2013. gadā debesīs virs Čeļabinskas nogranda spēcīgākais asteroīda izraisītais sprādziens kopš 1908. gada Tunguskas notikuma. Apstākļi toreiz sakrita tā, ka bija iespējams iegūt tīrus putekļu paraugus – asteroīds gaisā sadalījās virs apdzīvotas vietas, putekļi gaisā bija vēl vairākas dienas, bet pirms nosēšanās uz zemes bija uzsnigusi svaiga sniega kārta. Nu starptautiska zinātnieku komanda, izpētot šos paraugus, tajos atradusi iepriekš neredzētas kristāliskas struktūras, vēsta "Live Science".
Īsi par definīcijām
Kāpēc vienā vietā asteroīds, bet virsrakstā – meteorīts? Lai nejuktu termini, neliela atgādne nekaitēs.
Asteroīdus mēdz dēvēt arī par mazajām planētām – tie orbītā ap Sauli riņķojoši objekti bez savas atmosfēras. Izmērā lielāki par meteoroīdiem, bet mazāki par pundurplanētām. Atšķirībā no pundurplanētām, kuras ir gana lielas, lai tām sava gravitācijas spēka ietekmē būtu izveidojusies lodveida forma, asteroīdi mēdz būt neregulāras formas. Lielākā daļa mums zināmo asteroīdu Saules sistēmā atrodas galvenajā asteroīdu joslā starp Marsa un Jupitera orbītām.
Savukārt par meteoroīdiem dēvē daudz mazākus ķermeņus, kas pārvietojas starpplanētu telpā. Tie var rasties arī, piemēram, asteroīdu sadursmju rezultātā kā nelieli, atšķēlušies fragmenti. Saskaņā ar 2010. gadā zinātniskajā izdevumā "Meteoritics & Planetary Science" publicētu definīciju meteoroīds ir ķermenis izmērā no apmēram smilšu graudiņa līdz pat vienu metru lielam objektam. Mazākos meteoroīdus – izmērā no 10 mikrometriem līdz diviem milimetriem – dēvē par mikrometeoroīdiem. Šāds smilšu graudiņa izmēra objekts nesen ietriecās Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa galvenajā spogulī.
Savukārt meteors ir gaismas parādība, ko varam novērot, debess ķermeņiem ievirzoties Zemes atmosfērā – tā saucamās "krītošās zvaigznes".
Tos meteoroīdu vai asteroīdu fragmentus, kas, milzu ātrumā traucoties cauri atmosfērai, tomēr pilnībā nesadeg un neiztvaiko, un nokrīt uz zemes, dēvē par meteorītiem. Tātad kosmosā asteroīds, tā izraisītā gaismas parādība Zemes atmosfērā – Čeļabinskas meteors, bet līdz zemei nonākušie fragmenti jau meteorīti.
Bija iespēja iegūt tīrus paraugus
NASA jau drīz pēc notikuma 2013. gad 15. februārī lēsa, ka šis ķermenis bija ap 18 metru liels un pirms sadalīšanās svēra savus 12 vai 13 tūkstošus tonnu. Objekts eksplodēja apmēram 30 kilometru augstumā, un sprādziena jauda tika lēsta ap 400 līdz 500 kilotonnām TNT. Proti, apmēram 25 līdz 33 reižu jaudīgāka par atombumbu, ko ASV Otrajā pasaules karā detonēja virs Hirosimas Japānā.
Parasti kosmisko ķermeņu putekļi un fragmenti Zemes atmosfērā sadeg, atlikušos izkaisa vējš, tie iekrīt ūdenstilpēs vai sajaucas ar apkārtējās vides putekļiem un nav izdalāmi kā meteorītu putekļi. Taču šajā gadījumā liels daudzums putekļu palika gaisā vēl četras dienas. Šajā laikā uzsniga svaiga sniega kārta, un tādējādi, kad putekļi nosēdās, zinātniekiem bija iespēja iegūt ar apkārtējo vidi nepiesārņotus meteorītu putekļu paraugus.
Atrod jauna tipa kristālus
Darbā, kurš publicēts žurnālā "The European Physical Journal Plus", zinātnieki raksturo atklāto, ar mikroskopiem pētot sīksīkos meteorīta fragmentus. Interesantie veidojumi tika pamanīti nejauši. Laimīgā kārtā viena no šīm kristāliskajām struktūrām bija gana liela, lai to varētu saskatīt ar optisko mikroskopu. Citu pēc cita zem mikroskopa "acs" novietojot stikliņus ar paraugiem, vienā no tiem tieši centrā un perfektā fokusā bija redzama neparastā struktūra. Ja sīkais graudiņš atrastos nedaudz vairāk nost no centra, iespējams, šis atklājums nebūtu noticis.
Pēc tam pētnieki meteorīta putekļus jau analizēja ar daudz jaudīgākiem elektronu mikroskopiem, un izdevās pamanīt ne vienu vien šādu kristālu, turklāt saskatīt daudz smalkākas detaļas.
Foto: Taskaev et al.
Jaunatklātajiem kristāliem bija divas galvenās ģeometriskās formas – gandrīz lodveida forma un arī garenāka sešstūraina forma. Veicot rentgenstaru spektroskopijas analīzi, secināts, ka kristālos ap centrālo struktūru apkārt ir vairāki grafīta slāņi. Taču savienojums, kas veido centrālo struktūru, vēl droši nav noskaidrots. Ir vairāki kandidāti – tas varētu būt fullerēns jeb bakminsterfullerēns, kas ir viens no oglekļa alotropiskajiem veidiem. Ir zināmi vairāki šādi fullerēni, un viens no vispazīstamākajiem ir C60, kur 60 oglekļa atomi izvietoti simetriskā, slēgtā struktūrā, kas atgādina futbola bumbu. Otrs variants ir C18H12 jeb molekula ar 18 oglekļa un 12 ūdeņraža atomiem.
Pētnieku komanda pieļauj, ka šie kristāli veidojušies tieši eksplozijas brīdī augsta spiediena un temperatūras apstākļos. Turpmākajos plānos ir uziet un analizēt paraugus no citiem meteorītiem, lai noteiktu, vai šāda tipa kristāli ir biežs blakusprodukts gaisā eksplodējušiem bolīdiem, vai tas ir unikāls tikai virs Čeļabinskas eksplodējušajam objektam.
