为什么流星会在大气中爆炸？

航天 · 2018-1-11 00:13:24

研究人员发现新的和以前被忽视的空气渗透机制，这有助于解释为什么流星体爆炸。

小行星在俄罗斯车里雅宾斯克地区上空12英里处引爆

2013年2月15日，一颗直径66英尺（20米）的近地小行星以每小时40,000英里（60,0000公里/小时）的速度进入地球大气层。在几秒钟内，小行星在俄罗斯车里雅宾斯克地区上空12英里处引爆，释放出大约30枚广岛原子弹的能量。这就形成了一个巨大的火球，被称为超级螺旋桨，引起冲击波向外传播数十英里，破坏数千座建筑物，并造成1500人受伤。

虽然爆炸的原有物质有一万多吨的初始质量，但只有大约0.1％的质量被认为已经到达地面，表明在高层大气中的东西不仅导致岩石爆炸，而且还造成的分化远远超过预期。

今天，一个研究小组发表了一项关于陨石和行星科学的研究，提出了一个新的，以前被忽略的流星体空气穿透机制，这可能有助于解释车里雅宾斯克流星体的强大分裂。

根据这篇论文，当流星在地球大气中飞行时，物体前方的高压空气会渗入岩石中的裂缝和孔隙，从而产生大量的内部压力。这种压力是如此之大，以至于即使流星体中的物质足够强大以抵抗强烈的外界大气压力，它也能使物体从内向外有效地吹起来。

该研究报告的共同作者，美国普渡大学地球，大气和行星科学教授杰伊·梅洛什（Jay Melosh）在新闻界说：“流星前面的高压空气与其后面的空气真空有很大的差别。“如果空气能够通过陨石的通道，它可以很容易地进入内部并吹散。

流星研究数据

这些流星研究数据显示（上图），在飞越大气层时，随着时间的推移，两台计算机产生的流星体会如何分解。每幅图像的左半部分是一个流星体，孔隙度为10％（空白空间），而右半部分为流星体，孔隙率为30％。

根据这篇论文，“这个压力内化的过程，对于陨石研究来说是新的，如果没有双材料流体动力学的代码，这个过程就不会被认可。”这个独特的计算机代码使得研究人员能够生成模型，使空气和固体材料共存计算的任何部分。

“我一直在寻找这样的事情”，Melosh说，“我们用来模拟影响的大部分计算机代码可以容忍一个单元中的多种材料，但是它们将所有的东西放在一起。细胞中的不同物质使用其个人身份，这是不适合这种计算。”

空间站观测到的流星

尽管这种空气渗透的过程对于我们的大气层来说是一个非常有效的方法来保护我们免受更小的流星体的影响，但更大更密集的流体可能不会受到影响。然而，我们越能了解到不同的陨石材料如何爆炸，下一次车里雅宾斯克的准备就越充分。

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