op straat die vol ontzag naar de overgebleven wolk keken (zie de video in deze link). Hoewel de video de meteoor niet laat zien, het stond vol met details over de plaats en tijd waarop het werd opgenomen.

Al deze gebeurtenissen herinnerden aan de ongelooflijke ervaring van de Chelyabinsk-meteoor in 2013, toen een zeer heldere superbolide de atmosfeer raakte boven een bevolkt gebied in het westen van Rusland, het werd de enige gebeurtenis in zijn soort die door mensen in bijna een eeuw is waargenomen.

Slechts een paar dagen na de inslag in Tsjeljabinsk, een team van astronomen van het Institute of Physics aan de Universiteit van Antioquia onder leiding van professor Jorge I. Zuluaga reconstrueerde het traject van de Chelyabinsk-meteoor uitsluitend met behulp van video's van het fenomeen die op YouTube zijn geplaatst.

Krediet:Universidad de Antioquia

Hoewel veel andere teams in Rusland, de Tsjechische Republiek, Canada en de VS hebben het traject ook gereconstrueerd met behulp van meer geavanceerde methoden en gegevens.

Vandaag, slechts een week na de gebeurtenis en bijna precies zes jaar na de inslag in Tsjeljabinsk, hetzelfde Colombiaanse wetenschappelijke team, opnieuw gebruikmakend van informatie die op internet beschikbaar is, pasten hun methoden toe om de baan van de Cubaanse meteoor te reconstrueren. Hun resultaten zijn opgenomen in een wetenschappelijk manuscript dat zojuist is ingediend bij een peer-reviewed tijdschrift. Een voordruk van het manuscript is beschikbaar in de arXiv-lijsten van de Cornell University.

"We hadden het geluk dat ten minste drie relatief betrouwbare video's, waaronder een met een ongelooflijke kwaliteit, in zo'n korte tijd op internet beschikbaar zou kunnen zijn, " legt Zuluaga uit. "Voor het reconstrueren van de baan van een meteoor zijn ten minste drie waarnemers op de grond nodig. Hoewel er verschillende satellietbeelden zijn opgenomen en ook online beschikbaar zijn, zonder waarnemingen vanaf de grond, de precieze reconstructie is niet haalbaar."

Volgens de reconstructie gemaakt door de Colombiaanse astronomen, het object dat de meteoor boven Cuba produceert, begint zijn baan in de atmosfeer op een hoogte van ongeveer 76,5 km boven de Caribische zee, over een punt 26 km ten zuidwesten van de San Felipe Keys (Cuba).

De snelheid van de rots bij zijn contact met de atmosfeer was 18 km/s (64, 800 km/u). Met zo'n snelheid de ijle lucht van de hoge atmosfeer was niet genoeg om het object te stoppen, hoewel het genoeg was om het te verwarmen totdat de rots helder werd.

Traject van de meteoor die op 1 februari over Cuba valt 2019 zoals gereconstrueerd door een team van Colombiaanse astronomen. Krediet:Google Earth

De rots vervolgde zijn weg in een bijna rechte lijn tot een hoogte van ongeveer 27,5 km. Het was ongeveer op die hoogte dat het rookspoor, waargenomen door duizenden in Cuba en in satellietbeelden, begon te ontwikkelen. Zuluaga en co-auteurs schatten dat de wolk in Pinar del Rio overeenkomt met een klein deel van het traject van de meteoor (overeenkomend met hoogtes tussen 26 en 22,5 km). Volgens de beelden van die stad en de wederopbouw van de Colombianen, de airburst eindigde op ongeveer 22 km.

Vanaf daar, honderden kleine fragmenten die de atmosferische ablatie overleefden, vielen in vele richtingen zonder enig licht uit te stralen (donkere vlucht). Hoewel de meeste van deze kleine rotsen waarschijnlijk in de bossen van het natuurpark Viñales zijn beland, sommigen van hen raakten verschillende huizen in de Viñales-vallei, dicht bij een toeristisch monument, "El Muurschildering de la Prehistoria, Zes kilometer verwijderd van het hoofdpad van het object. Als een groot fragment de ablatie heeft overleefd, het landde waarschijnlijk in de oceaan aan de noordwestkust van het eiland.

Na het reconstrueren van het traject in de atmosfeer, de Colombiaanse astronomen speelden de impact na en ontdekten dat de boosdoener, een rots met een geschatte grootte van enkele meters en een gewicht van ongeveer 360 ton, kwam uit een excentrische baan rond de zon met een gemiddelde afstand van 1,3 astronomische eenheden (1 astronomische eenheid =150 miljoen km). Voordat het de aarde raakt, de rots maakte elke 1,32 jaar een draai rond de zon. Aan alles kwam op 1 februari een einde 2019, toen de rots en de aarde zich tegelijkertijd op hetzelfde punt in de ruimte bevonden.

Maar het reconstrueren van de baan van de meteoor was niet genoeg voor de Colombiaanse astronomen. Verschillende groepen over de hele wereld werken nu waarschijnlijk aan hun eigen schattingen, sommige gebruiken nauwkeurige satellietgegevens of informatie van infrageluidsnetwerken. Zoals de impact van Chelyabinsk ons ​​leerde, dit evenement trekt de aandacht van vele wetenschappers, en het is waarschijnlijk dat er de komende weken of maanden nog andere werken over de impact zullen verschijnen.

interessanter, gebruikten de astronomen hun resultaten om een ​​methode te testen die Zuluaga en Mario Sucerquia, die ook een co-auteur van dit werk was, onlangs ontwikkeld om asteroïde-inslagen tegen de aarde en de maan te bestuderen. De methode, genaamd Gravitational Ray Tracing (GRT), past verschillende algoritmen toe die oorspronkelijk zijn ontworpen voor de computer grafische industrie.

Voorspelling van de GRT-theoretische methode met betrekking tot de azimut of richting waaruit de asteroïden in Chelyabinsk en Cuba zouden moeten komen en de hoogte ervan. Krediet:Universidad de Antioquia

in GRT, de aarde wordt niet geraakt door asteroïden, maar is er wel een bron van. Veel rotsen worden gelanceerd (in een gesimuleerde omgeving) in duizenden richtingen in de lucht en met verschillende snelheden, vanaf een bepaalde geografische locatie (een strand in het noordwesten van Cuba of een vallei op de maan). De rotsen die in banen rond de zon terechtkomen, vergelijkbaar met reeds ontdekte asteroïden, worden gemarkeerd als potentiële impactoren. De rotsen met banen die niet typerend zijn voor bijna-aardse objecten (NEO's) worden gemarkeerd als onnatuurlijke objecten.

Met behulp van de rotsen die zijn gemarkeerd als potentiële asteroïden, de astronomen waren in staat om kaarten in de lucht te maken van de richtingen van waaruit een echte asteroïde zou kunnen aankomen. Of dat is tenminste wat de theorie van Zuluaga en Sucerquia stelt.

De Colombiaanse astronomen ontdekten dat hun theoretische methode voorspelde wat Cubanen zagen:een rots die uit het zuiden kwam in een baan met een helling van ongeveer 30 graden ten opzichte van de horizon.

Om te controleren of dit resultaat niet alleen het product van toeval was, ze voerden een vergelijkbare berekening uit op het evenement in Chelyabinsk. Opnieuw, de methode voorspelde dat op het moment en de locatie van de Russische impact, het meest waarschijnlijke gebied aan de hemel van waaruit een asteroïde zou kunnen aankomen, keek naar het noordoosten, op een hoogte van 20 graden. Het eigenlijke object verscheen bijna in de richting van het oosten en op precies 20 graden hoogte.

Maar nog steeds, het samenvallen tussen de voorspellingen van GRT en de werkelijke omstandigheden van de impact van Chelyabinsk en Cuba kan ook willekeurig zijn. Echter, het zou ook een diepere waarheid kunnen onthullen, namelijk het feit dat de onderzoekers de richting aan de hemel konden voorspellen van waaruit een meteoor in de stad zou kunnen aankomen (als die inslag daadwerkelijk plaatsvindt).

Voorspelling van de GRT-theoretische methode met betrekking tot de azimut of richting waaruit de asteroïden in Chelyabinsk en Cuba zouden moeten komen en de hoogte ervan. Krediet:Universidad de Antioquia

"Pas na de recente digitale hausse hebben we ons gerealiseerd hoe frequent en potentieel gevaarlijk de impact van kleine meteoroïden op bevolkte gebieden kan zijn, " zegt Mario Sucerquia. Hij voegt eraan toe:"Helaas zijn we nog niet in staat om onze samenleving te verdedigen tegen deze dreiging; ons werk suggereert dat in principe, we zouden voorbereid kunnen zijn, tenminste met enige kennis, voor toekomstige effecten."

Prof. Pablo Cuartas, co-auteur van het artikel, zegt, "Door de relatief kleine omvang van meteoroïden, zoals die in Chelyabinsk en Cuba zijn gevallen, waren ze vóór de inslag praktisch ondetecteerbaar. Omdat detectie bijna onmogelijk is, het risico dat dergelijke schadelijke gebeurtenissen zich voordoen in dichtbevolkte gebieden is groot; onze resultaten suggereren dat we op zijn minst van tevoren kunnen voorspellen uit welke richting ze zullen komen."

Eindelijk, hij zegt, 'We moeten voorbereid zijn op het volgende projectiel.'

Mario Sucerquia is nog directer:"We moeten de kans op botsingen altijd controleren, in ieder geval in bevolkte gebieden; dit doen we als onderdeel, bijvoorbeeld, van een openbaar protocol, kan ons helpen om preventieve maatregelen te nemen in het licht van impactdreigingen."