Od svého prvního vzniku zhruba před 4,5 miliardami let byla planeta Země vystavena dopadům asteroidů a mnoha meteorů. Tyto dopady sehrály významnou roli v geologické historii naší planety a dokonce sehrály roli v evoluci druhů. A zatímco meteory mají mnoho tvarů a velikostí, vědci zjistili, že mnohé z nich mají tvar kužele, jakmile vstoupí do naší atmosféry.
Důvod toho zůstal nějakou dobu záhadou. Ale díky a nedávná studie provedl tým výzkumníků z Laboratoř aplikované matematiky na New York University přišli na fyziku, která vede k této transformaci. Tento proces v podstatě zahrnuje tání a erozi, která nakonec mění meteority do ideálního tvaru, když vrhají atmosférou.
Zjištění byla uvedena v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Studii vedl Leif Ristroph, odborný asistent na NYU Courantův ústav matematických věd (CIMS) a pomáhali mu Khunsa Amin a Kevin Hu (oba jsou vysokoškoláci NYU) a Jinzi Huang – v době práce doktorand NYU.
Jasný meteor Perseid nad Spojeným královstvím 13. srpna 2014. Poděkování a autorská práva: Richard Fleet.
V podstatě se tvary meteoritů drasticky mění v důsledku atmosférického letu. Tento proces vytváří tuny vzdušného tření, které zase způsobuje, že povrch meteoru taje, eroduje a přetváří se. Zatímco většina získá náhodný tvar, překvapivých 25 procent se stane „orientovanými meteority“, které vypadají jako dokonalé kužely.
Jistě, existuje mnoho typů kanonických meteorů. Zatímco někteří se převracejí a koulí atmosférou a vytvářejí štíhlé nebo úzké kužely, jiní, zatímco ostatní se kývají tam a zpět do širokých kuželů. Mezi nimi máte kužely, které létají dokonale rovně atmosférou a jejich vrchol vede. Jak Ristroph vysvětlil v nedávné NYU tisková zpráva :
„Je úžasné, že tyto kužely „zlatohlávky“ s „pravými“ úhly přesně odpovídají tvarům erodované hlíny, která je výsledkem našich experimentů, a skutečných kuželovitých meteoritů... Tím, že naše studie ukazuje, jak tvar objektu ovlivňuje jeho schopnost letět přímo, trochu světla o této dlouhotrvající záhadě, proč je tolik meteoritů, které dorazí na Zemive tvaru kužele.'
V zájmu své studie tým provedl několik experimentů s replikátorem pomocí hliněných předmětů připojených k tyči. Ty sloužily jako jejich „falešné meteority“, jejichž erozní vzory byly zkoumány, když byly tvarovány vodními proudy. Nakonec byly vytesány do kuželů, které měly stejný tvar jako kuželovité meteority.
WT1190F zasáhl atmosféru nad Indickým oceánem, kde se rozpadl na několik ohnivých koulí proti modré obloze. Kredit: IAC/SAE Space Agency/NASA/ESA
Hliněné objekty byly nakonec vytesány do kuželů, které měly stejnou hranatost jako kuželovité meteority. Vědci však věděli, že skutečně simulují správné podmínky, potřebovali více než jen objekty, které byly upevněny na místě. Když prolétají naší atmosférou, mohou se meteority volně otáčet, klopit a otáčet, což vyvolává otázku – co jim umožňuje udržet si stálou orientaci?
Aby na to odpověděli, tým provedl další experimenty, ve kterých zkoumal, jak si kužely různých tvarů vedly v tekoucí vodě. Zjistilo se, že úzké kužely se převracejí, zatímco ty širší se třepotají, ale kužely „zlatovky“ dokázaly zůstat letící rovně a pravdivě.
Tak jako vysvětlil Ristroph Tyto nálezy nejen vysvětlují probíhající záhadu kolem meteoritů, ale mohou také pomoci při studiu mimozemských těl:
„Tyto experimenty vyprávějí příběh o původu orientovaných meteoritů: samotné aerodynamické síly, které tání a přetvářejí meteoroidy za letu, také stabilizují jejich polohu, takže lze vyřezat tvar kužele a nakonec dorazit na Zemi. Toto je další zajímavá zpráva, kterou se učíme od meteoritů, které jsou vědecky důležité jako ‚mimozemští návštěvníci‘ na Zemi, jejichž složení a struktura nám vypovídají o vesmíru.“