Метеорит над Челябинском

[Шакун]

Комментарий модератора раздела

Эта тема и другие темы про Челябинский метеорит в разделе Наблюдения не предназначены для альтернативных гипотез "это была ракета", "а может быть, это была ракета?", "а не НЛО ли это?". За подобные посты в разделе Наблюдения их авторы будут немедленно баниться! Эта тема посвящена исключительно доказанному - а именно, тому, что в атмосфере Земли произошло сгорание метеорного тела, с некоторым выпадением осколков на поверхность Земли - убедительная просьба не засорять ее, а также другие темы в разделе Астрономические наблюдения посторонней информацией. Спасибо за понимание!

Комитет по метеоритам РАН просит всех свидетелей полета Челябинского метеорита заполнить интерактивную анкету по адресу: http://www.chel-meteorit.youini.ru/ .  Передайте эту анкету всем своим знакомым что видели полет болида от Иркутска до Самары и от Байконура до Перми!

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B0_%D0%BD%D0%B0_%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%BB%D0%B5_%D0%B2_2013_%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D1%83



В начале десятого по местному времени на юге Свердловской области упал крупный метеорит. Направление пролета с северо-востока на юго-запад. Сам к сожалению не был свидетелем, т.к. спал, но жена тут же подняла с кровати. Она рассказывает, что при пролете  вся комната осветилась оранжевым ярким светом.. После пролета остался мощный след. Это я снял.

[Streamflow]

Да, уж (c)

Обратите внимание...

Похоже, Вы этот след увидели впервые. У меня, однако, было почти 10 месяцев, чтобы на этой фотографии на что-нибудь обратить внимание.  Ветер привел к смещению следа в в окрестности эпицентра на 17 ± 2 км, а в окрестности казахской границы на 26 ± 2 км. Метка 280 км на карте, естественно, построена экстраполяцией отрезка траектории, полученной Консорциумом и Голубаевым. Длина следа сохранена.

А длина следа до взрыва на фото, если совпадают масштабы следа и карты, примерно 200-210 км.

Вы, хотя бы, границу Казахстана на фотографии заметили?

[Monstr]

Пыли не видно на какой толщине слоя? Думается, что если пыль распылить на слой в 15 км, то эффект видимости будет другой.

Конечно, чем толще - тем виднее. Однако 4 порядка - это кое-что. Да, и Вы же астроном, то есть оптик, от Вас и должны следовать не просто слова, а соответствующие оценки

Одна из заповедей астронома гласит: "не кричать: "Эврика!", не вылив на голову ведро холодной воды."
Если нашли крупное несоответствие, проверьте, прежде всего свои собственные расчеты.
Во-первых, размер следа. Что-то мне подсказывает, что 15 км слишком много будет. Я взял одну фотографию, измерил и получил диаметр 3 км, то есть в 5 раз меньше, чем у Вас. Возможно в Вашем случае след раздуло временем (то есть расширением и ветром).
Во-вторых, Ваша модель очень проста. Плотность окислов и др.веществ в следе пропорциональна количеству "сдутого или сожженного" материала с космического булыжника. А оно в свою очередь пропорционально плотности воздуха и температуре. Плотность же воздуха возрастает по экспоненте. Если взять стандартную атмосферу, то на высоте 80 км она равна 0,00002 кг/м³, тогда как на высоте взрыва (около 25 км) - 0.04 кг/м³, то есть изменяется в 2000 раз. Это даже без учета увеличения температуры, а, следовательно, и скорости испарения метеорита. Естественно, в следе плотность частиц, сдутых с ЧМ на более низких высотах будет значительно выше.
Вот и 4 порядка.

[Sovetnik]

Облако имело бурый оттенок, явно указывающий на фотохимию - оксиды азота.

Оксиды азота, конечно, здесь ни при чем.

Хотя температура для взаимодействия между азотом и кислородом была достаточна, но времени на ее осуществление - очень мало (секунды), поэтому кинетика такой химической реакции не позволит образоваться NO2 в заметных количествах.

Кроме того, не следует забывать, что на таких высотах температура очень низка, поэтому образовавшиеся следы двуокиси азота, при температуре ниже минус 12 С тут же замерзнут, а в твердом виде он уже не желто-оранжевый, а белый.

Так как в составе болида содержится большое количество железа и других металлов, образующих окрашенные оксиды (от желтого до черного), то именно эти оксиды и придали следу характерную желтоватую окраску.

Что касается снимка следа болида из космоса, то приведенный снимок не является таковым. Это монтаж - наложение снимка следа на карту, причем выполненный приблизительно и предназначенный только для качественной демонстрации явления, поэтому он не может служить эталоном для точных измерений.

[Геннадий Ионов]

Вот и 4 порядка.

Да проще можно оценить: берём пылинки с размером большим длины волны света, чтобы они его рассеивали, скажем 1.5 мкм. И покрываем поверхность слоем в пылинку - это будет площадь следа, который существенно рассеивает свет. Пусть у нас кубический метеороид со стороной 15 м, тогда он размажется в пылевой слой площадью 15м*15м*(15м/1.5мкм)=2.25e9 м^2 = 225000 м * 10000 м, то есть в след длиной 225 км и шириной 10 км. Толщина следа не важна, поскольку важна лишь оптическая толща рассеивающего слоя, а она определяется количеством частиц на единицу площади следа.

[Геннадий Ионов]

Хотя температура для взаимодействия между азотом и кислородом была достаточна, но времени на ее осуществление - очень мало (секунды), поэтому кинетика такой химической реакции не позволит образоваться NO2 в заметных количествах.

Времени было гораздо меньше чем секунды, но его вполне достаточно, чтобы установилось равновесие продуктов в плазме с температурой 30-50 тысяч градусов. Только доля NO2 в продуктах очень мала.

Кроме того, не следует забывать, что на таких высотах температура очень низка, поэтому образовавшиеся следы двуокиси азота, при температуре ниже минус 12 С тут же замерзнут, а в твердом виде он уже не желто-оранжевый, а белый.

Только остывание такой массы газа происходит очень медленно, когда температура опускается ниже 1000 К и облако перестаёт сильно терять энергию на излучение. Остывание происходит в основном за счёт адиабатического расширения и конвективного перемешивания при всплывании следа. Интересно оценить температуру на момент приведённого снимка. Думаю что она в районе +100 - +200 градусов Цельсия.

Так как в составе болида содержится большое количество железа и других металлов, образующих окрашенные оксиды (от желтого до черного), то именно эти оксиды и придали следу характерную желтоватую окраску. Что касается снимка следа болида из космоса, то приведенный снимок не является таковым. Это монтаж - наложение снимка следа на карту, причем выполненный приблизительно и предназначенный только для качественной демонстрации явления, поэтому он не может служить эталоном для точных измерений.

С этим полностью согласен и поддерживаю!

[Sovetnik]

Только остывание такой массы газа происходит очень медленно, когда температура опускается ниже 1000 К и облако перестаёт сильно терять энергию на излучение.

Потери тепла путем теплового (ИК) излучения происходит всегда - достаточно разницы температур между нагретым телом и окружающей средой. А из-за разреженности атмосферы на таких высотах, доля конвективной составляющей в теплообмене (теплопотерях) будет в разы меньше излучательной.

[Streamflow]

Одна из заповедей астронома гласит: "не кричать: "Эврика!", не вылив на голову ведро холодной воды."

Я не астроном, вода для Streamflow - родная стихия, а Вы подставляйте голову

Я взял одну фотографию, измерил и получил диаметр 3 км, то есть в 5 раз меньше, чем у Вас. Возможно в Вашем случае след раздуло временем (то есть расширением и ветром).

Да, естественно, раздуло. Но и в этом состоянии он прекрасно виден, и речь идет только об этом, а не о размерах чего угодно и когда угодно.

Во-вторых, Ваша модель очень проста. Плотность окислов и др.веществ в следе пропорциональна количеству "сдутого или сожженного" материала с космического булыжника. А оно в свою очередь пропорционально плотности воздуха и температуре. Плотность же воздуха возрастает по экспоненте...

Я уже имел честь писать, что у Вас сложные взаимоотношения с логикой По какой бы экспоненте и что бы ни росло, сгореть больше того, что есть, не может.

[Streamflow]

Да проще можно оценить...

То есть, как я понял, след раздувается по вертикали в 10^(-3) раз меньше, чем поперек (!), но, если смотреть сверху, то "поперечина" становится вдруг (!) высотой?

[Streamflow]

Да, если Александр не появится, похоже, здесь можно только попусту терять время.

[Андрей Курилов]

Оксиды азота, конечно, здесь ни при чем.

Конечно при чём, потому что именно диоксид азота образуется в промышленных масштабах при ядерных взрывах, обеспечивая желтоватый или бурый оттенок грибообразного облака.
Странно было бы считать, что у файерболла метеорита будет иначе.
Я даже считаю, что окисление азота отвечает за основную часть массы атмосферных аэрозолей ЧМ.
Теперь ещё раз внимательно смотрим на след:


Видно даже, что доля оксида азота растёт при уменьшении высоты, что и ожидалось.

[Андрей Курилов]

Оксиды азота, конечно, здесь ни при чем.
Хотя температура для взаимодействия между азотом и кислородом была достаточна, но времени на ее осуществление - очень мало (секунды), поэтому кинетика такой химической реакции не позволит образоваться NO2 в заметных количествах.

Тогда внимательно читаете стр. №549 из книги "Encyclopedia of Paleoclimatology and Ancient Environments":

The most widely proposed mechanism for the formation of acid rain is bolide impact. Nitric acid forms after the passage of bolide at high speed through the atmosphere, which creates the nitrogen oxides through intense heat and pressure.

Ещё:

The heat from the shock wave of the entering asteroid and reprocessing of the air close to the impact produces nitric and nitrous acids over the next few months to one year.

Ещё вот - оценка кол-ва образующихся оксидов азота:
http://adsabs.harvard.edu/abs/1987E%26PSL..83....1P

[Андрей Курилов]

Объём воздуха, подверженного эффективному обжатию и прогреву для образования оксидов азота очень велик и на много порядков превосходит объём собственно метеоритных аэрозолей и водного атмосферного конденсата. Поэтому за видимость следа отвечает прежде всего диоксид азота. Если бы он не кристаллизовался при низкой температуре, то вообще был бы ярко оранжевого цвета.

[AlexandrSky]

Streamflow, выше был вопрос ко мне относительно некоторого несоответствия результатов для начальной области траектории болида.
Отвечу так.
Вам необходимо ориентироваться на результаты в Science. Насколько я понимаю эти результаты основаны на точной геодезической и астрономической привязке.  А, я все-таки, преследовал цель найти приближенный метод вычислений параметров болида в случае невозможности провести работы по точной привязке непосредственно в пунктах наблюдений. Вероятно, что из этого получится в будущем точный метод, но надо еще поработать . Математика у меня точная, а вот метод измерений надо доработать.

Азимут траектории и геоположение точек достаточно уверенно определяются во всех перечисленных вами случаях.
Но, моя методика еще требует доработки в самом слабом месте (и я сейчас работаю над этим), по части определения высот точек болида. Неопределенность на высоте начала свечения у меня составляет +\- 12 км (использовал всего несколько видео для этого). А само среднее значение 102 км завышено (есть основания так считать). Отсюда длина пройденного пути чуть больше, чем у других.
По поводу высказываний о разности фона неба на котором замечается первые признаки болида согласен, но тут играет существенную роль даже не фон неба. Очень важна одновременность наблюдений. Если после первой фазы дробления мы  уверенно видим практически неподвижную область свечения остатков, то начало свечения болида имеет некоторую неопределенность и во времени и в пространстве.
Я опираюсь на эту точку, но в таком случае надо признавать как достоинства так и недостатки.

Достоинства, заключаются в дальности этой области от наблюдателя. Поэтому, 1) угловое смещение болида мало и я могу считать эту точку одновременной для разных наблюдателей; 2) разнесенные на большие расстояния точки болида в точке начала свечения и в точке первой фазы дробления дает возможность уверенно определить направление траектории.

Недостаток, заключается в том, что точка начала свечения имеет некоторую неопределенность в пространстве и времени и она одна в моих  вычислениях. Точность высот зависит от точности вычисления этой точки. По хорошему счету надо использовать всю траекторию (все точки на траектории болида).

[Виктор Майский]

Ветер привел к смещению следа в в окрестности эпицентра на 17 ± 2 км, а в окрестности казахской границы на 26 ± 2 км.

1) Не 17 км, а 50 км.
2) Судя по форме следа, снимок сделан в первые минуты после вспышки. Чтобы получить такое смещение нужен не ветер, а ураган.

Вы, хотя бы, границу Казахстана на фотографии заметили?

Да, конечно. Просто кто-то не очень удачно наложил фотографию следа на карту. С заметным смещением.
Могли еще и масштаб не выдержать. Однако здесь этого не видно - те же 200 км до взрыва, что и на "правильной" траектории.

[AlexandrSky]

Таким "колдовством" над фото со следом  и я занимался в первые дни  . Какие траектории я только не получал

[Streamflow]

Азимут траектории и геоположение точек достаточно уверенно определяются во всех перечисленных вами случаях.

Да, сравнение результатов подтверждает это утверждение.

Но, моя методика еще требует доработки в самом слабом месте (и я сейчас работаю над этим), по части определения высот точек болида. Неопределенность на высоте начала свечения у меня составляет +\- 12 км (использовал всего несколько видео для этого). А само среднее значение 102 км завышено (есть основания так считать).

Согласен. Но мой вопрос состоял в другом. Сформулирую его точнее: Почему Вы считаете, что в Scince определили высоты более точно?

Отсюда длина пройденного пути чуть больше, чем у других.

Наоборот, меньше - 186 и 217 км, см. первый пост этой серии.

[Streamflow]

Да, конечно. Просто кто-то не очень удачно наложил фотографию следа на карту. С заметным смещением.
Могли еще и масштаб не выдержать. Однако здесь этого не видно - те же 200 км до взрыва, что и на "правильной"  траектории.

1. Выяснил, что в предыдущих постах опирался на неточную информацию, нашел исходный материал, и после его изучения частично с Вами соглашусь.

2. Обсуждение длины следа приостанавливаю до завершения правильной обработки данных, так как в упоминаемом мной материале было сделано не оправдавшееся в дальнейшем предположение.

[Streamflow]

Таким "колдовством" над фото со следом  и я занимался в первые дни. Какие траектории я только не получал

Да? Это интересно. У меня тоже было что-то подобное, но в итоге тогда я от всего отказался. Однако сейчас, как выясняется, никакого колдовства уже не надо - данных вполне достаточно для рутинных вычислений.

[AlexandrSky]

Метод расчета траектории в Science основан на пересечении плоскостей проведенных с разных пунктов наблюдений и видимое положение болида в определенный момент времени (множества измеренных точек видимого следа). Пересечение этих плоскостей однозначно определяют траекторию болида. Ошибка будет определяться точностью определения азимута и высоты измеренных точек. Чтобы точно определить эти значения была проведена специальная работа по привязке. У меня сомнений нет, что сделали они это правильно. И второе, такие плоскости провели с большого количества пунктов наблюдений.

У меня опирается только на две точки, привязка по угловой высоте хоть и близка к истине, но, все же приближенная. Соответственно точность низкая. Но, никто не мешает применить тот же прием, что и в Science если померять положение большого количества положений болида в разное время. Это достаточно древний и известный метод в метеорной астрономии.

Чтобы дать представление о сказанном, приведу ниже рисунок

[Streamflow]

Ошибка будет определяться точностью определения азимута и высоты измеренных точек. Чтобы точно определить эти значения была проведена специальная работа по привязке. У меня сомнений нет, что сделали они это правильно.

Спасибо за разъяснения. Однако в соседнем разделе статьи в Science длина отрезка наклонной из точки до плоскости оказалась меньше длины перпендикуляра, проведенного из той же точки. Так что гарантий, полагаю, нет.