Одна из уникальных особенностей Челябинского события состоит в том, что впервые в истории имеется большое количество видео- и фотоматериалов, зафиксировавших вход и полет тела в атмосфере Земли. Помимо фото- и видеоматериала, имеется большой объем свидетельств и впечатлений очевидцев события и различных инструментальных данных (инфразвуковые, сейсмические регистрации итд).

Вскоре после события было организовано несколько экспедиций на место падения, в том числе поиск и сбор метеоритных фрагментов проводился экспедициями УрФУ, ГЕОХИ и ЧелГУ.

Разнообразные данные (показания очевидцев, фото- и видео- материалы, данные о разрушениях, в том числе официальные итд) были собраны в ходе экспедиции РАН на место события 9-26 марта 2013 г., организованной Институтом динамики геосфер и Институтом астрономии , поддержанной ЧелГУ и ЮУрГУ, к которой присоединился и Питер Дженнискенс. Показания очевидцев были дополнены данными, собранными путем интернет-анкетирования, проведенного фондом поддержки астрономии Ка-Дар (Станислав Короткий и др.).

Кроме сбора и проверки фактического материала экспедиция посетила целый ряд мест, с которых были сделаны наиболее информативные видеозаписи полета болида, и провела там астрономическую съемку, что дало возможность определить точную траекторию полета болида и скорость входа космического объекта в атмосферу, чуть более 19 км/c, немного быстрее, чем ранее сообщалось.

Одной из задач полевых исследований было выяснение всех обстоятельств, сопровождавших формирование и распространение ударной волны, которая привела к возникновению обширной области повреждений и вызвала более 1200 обращений за медицинской помощью. Предыдущие падения, такие как астероид TC₃2008 в Судане или метеорит Sutters Mill в Калифорнии в прошлом году, были гораздо меньше по энергии. Оценки энергии по инфразвуковым данным, по интенсивности излучения, по размерам области заметных разрушений позволили оценить энергию Челябинского события в примерно 500 кт ТНТ, в 100 раз больше, чем для Sutters Mill.

Моделирование наблюдательных данных позволило оценить начальный размер космического объекта в 18-20 м, свечение фрагментов на низких высотах (ниже 20 км) дало возможность предположить существование крупных фрагментов, вероятно достигших поверхности. Высота максимальной яркости оценена приблизительно в 30 км. Для наблюдателей вблизи траектории яркость вспышки превышала солнечную, доля ультрафиолетового излучения оказалась достаточно велика, чтобы в ряде случаев вызвать солнечные ожоги. Большинству удалось избежать заметного повреждения глаз, отведя взгляд в сторону. Максимум яркости соответствовал моменту катастрофического разрушения объекта, именно в это время образовались те множественные фрагменты, которые позже были найдены как метеориты в протяженной области к югу от Александровки до Депутатского и Тимирязевского. Полное количество метеоритного материала оценивается в 4000-6000 кг, что составляет только 0.03-0.05% начальной массы. Большая часть начальной массы (более 70%) испарилась, пыль, образовавшаяся при разрушении, также составила заметную долю. На высоте около 30 км в результате разрушения сформировалось тормозящееся облако мелких фрагментов и паров, фрагменты эффективно испарялись благодаря излучению. Облако затормозилось на высоте около 26 км, оно оставалось настолько горячим, что светилось оранжевым. Двойной след, наблюдавшийся за телом с самого начала, образуется при всплытии горячего газа и образовании двух цилиндрических вихрей. Такой же двойной след виден и за крупными фрагментами, которые уцелели после основного разрушения, один из фрагментов упал в озеро Чебаркуль.

Исследователи из УрФУ собрали мелкие фрагменты метеорита вблизи 7-ми метровой полыньи на льду озера вскоре после падения и установили тип вещества метеорита. Чуть позже, используя специализированный магнетометр, они определили возможное местоположение крупного фрагмента на дне озера. Через 8 месяцев после падения (16 октября) крупнейший фрагмент метеорита массой около 600 кг был поднят из ила на дне озера с глубины примерно 20 м.

Впервые падение метеорита зафиксировано видеокамерой. Частная камера наблюдения была направлена в сторону озера. На записи видно, как поднимается облако льда и пыли и затем относится ветром. Скорость падения составила чуть больше 200 м/c.

Экспедиция РАН посетила более 50 населенных пунктов, чтобы составить карту разрушений и опросить свидетелей. Область заметных повреждений имеет форму бабочки, и, в направлении, перпендикулярном траектории, простирается на 90 км в каждую сторону. Челябинск, с его более чем миллионным населением, оказался как раз в зоне разрушений. Форма поврежденной области согласуется с тем фактом, что энергия метеороида выделялась не в одной точке, а вдоль значительного участка траектории. Заметная доля энергии выделилась во время основного разрушения, но времена прихода ударной волны в различные населенные пункты позволяют заключить, что за формирование ударной волны отвечает выделение энергии на протяженном участке траектории (до высот около 23 км).

Образцы метеоритов, собранные вскоре после падения, были предоставлены целому ряду лабораторий для изучения профессором ЧелГУ Дудоровым. Большой интерес представлял вопрос, почему космический объект настолько разрушился на высотах около 30 км.

В веществе метеорита присутствуют ударные прожилки, и при нагружении, он разрушается вдоль этих прожилок. Прожилки стекловидного расплава сформировались при мощном ударе по родительскому телу метеороида, что привело к растрескиванию тела и проникновению металл-сульфидного расплава в эти трещины. В некоторых случаях это повышает механическую прочность метеорита, но Челябинский метеороид был ослаблен этим эффектом.

Этот удар, по-видимому, произошел много позже формирования Солнечной системы, примерно через 115 миллионов лет, много позже, чем у других известных хондритов того же LL типа.

Орбита Челябинского метеороида показывает, что он мог происходить из астероидов группы Флоры в поясе астероидов, из той же самой области, что и астероид Итокава, который относится к тому же типу метеоритов.

Исследователи предполагают, что Челябинский метеороид не образовался непосредственно в поясе астероидов. Время экспозиции космических лучей составило только 1.2 миллиона лет, что необычно мало для объектов из группы Флоры. Можно предположить, что Челябинский метеороид был частью более крупного астероида типа «кучи щебня» до того, как отделился 1.2 миллиона лет назад, например, при близком прохождении около Земли. Оставшаяся часть все еще может быть одним из околоземных объектов. Определенная в работе орбита не согласуется с предложенными ранее родительскими телами.

Статья содержит приложение на 132 страницах с детальным описанием исследований.

БЛАГОДАРНОСТИ

Полевые исследования, проведенные Российской Академией наук были поддержаны Институтом динамики геосфер РАН, грантами Программы 22 Президиума РАН “Фундаментальные процессы исследований и освоения Солнечной системы" и в Федеральной целевой программы “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России”на 2009–2013 годы".

Полевые отряды УрФУ также получили поддержку в рамках Федеральной целевой программы “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России”на 2009–2013 годы".

Питер Дженнискенс был поддержан грантом программы NASA Near Earth Object Observation, Кенжу Йен и Майкл Золенски были поддержаны в рамках программы NASA Cosmochemistry, Майкл Гравник - Академией Финляндии.

Участники полевых исследований и все авторы статьи благодарят:

- сенатора от Челябинской области Константина Цыбко за содействие;

- губернатора Челябинской области Михаила Юревича и сотрудников его администрации за помощь в получении информации и решении транспортных проблем;

- сотрудников Центра управления в кризисных ситуациях ГУ МЧС России по Челябинской области Александра Волобуева и Павла Екимова за информацию о разрушениях;

- сотрудников и руководителя Челябинского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, администрацию угольного разреза "Коркинский" и технического директора Владимира Петрова, сотрудника ОАО Челябинскгазком Сергея Малясова, администрацию г. Еманжелинск за предоставленную информацию;

- генерального директора компании Интерсвязь Эдуарда Калинина за предоставленные видеозаписи;

- директора городского рынка г.Коркино Дениса Колесника, сотрудников компании такси Класс г. Белорецк, сотрудников гостиницы пос. Первомайский за предоставленную возможность в ночное время провести съемку, необходимую для астрономической привязки видеозаписей полета болида;

- мэра г.Чебаркуль Андрея Орлова и администрацию города за помощь в работе в районе полыньи на озере Чебаркуль;

- Геннадия Ионова, за астрономическую привязку в г.Снежинск и предоставление видеозаписи с камеры Николая Мельникова;

- Николая Мельникова за разрешение использовать запись с его видеокамеры:

- Артема Бурданова за помощь в проведении астрономической съемки в Каменск-Уральском, Верхней Пышме и Екатеринбурге;

- Дениса Сивьюка за изображение траектории полета метеорита, зафиксированное аэродромным локатором ;

- Николая Иванова за видеозапись, сделанную в поселке Первомайский;

- авторов видеозаписей, использованных в работе: Александра Якушенкова, Павла Гридневского, Никиту Сонина, Александра Иванова, Александра Захарова, Максима Севьюкова, Екатерину Прокудину, пользователей с никами Юлия Рыжая и Nek Rosato;

- авторов фотографий, использованных в работе: Евгения Творогова, Марата Ахметвалеева, Евгения Андреева, Виктора Губаря, Вячеслава Кубрина, Андрея Яранцева, пилота рейса Aeroflot 1639 Сергея Валерьяновича;

- Сергея Петухова, Игоря Талюкина (Музей истории мироздания, г.Дедовск), Mark Boslough (Sandia National Laboratories) за предоставленные образцы метеоритов;

- Ulrich Johann (Astrium Satellites GmbH) за вычисление положения полыньи на озере Чебаркуль по данным спутника Pléiades 1A;

- David F. Blake за предоставление петрографического микроскопа;

- Ирину Трубецкую (ИДГ РАН), Михаила Шелякова (ИНАСАН) за сбор и географическую привязку фото и видеоматериалов;

- Анну Скрипник (ГЕОХИ РАН) за помощь в составлении интернет-анкеты;

- Михаила Назарова (ГЕОХИ РАН) за классификацию метеорита;

- Марину Иванову, Кирилла Лоренца, Светлану Демидову, Константина Рязанцева, Дмитрия Садиленко (ГЕОХИ РАН) за информацию о собранном метеоритном веществе и его классификацию;

- Сергея Замоздру (ЧелГУ) за предоставленные данные;

- Андрея Кочерова (ЧелГУ) за информацию о фрагментах, поднятых из озера;

- туристов турклуба "Романтик" УрФУ за сбор информации и фрагментов вдоль траектории болида от Еманжелинки до Травников;

- Валерия Богдановского, Евгения Творогова, Вячеслава Кубрина и других жителей Челябинской и Свердловской областей, предоставивших информацию о находках метеоритов и их координатах;

- жителей Челябинской области Казанцеву А.Г., Сухорукова Д.А., Пузина А.В., Закирова Р. за передачу ученым свежевыпавших фрагментов метеорита;

- Валерия Богдановского, Евгения Творогова, Вячеслава Кубрина, Тимофея и Леонида Ильиных и других жителей Челябинской и Свердловской областей, предоставивших информацию о находках метеоритов и их координатах;

- очевидцев события Евгению Светлову, Владимира Петрова, Александра Полонского, Владимира Бычкова, Завьялову Наталью, Пивоварову Галину, семью Бирюковых, Грудинина Станислава, сотрудников абонентской группы «Челябинск энергосбыт» и других жителей Челябинской, Свердловской областей и Республики Башкирия, описавших свои впечатления в личной беседе или принявших участие в интернет-анкетировании;

Институт астрономии РАН

Лаборатория метеоритики ГЕОХИ РАН

Челябинский государственный университет

Уральский федеральный университет

Южно-Уральский государственный университет

Фонд поддержки астрономии Ка-Дар

NASA

NASA feature story

SETI institute

UC Davis

University of New Mexico

KNMI