Астрономы Института SETI и исследователи NASA проанализировали 75 падений метеоритов и выделили семь характерных этапов прохождения космических камней через атмосферу. Их судьбу определяет сочетание плавления и разрушения на фрагменты, а не только испарение. Работа опубликована в журнале Meteoritics & Planetary Science.
Команда под руководством Питера Дженнискенса сопоставила фотографии и видеозаписи болидов с данными о найденных на земле метеоритах. Ученые проследили изменения яркости и скорости, а также высоты, на которых начинались разные физические процессы.
Сначала камень быстро разогревается при взаимодействии с воздухом и становится видимым. Затем яркость постепенно растет; иногда она периодически меняется из-за вращения тела. На следующем этапе начинается интенсивное плавление: поток воздуха срывает с поверхности капли расплава, которые продолжают испаряться уже отдельно.
Примерно на высоте 60 километров может установиться относительно устойчивый режим плавления. В этот период яркость выходит на плато либо меняется более плавно. По оценкам исследователей, одно только плавление способно унести до 40% исходной массы камня.
При дальнейшем погружении в плотную атмосферу растущая аэродинамическая нагрузка и тепловые напряжения раскрывают трещины. Начинается дробление, сопровождаемое вспышками и резким торможением. Разрушение может происходить при нагрузках значительно ниже прочности найденных метеоритов, что авторы связывают с нагревом и прежними повреждениями породы.
Отдельный этап — распад задней части сохранившегося тела. Пока она цела, за камнем формируется область пониженного давления, в которую увлекаются мелкие фрагменты. Ее разрушение меняет поток и позволяет обломкам разлетаться шире.
Затем осколки продолжают терять массу и скорость, пока свечение не прекращается. Уцелевшие фрагменты переходят к «темному полету» и падают на землю. Выявленные закономерности помогут уточнять районы поиска метеоритов и модели атмосферных взрывов более крупных астероидов, подобных Челябинскому.
Ранее стало известно, что жители Земли смогут увидеть в ноябре пять метеорных потоков.