科学家描述宇宙天体变成陨石的七个阶段——ScienceDaily
科学家分析了75次有记录的陨石坠落视频和照片,确定了宇宙天体在坠落到地球前穿过地球大气层时经历的七个阶段。据ScienceDaily报道,研究显示,这类天体的质量损失主要由熔化和碎裂决定,而非简单的蒸发。
在第一阶段,天体在其前方形成冲击波,其表面及周围气体受热并开始发光。在更稠密的大气层中,流星的亮度增加。发光的周期性变化可能表明其在旋转:在作者研究的速度最快的天体中,旋转一周需0.5至5秒。
熔化可带走高达40%的质量
在明亮火流星阶段,熔化成为物质损失的主要机制。气流会从表面剥离熔融颗粒,这些颗粒在脱离主体后会继续蒸发。在约60公里的高度,熔化达到相对稳定的状态,火流星的亮度要么几乎不变,要么均匀增加。
研究人员估计,仅熔化就能带走宇宙天体初始质量的多达40%。该研究的主要作者、研究流星的天文学家彼得·詹尼斯肯斯,来自SETI Institute和NASA艾姆斯研究中心,他指出,固体岩石并非因受热而简单蒸发:它们会先熔化,随后碎裂。
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碎裂开始得比此前认为的更早
在第五阶段,增加的空气压力会导致裂缝和碎片分离,并可能伴随反复闪光。作者发现,当天体前部承受的压力仅为在地球上发现的陨石所测得强度的大约五分之一时,碎裂就可能开始。科学家认为,大气层中的加热以及此前在太空碰撞中形成的裂缝可能会削弱岩石。
如果主体碎片的后部保持完整,它会在后方形成一个低压区,将小碎片吸入其中。因此,小型陨石可能沿狭窄带状区域坠落。后部最后一次大规模碎裂伴随着明亮、以红色为主的闪光,以及更广泛的碎片散布。
在最后阶段,碎片减速到不再发光。熔化停止后,其表面会留下薄薄的熔壳,大气风可能改变坠落轨迹。研究结果也可能有助于研究较大尺寸小行星的空爆:詹尼斯肯斯指出,2013年在车里雅宾斯克上空引发空爆的直径约20米小行星经历了相同阶段。