Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Biến Động Địa Từ Do Sự Đi Qua và Nổ Của Meteoroid Lipetsk: Kết Quả Đo Đạc
Tóm tắt
Hiệu ứng từ trường của các thiên thạch lần đầu tiên được quan sát và lý giải từ giữa thế kỷ 20. Các cơ chế gây ra hiệu ứng từ trường của những thiên thể lớn (1–10 m trở lên) hoàn toàn khác biệt so với các cơ chế gây rối loạn trường địa từ do các thiên thạch ở độ cao ionosphere. Quá trình đi qua bầu khí quyển của một meteoroid lớn và sự nổ của nó kèm theo việc phát sinh một làn sóng xung mạnh và hình thành một đám mây khí, dẫn đến một hiệu ứng địa từ. Đến nay, các nhà nghiên cứu vẫn chia rẽ về cơ chế chính cho hiệu ứng địa từ của các meteoroid lớn. Dữ liệu về meteoroid Tunguska và Chelyabinsk có sẵn để nghiên cứu. Trong trường hợp meteoroid Chelyabinsk, những biến động trong trường địa từ được phát hiện và giải thích cả trước và sau khi thiên thể này nổ. Phân tích quan sát về sự đi qua của bất kỳ thiên thể lớn nào cũng mang lại nhiều mối quan tâm lý thuyết và thực tiễn. Mục tiêu của nghiên cứu này là trình bày phân tích các biến động trường từ đã xảy ra do sự đi qua của meteoroid Lipetsk qua magnetosphere và bầu khí quyển của Trái Đất, đồng thời ước lượng và thảo luận về hiệu ứng từ trường và các cơ chế của nó. Tốc độ rơi của các meteoroid như vậy là 0.68 yr–1. Sử dụng dữ liệu được cung cấp bởi Đài Quan sát Từ trường của Trường Đại học Quốc gia Karazin Kharkiv (Kharkiv, Ukraine), các biến thiên tạm thời trong các thành phần ngang của trường địa từ vào ngày 21 tháng 6 năm 2018 (ngày diễn ra sự đi qua của meteoroid Lipetsk) và vào ngày 20 và 22 tháng 6 năm 2018 (các ngày tham chiếu) đã được phân tích. Tốc độ ban đầu của meteoroid là 14.4 km/s, khối lượng ban đầu là 113 tấn, và kích thước ban đầu khoảng 4 m. Khoảng cách từ các đài quan sát đến vị trí mà sự giải phóng năng lượng như vụ nổ của meteoroid xảy ra là 360 km. Sự đi qua của meteoroid Lipetsk trong magnetosphere và bầu khí quyển được chứng minh kèm theo những biến đổi luân phiên trong các thành phần trường địa từ. Hiệu ứng từ của magnetosphere đã được quan sát 54–56 phút trước khi vụ nổ của meteoroid xảy ra; biên độ của rối loạn trong trường địa từ không vượt quá 0.5–1 nT, và độ dài là 15–20 phút. Các đỉnh biến thiên luân phiên (trước dương, sau âm) trong mức độ thành phần H và D đã được quan sát sau vụ nổ của meteoroid với độ trễ khoảng 6 phút. Biên độ đỉnh đạt khoảng 1.2–1.5 nT, trong khi thời gian của hiệu ứng từ trường từ ionosphere kéo dài hàng chục phút. Các mô hình cho các hiệu ứng từ quan sát được được đề xuất và các ước lượng lý thuyết được thực hiện. Các quan sát và ước lượng cho thấy sự nhất quán tốt.
Từ khóa
#thiên thạch #hiệu ứng từ trường #trường địa từ #meteoroid #Lipetsk #sóng xungTài liệu tham khảo
I. S. Astapovich, Meteor Phenomena in Earth’s Atmosphere (Fizmatgiz, Moscow, 1958) [in Russian].
V. A. Bronshten, Tunguska Meteorite: A History of Research (A. D. Sel’yanov, Moscow, 2000).
V. A. Bronshten, “Magnetic effect of the Tungus meteorite,” Geomagn. Aeron. (Engl. Transl.) 42, 816–818 (2002).
V. D. Gol’din, “On the interpretation of some geophysical phenomena accompanying the fall of the Tunguska meteorite,” in Cosmic Matter and the Earth, Ed. by Yu. A. Dolgov (Nauka, Novosibirsk, 1986), pp. 44–62 [in Russian].
A. V. Zolotov, The Problem of 1908 Tunguska Catastrophe (Nauka Tekh., Minsk, 1969) [in Russian].
K. G. Ivanov, “The geomagnetic phenomena, which were being observed on the Irkutsk magnetic observatory, following the explosion of the Tunguska meteorite,” Meteoritika, No. 21, 46–49 (1961).
K. G. Ivanov, “On the causes of the subsequent field changes in the geomagnetic effect of the Tunguska meteorite,” Geomagn. Aeron. 1, 616–618 (1961).
K. G. Ivanov, “Geomagnetic effects of explosions in the lower atmosphere,” Geomagn. Aeron. 2, 153–160 (1962).
K. G. Ivanov, “Geomagnetic effect of Tunguska event,” Meteoritika, No. 24, 141–151 (1964).
K. G. Ivanov, “Once again on the problem of modeling the geomagnetic effect of the Tungus impact,” Geomagn. Aeron. (Engl. Transl.) 42, 819–820 (2002).
G. M. Idlis and Z. V. Karyagina, “On the cometary origin of the Tunguska meteorite,” Meteoritika, No. 21, 32–43 (1961).
A. G. Kalashnikov, “Observation of the magnetic effect of meteors by the induction method,” Dokl. Akad. Nauk SSSR 66, 373–376 (1949).
A. G. Kalashnikov, “Magnetic effect of meteors,” Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Geofiz., No. 6, 7–20 (1952).
Catastrophic Events Caused by Cosmic Objects, Ed. by V. V. Adushkin and I. V. Nemchinov, (Akademkniga, Moscow, 2005; Springer-Verlag, Dordrecht, 2008).
A. T. Kovalev, I. V. Nemchinov, and V. V. Shuvalov, “Ionospheric and magnetospheric disturbances caused by impacts of small comets and asteroids,” Sol. Syst. Res. 40, 57–67 (2006).
A. F. Kovalevskii, “Revisiting the problem of geomagnetic effects of large explosions,” Tr. Sib. Fiz.-Tekh. Inst. Tomsk. Gos. Univ. Im. V. V. Kuibysheva, No. 41, 87–91 (1962).
A. F. Kovalevskii, “Magnetic effect of the Tunguska meteorite explosion,” in The Problem of Tunguska Meteorite (Tomsk. Gos. Univ., Tomsk, 1963), pp. 187–194.
O. V. Lazorenko and L. F. Chernogor, Ultra-Wideband Signals and Processes: Monograph (Khark. Nats. Univ. Im. V. N. Karazina, Kharkiv, 2009) [in Russian].
O. A. Molchanov, Low-Frequency Waves and Induced Radiation in the Near-Earth Plasma (Nauka, Moscow, 1985) [in Russian].
G. O. Obashev, “On the geomagnetic effect of the Tunguska meteorite,” Meteoritika, No. 21, 49–52 (1961).
V. M. Sorokin and G. V. Fedorovich, Physics of Slow MHD Waves in the Ionospheric Plasma (Energoizdat, Moscow, 1982) [in Russian].
L. F. Chernogor, “Advanced methods of spectral analysis of quasiperiodic wave-like processes in the ionosphere: Specific features and experimental results,” Geomagn. Aeron. (Engl. Transl.) 48, 652–673 (2008).
L. F. Chernogor, Radiophysical and Geomagnetic Effects of Rocket Engine Burn: Monograph (Khark. Nats. Univ. Im. V. N. Karazina, Kharkiv, 2009) [in Russian].
L. F. Chernogor, “Oscillations of the geomagnetic field caused by the flight of Vitim bolide on September 24, 2002,” Geomagn. Aeron. (Engl. Transl.) 51, 116–130 (2011).
L. F. Chernogor, Physics and Ecology of the Catastrophes (Khark. Nats. Univ. Im. V. N. Karazina, Kharkiv, 2012) [in Russian].
L. F. Chernogor, “Large-scale disturbances in the Earth’s magnetic field associated with the Chelyabinsk meteorite,” Radiofiz. Elektron. 4(18) (3), 47–54 (2013).
L. F. Chernogor, “The main physical effects associated with the Chelyabinsk bolide passage,” in Proc. Asteroids and Comets. Chelyabinsk Event and Study of the Meteorite Falling into the Lake Chebarkul, Int. Sci-Pract. Conf., Cherbakul’, June 21–22,2013 (Krai Ra, Chelyabinsk, 2013), pp. 148–152.
L. F. Chernogor, “Plasma, electromagnetic and acoustic effects of meteorite Chelyabinsk,” Inzh. Fiz., No. 8, 23–40 (2013).
L. F. Chernogor, “Geomagnetic field effects of the Chelyabinsk meteoroid,” Geomagn. Aeron. (Engl. Transl.) 54, 613–624 (2014).
L. F. Chernogor, “Magnetic and ionospheric effects of a meteoroid plume,” Geomagn. Aeron. (Engl. Transl.) 58, 119–126 (2018).
L. F. Chernogor, “Magnetospheric effects during the approach of the Chelyabinsk meteoroid,” Geomagn. Aeron. (Engl. Transl.) 58, 252–265 (2018).
L. F. Chernogor, “Parameters of acoustic signals generated by the atmospheric meteoroid explosion over Romania on January 7, 2015,” Sol. Syst. Res. 52, 206–222 (2018).
L. F. Chernogor, “The physical effects of Lipetsk meteoroid. 1,” Kinematics Phys. Celestial Bodies 35, 174–188 (2019).
L. F. Chernogor, “The physical effects of Lipetsk meteoroid. 2,” Kinematics Phys. Celestial Bodies 35, 217–230 (2019).
L. F. Chernogor, “The physical effects of Lipetsk meteoroid. 3,” Kinematics Phys. Celestial Bodies 35, 271–285 (2019).
L. F. Chernogor and K. P. Garmash, “Disturbances in geospace associated with the Chelyabinsk meteorite passage,” Radiofiz. Radioastron. 18, 231–243 (2013).
L. F. Chernogor, K. P. Garmash, V. A. Podnos, and O. F. Tyrnov, “The V. N. Karazin Kharkiv National University Radio Physical Observatory — The tool for ionosphere monitoring in space experiments,” in Space Project“Ionosat-Micro”, Ed. by S. A. Zasukha and O. P. Fedorov (Akademperiodika, Kharkiv, 2013), pp. 160–182 [in Russian].
P. Brown, R. E. Spalding, D. O. Re Velle, and E. Tagliaferri, “The flux of small near-Earth objects colliding with the Earth,” Nature 420, 294–296 (2002).
Catastrophic Events Caused by Cosmic Objects, Ed. by V. Adushkin and I. Nemchinov (Akademkniga, Moscow, 2005; Springer-Verlag, Dordrecht, 2008). https://doi.org/10.1007/978-1-4020-6452-4
Center for Near Earth Object Studies. https://cneos.jpl.nasa.gov/fireballs/. Accessed March 12, 2019.
L. F. Chernogor and N. Blaunstein, Radiophysical and Geomagnetic Effects of Rocket Burn and Launch in the Near-the-Earth Environment (Taylor & Francis, Boca Raton, FL, 2017).
Infrasound Monitoring for Atmospheric Studies, Ed. by A. Le Pichon, A. Hauchecorne, and E. Blanc (Springer-Verlag, Dordrecht, 2010).
Space Weather Prediction Center National Oceanic and Atmospheric Administration. ftp://ftp.swpc.noaa.gov/ pub/lists/ace2/. Accessed February 18, 2019.