โลกไม่ใช่คนแปลกหน้าสำหรับอุกกาบาต ในความเป็นจริงฝนดาวตกเป็นเหตุการณ์ปกติที่มีวัตถุขนาดเล็ก (meteoroids) เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกและเปล่งประกายในท้องฟ้ายามค่ำคืน เนื่องจากวัตถุเหล่านี้ส่วนใหญ่มีขนาดเล็กกว่าเม็ดทรายพวกมันไม่เคยถึงพื้นผิวและเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศ แต่บ่อยครั้งที่ดาวตกที่มีขนาดเพียงพอจะผ่านและระเบิดขึ้นเหนือพื้นผิวซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายได้
ตัวอย่างที่ดีของเรื่องนี้คืออุกกาบาต Chelyabinsk ซึ่งระเบิดขึ้นบนท้องฟ้าเหนือรัสเซียในเดือนกุมภาพันธ์ปี 2556 เหตุการณ์นี้แสดงให้เห็นว่าอุกกาบาตระเบิดทางอากาศสร้างความเสียหายได้มากเพียงใดและเน้นถึงความจำเป็นในการเตรียมพร้อม โชคดีที่การศึกษาใหม่จากมหาวิทยาลัย Purdue ระบุว่าบรรยากาศของโลกเป็นเกราะป้องกันอุกกาบาตที่ดีกว่าที่เราให้เครดิต
การศึกษาของพวกเขาซึ่งดำเนินการโดยได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานกลาโหมดาวเคราะห์ของนาซ่าเพิ่งปรากฏในวารสารวิทยาศาสตร์ อุตุนิยมวิทยาและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ - ชื่อ“ Air Penetration ช่วยเพิ่มการกระจายตัวของ Meteoroids”. ทีมศึกษาประกอบด้วยมาร์แชลทาธาทาห์และเจย์เมลชรองผู้ร่วมวิจัยหลังปริญญาเอกและศาสตราจารย์กับภาควิชาโลกวิทยาศาสตร์บรรยากาศและดาวเคราะห์ (EAPS) ที่มหาวิทยาลัย Purdue ตามลำดับ
ในอดีตนักวิจัยเข้าใจว่า meteoroids มักจะระเบิดก่อนถึงพื้นผิว แต่พวกเขาก็สูญเสียเมื่อมันมาถึงการอธิบายว่าทำไม เพื่อการศึกษา Tabetah และ Melosh ใช้อุกกาบาต Chelyabinsk เป็นกรณีศึกษาเพื่อพิจารณาว่า meteoroids สลายตัวอย่างไรเมื่อพวกเขาเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของเรา ในเวลานั้นการระเบิดเกิดขึ้นอย่างน่าประหลาดใจซึ่งเป็นสิ่งที่ได้รับความเสียหายอย่างกว้างขวาง
เมื่อมันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกอุกกาบาตก็สร้างลูกไฟที่สว่างและระเบิดได้ในไม่กี่นาทีต่อมาก็สร้างพลังงานจำนวนเท่ากันกับอาวุธนิวเคลียร์ขนาดเล็ก คลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นนั้นส่งผลเสียหายต่อหน้าต่างทำให้มีผู้บาดเจ็บเกือบ 1,500 คนและทำให้เกิดความเสียหายหลายล้านดอลลาร์ นอกจากนี้ยังส่งชิ้นส่วนที่พุ่งเข้าหาพื้นผิวที่ถูกกู้คืนและบางส่วนก็เคยชินกับเหรียญแฟชั่นสำหรับเกมฤดูหนาวโซชิปี 2014
แต่สิ่งที่น่าแปลกใจก็คือปริมาณของเศษเมตรที่ถูกกู้คืนหลังจากการระเบิด ในขณะที่อุกกาบาตเองมีน้ำหนักมากกว่า 9000 เมตริกตัน (10,000 US ตัน) แต่มีเพียงประมาณ 1,800 เมตริกตัน (2,000 US ตัน) ของเศษซากที่ฟื้นตัว นี่หมายความว่ามีบางสิ่งเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศที่ทำให้มวลส่วนใหญ่สูญเสียไป
เมื่อมองไปที่การแก้ปัญหานี้ทาธาทาห์และเมโลชก็เริ่มพิจารณาว่าความดันอากาศสูงต่อหน้าดาวตกจะซึมเข้าไปในรูขุมขนและรอยแตกของมันผลักร่างกายของดาวตกออกจากกันและทำให้เกิดการระเบิด ตามที่ Melosh อธิบายไว้ในข่าวประชาสัมพันธ์ของมหาวิทยาลัย Purdue:
“ มีการไล่ระดับใหญ่ระหว่างอากาศความดันสูงที่ด้านหน้าของดาวตกและการดูดอากาศที่อยู่ด้านหลัง หากอากาศสามารถเคลื่อนที่ผ่านทางเดินในอุกกาบาตมันสามารถเข้าไปข้างในและระเบิดออกเป็นชิ้น ๆ ได้อย่างง่ายดาย”
เพื่อแก้ปัญหาความลึกลับของมวลของอุกกาบาต Tabetah และ Melosh ได้สร้างแบบจำลองที่บ่งบอกถึงกระบวนการเริ่มต้นของอุกกาบาต Chelyabinsk ที่คำนึงถึงมวลดั้งเดิมและการแตกตัวของมันเมื่อเข้ามา จากนั้นพวกเขาพัฒนารหัสคอมพิวเตอร์ที่ไม่เหมือนใครซึ่งอนุญาตให้ทั้งวัสดุที่เป็นของแข็งจากร่างกายและอากาศของอุกกาบาตมีอยู่ในส่วนใดส่วนหนึ่งของการคำนวณ ตามที่ Melosh ระบุ:
“ ฉันกำลังมองหาบางสิ่งเช่นนี้มาระยะหนึ่งแล้ว รหัสคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ที่เราใช้ในการจำลองผลกระทบสามารถทนต่อวัสดุหลายชนิดในเซลล์ได้ วัสดุต่าง ๆ ในเซลล์ใช้ตัวตนของแต่ละบุคคลซึ่งไม่เหมาะสมสำหรับการคำนวณแบบนี้”
รหัสใหม่นี้อนุญาตให้พวกเขาจำลองการแลกเปลี่ยนพลังงานและโมเมนตัมระหว่างอุกกาบาตที่เข้ามาและอากาศที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างเต็มที่ ในระหว่างการจำลองอากาศที่ถูกผลักเข้าไปในอุกกาบาตได้รับอนุญาตให้ไหลผ่านภายในซึ่งทำให้ความแข็งแกร่งของอุกกาบาตลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ในสาระสำคัญอากาศสามารถเข้าถึงอวัยวะภายในของอุกกาบาตและทำให้มันระเบิดจากภายในสู่ภายนอก
สิ่งนี้ไม่เพียง แต่แก้ไขความลึกลับที่มวลหายไปของอุกกาบาตของ Chelyabinsk มันยังสอดคล้องกับเอฟเฟกต์การระเบิดของอากาศที่พบในปี 2556 การศึกษายังบ่งชี้ว่าเมื่อมันมาถึงสโคปขนาดเล็ก เมื่อรวมกับขั้นตอนการเตือนภัยล่วงหน้าซึ่งขาดในช่วงเหตุการณ์มิเตอร์ Chelyabinsk การบาดเจ็บสามารถหลีกเลี่ยงได้ในอนาคต
นี่เป็นข่าวดีสำหรับผู้ที่กังวลเกี่ยวกับการป้องกันของดาวเคราะห์ อย่างไรก็ตามวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่านั้นไม่น่าจะได้รับผลกระทบจากชั้นบรรยากาศของโลก โชคดีที่องค์การนาซ่าและหน่วยงานอวกาศอื่น ๆ ทำให้เป็นจุดที่ต้องเฝ้าสังเกตสิ่งเหล่านี้เป็นประจำเพื่อให้ประชาชนสามารถได้รับการเตือนล่วงหน้าหากมีสัตว์หลงทางเข้าใกล้โลกมากเกินไป พวกเขายังยุ่งอยู่กับการพัฒนามาตรการตอบโต้ในกรณีที่อาจเกิดการชน
