Meteoriter från baksidan av asteroiden 2008 TC3 när Jenniskens hittade dem på marken i den nubiska öknen i Sudan. Kredit:P. Jenniskens/SETI Institute/NASA Ames Research Center
När en liten asteroid kommer in i jordens atmosfär från rymden, värms dess yta brutalt upp, vilket orsakar smältning och fragmentering. Därför har det varit något av ett mysterium varför stenarna nära ytan överlever till marken som meteoriter. Det mysteriet är löst i en ny studie av det brinnande inträdet av asteroiden 2008 TC3 , publicerad online idag i Meteoritics and Planetary Science .
"De flesta av våra meteoriter faller från stenar som är stora som grapefrukter till små bilar", säger huvudförfattaren och meteorastronomen Peter Jenniskens från SETI Institute och NASA Ames Research Center. "Så stora stenar snurrar inte tillräckligt snabbt för att sprida värmen under den korta meteorfasen, och vi har nu bevis på att baksidan överlever till marken."
2008 kallades en 6 meter stor asteroid 2008 TC3 upptäcktes i rymden och spårades i över 20 timmar innan den träffade jordens atmosfär och skapade en ljus meteor som sönderföll över den nubiska öknen i Sudan. Uppbrottet spred en skur av meteoriter över ett område på 7 x 30 km. Jenniskens samarbetade med University of Khartoum professor Muawia Shaddad och hans studenter för att återvinna dessa meteoriter.
"I en serie dedikerade sökkampanjer återfann våra elever över 600 meteoriter, några stora som en knytnäve, men de flesta inte större än en miniatyrbild", säger Shaddad. "För varje meteorit registrerade vi fyndplatsen."
Medan de genomförde rutnätssökningar vinkelrätt mot asteroidbanan, blev forskarna förvånade över att finna att de större meteoriterna var utspridda mer än de mindre meteoriterna. Tillsammans med NASA:s Asteroid Threat Assessment Project (ATAP) vid NASA Ames Research Center bestämde de sig för att undersöka.
"Medan asteroiden närmade sig jorden flimrade dess ljusstyrka av att snurra och tumla", säger den teoretiske astronomen Darrel Robertson från ATAP. "På grund av det, asteroid 2008 TC3 är unik genom att vi känner till formen och orienteringen av asteroiden när den kom in i jordens atmosfär."
Robertson skapade en hydrodynamisk modell av inträdet av 2008 TC3 in i jordens atmosfär som visade hur asteroiden smälter och går sönder. De observerade höjderna av meteorljusstyrka och dammmoln användes för att kalibrera höjden för fenomen som identifieras i modellen.
"På grund av den höga hastigheten som kom in fann vi att asteroiden slog ett nästan vakuumvak i atmosfären", säger Robertson. "De första fragmenten kom från sidorna av asteroiden och tenderade att flytta in i det spåret, där de blandades och föll till marken med låga relativa hastigheter."
Medan de föll till marken stoppades de minsta meteoriterna snart av friktion med atmosfären, och föll nära brytpunkten, medan större meteoriter var svårare att stoppa och föll längre ner. Som ett resultat hittades de flesta återvunna meteoriterna längs en smal 1 km bred remsa i asteroidens väg.
"Asteroiden smälte mer och mer på framsidan tills den överlevande delen på baksidan och botten-baksidan av asteroiden nådde en punkt där den plötsligt kollapsade och gick sönder i många bitar," sa Robertson. "Den nedre delen av ryggen överlevde så länge som den gjorde var på grund av asteroidens form."
En datorsimulering av smältningen och den slutliga uppdelningen av asteroiden 2008 TC3 när den kom in i jordens atmosfär. Kredit:D. Robertson, NASA Ames Research Center
Inte längre fångade av chocken från själva asteroiden, stötarna från de individuella delarna slog nu tillbaka dem, vilket skickade dessa sista fragment som flög utåt med mycket högre relativ hastighet.
"De största meteoriterna från 2008 TC3 var utspridda bredare än de små, vilket betyder att de härstammar från den här slutliga kollapsen, säger Jenniskens. "Baserat på var de hittades drog vi slutsatsen att dessa bitar höll sig relativt stora hela vägen till marken."
Placeringen av de stora meteoriterna på marken återspeglar fortfarande deras placering i den bakre och nedre delen av den ursprungliga asteroiden.
"Denna asteroid var en blandad påse av stenar", sa medförfattaren Cyrena Goodrich från Lunar and Planetary Institute (USRA). Goodrich ledde ett team av meteoritiker som bestämde meteorittypen för varje återvunnet fragment i det stora massområdet.
Forskarna fann att de olika meteorittyperna spreds slumpmässigt på marken och därför spreds även slumpmässigt i den ursprungliga asteroiden.
"Det stämmer överens med det faktum att andra meteoriter av detta slag, om än i mycket mindre skala, också innehåller slumpmässiga blandningar", sa Goodrich.
Dessa resultat kan också hjälpa till att förstå andra meteoritfall. Asteroider utsätts för kosmisk strålning i rymden, vilket skapar en låg nivå av radioaktivitet och mer nära ytan.
"Från den radioaktiviteten finner vi ofta att meteoriterna inte kom från det bättre skyddade inlandet", sa Jenniskens. "Vi vet nu att de kom från ytan på baksidan av asteroiden." + Utforska vidare
