راز شهاب‌سنگ شدن / یک باور قدیمی زیر سوال رفت

به گزارش ایده روز آنلاین، پژوهشگران با بررسی تصاویر و ویدئوهای مربوط به ۷۵ سقوط شهاب‌سنگ، رفتار این سنگ‌ها را از لحظه ورود به جو تا رسیدن قطعات باقی‌مانده به سطح زمین بررسی کردند. نتایج این مطالعه در مجله Meteoritics & Planetary Science منتشر شده است.

وقتی سنگ فضایی به «شهاب» تبدیل می‌شود

بر اساس گزارش SETI Institute، در مرحله نخست، برخورد سنگ فضایی با مولکول‌های هوا یک موج شوک ایجاد می‌کند و سنگ و گاز اطراف آن را به‌شدت گرم می‌کند. نور حاصل از این فرایند همان چیزی است که ما به شکل یک «شهاب» در آسمان می‌بینیم.

با ورود سنگ به هوای متراکم‌تر، در مرحله دوم درخشش آن افزایش پیدا می‌کند. برخی از این اجرام هنگام سقوط می‌چرخند و تغییرات منظم در روشنایی آنها می‌تواند سرعت چرخششان را نشان دهد. سریع‌ترین سنگ‌های بررسی‌شده در این پژوهش، یک دور کامل را در حدود ۰.۵ تا ۵ ثانیه انجام می‌دادند.

در مرحله سوم، شهاب به یک «گوی آتشین» بسیار درخشان تبدیل می‌شود. در این مرحله، سطح سنگ شروع به ذوب‌شدن می‌کند و جریان تند هوا مواد مذاب را از سطح آن جدا می‌کند. بخشی از این مواد به شکل قطره‌های کوچک درمی‌آیند و سپس تبخیر می‌شوند.

ابتدا ذوب می‌شود، سپس می‌شکند

حدود ۶۰ کیلومتری سطح زمین، سنگ وارد مرحله چهارم می‌شود. در این مرحله، فرایند ذوب‌شدن به نوعی تعادل می‌رسد و روشنایی شهاب با سرعتی نسبتاً ثابت افزایش می‌یابد یا ثابت می‌ماند. پژوهشگران می‌گویند یک سنگ می‌تواند در اثر ذوب‌شدن، تا ۴۰ درصد جرم خود را از دست بدهد.

اما مرحله تعیین‌کننده بعدی، تکه‌تکه‌شدن سنگ است. در مرحله پنجم، با افزایش فشار هوا، سنگ شروع به شکستن می‌کند.

نکته جالب این است که این شکستگی ظاهراً زودتر از چیزی رخ می‌دهد که بر اساس استحکام سنگ‌های شهاب‌سنگی انتظار می‌رود. 

در مرحله ششم، بخش پشتی سنگ اصلی نیز از هم می‌پاشد. این اتفاق باعث یک شعله نهایی و درخشان می‌شود و قطعات باقی‌مانده را با سرعت نسبی بیشتری به اطراف پرتاب می‌کند.

مدل‌سازی پژوهشگران نشان می‌دهد تا زمانی که قسمت پشتی سنگ سالم باقی بماند، ناحیه‌ای کم‌فشار در پشت آن ایجاد می‌شود و قطعات کوچک‌تر را در مسیر سقوط نگه می‌دارد. به همین دلیل، بخشی از شهاب‌سنگ‌ها می‌توانند در یک نوار نسبتاً باریک روی سطح زمین پراکنده شوند.

در مرحله هفتم، ذوب‌شدن و تکه‌تکه‌شدن ادامه پیدا می‌کند تا قطعات سرانجام آن‌قدر کند شوند که دیگر نور تولید نکنند. سپس لایه‌ای نازک و ذوب‌شده روی سطح آنها باقی می‌ماند که به آن «پوسته ذوب» گفته می‌شود. پس از آن، باد می‌تواند قطعات را اندکی از مسیر اصلی سقوط منحرف کند.

اهمیت این پژوهش فقط به شهاب‌سنگ‌های کوچک محدود نمی‌شود. پژوهشگران معتقدند بررسی نحوه کاهش سرعت و ازهم‌گسیختگی سنگ‌های کوچک می‌تواند اطلاعاتی درباره رفتار سیارک‌های بزرگ‌تر هنگام ورود به جو نیز در اختیار ما بگذارد. سیارک‌هایی با ابعاد تا چند ده متر نیز می‌توانند سنگی و یکپارچه باشند. سیارک حدود ۲۰ متری که در سال ۲۰۱۳ بر فراز چلیابینسک روسیه منفجر شد، نمونه‌ای از اجرامی است که می‌توانند مراحل مشابهی را هنگام عبور از جو تجربه کنند.

بنابراین، تبدیل یک سنگ فضایی به شهاب‌سنگ فرایندی بسیار پیچیده‌تر از «سوختن در جو» است. این سنگ‌ها ابتدا تحت تأثیر برخورد با هوا گرم و ذوب می‌شوند، سپس بخشی از جرم خود را از دست می‌دهند، متلاشی می‌شوند و در نهایت قطعات باقی‌مانده می‌توانند به سطح زمین برسند.

۵۸۵۸