С точки зрения кометной гипотезы масса Тунгусского метеорита оценивается по величине энергии, выделившейся на конечном участке траектории и по величине его скорости в момент разрушения. Последняя точно не известна и, по существу, обычно постулируется большинством авторов как величина порядка 20 - 40 км/с. Поскольку при оценке массы используется формула, в которую скорость входит в квадрате, то можно считать, что достоверная величина массы Тунгусского тела до сих пор неизвестна. Так, Коробейников с соавторами оценивает скорость Тунгусского метеорита как величину, равную 44 км/с, а массу - как 5*107 кг, Бронштэн дает для этих параметров значения 26 км/с и 1,5 * 108 кг. Общая энергия Тунгусского взрыва, по Бронштену, заключена в пределах (1,7 - 0,6) • 1017 Дж, по Иванову, ( 3 - 5 )*1016 Дж. [ 1, 3, 4 ].
Недавнее сообщение о регистрации взрыва кометы в атмосфере Солнца позволяет использовать для оценок массы и энергетики взрыва предполагаемой Тунгусской кометы экспериментальный материал, относящийся непосредственно к реальной комете. Опубликованы следующие данные по столкновении кометы с Солнцем [5]. 30 августа 1979 года коронограф "Солвинд", установленный на борту американского спутника Р-78-1, зарегистрировал изображение кометы с хвостом длиной 5*106 км. Комета сближалась с Солнцем со скоростью Vo = 2,8*105 м/с. Зафиксирован взрыв кометы, энергия которого оценивается в 1023 Дж ( 1030 эрг - миллион тунгусских метеоритов ). Осколки кометы разлетались в космос на миллионы километров. Последнее обстоятельство указывает, по-видимому, на то. что имел место не простой распад кометного ядра под действием неравномерного нагрева, а выделение внутренней энергии кометного ядра.
Скорость разлета осколков существенно превышала скорость кометного ядра относительно Солнца. Ускорение силы тяжести на поверхности Солнца g=2,7*102 м/с2. При скорости кометы 280 км/с ее движение можно рассматривать как падение на Солнце. При слабом взрыве (начальная скорость осколков - порядка скорости кометы относительно Солнца) радиус разлета осколков не превышал бы
S0 =
Приняв, согласно сообщению, радиус разлета осколков как величину, составляющую по крайней мере, 2*106 км, найдем, что
Приняв, согласно сообщению, радиус разлета осколков как величину, составляющую по крайней мере, 2*106 км, найдем, что где Si - радиус разлета осколков вследствие выделения из ядра кометы внутренней энергии Ев, Ui - скорость разлета осколков. Известно [2], что начальная скорость разлета продуктов взрыва может быть оценена как . Кинетическая энергия кометы Ек оказывается равной а масса кометного ядра
Таким образом, масса кометы, столкнувшейся с Солнцем 30 августа 1979 года, всего лишь в 10 - 100 раз превышает общепринятые оценки массы Тунгусского метеорита.
Концентрация энергии взрыва кометного ядра в атмосфере Солнца оказывается величиной порядка Такую концентрацию энергии на единицу массы обеспечивают лишь ядерные реакции деления или синтеза, если принять, что механизм разрушения Тунгусского метеорита в атмосфере Земли имел ту же природу, что и взрыв кометы в атмосфере Солнца, то для нижнего предела энергии Тунгусского взрыва 3*1016 Дж имеем массу взорвавшегося космического тела
Такую концентрацию энергии на единицу массы обеспечивают лишь ядерные реакции деления или синтеза, если принять, что механизм разрушения Тунгусского метеорита в атмосфере Земли имел ту же природу, что и взрыв кометы в атмосфере Солнца, то для нижнего предела энергии Тунгусского взрыва 3-1016 Дж имеем массу взорвавшегося космического тела
для верхнего предела энергии - 40 Мт или 1,7*1017 Дж - массу порядка 10 т. Полученный результат является неожиданным. Он может означать:
а) некорректность исходных оценок,
б) некорректность модели разрушения кометы в атмосфере Солнца,
в) нетождественность космических объектов 30 июня 1908 года и 30 августа 1979 года
Рассмотрим другую модель взрыва кометы в солнечной атмосфере. Будем считать, что энергия, выделившаяся при взрыве кометы, целиком обусловлена кинетической энергией ядра, инвертированной на 100 % в энергию продуктов взрыва ( осколков ). Такое допущение предполагает, что на комету, кроме сил тяготения, действуют тормозящие силы, например, электромагнитной природы. В этом случае масса кометы может быть определена из соотношения:
m = 2E/V02 = 2*1023/(2.8*105)2
Концентрация энергии
Q = E/m = 1023/(2.6*1012) = 4 1010 Дж/кг.
Взяв это значение Q как верхний предел концентрации энергии, возможный для ядра кометы, получаем минимальную массу Тунгусского тела
mmin = 3 1016/(3 1010) = 7 105 кг.
Приведенные примеры являются иллюстрацией принципиальной возможности точного определения массы Тунгусского метеорита при наличии данных о массовой или объемной концентрации энергии у объектов той же природы. Информацию о концентрации энергии источника сохраняет ударная волна, распространяющаяся в среде с увеличивающейся или уменьшающейся плотностью. "Память" об интенсивности начального толчка зафиксирована в структуре изоди-нам, которые выравниваются на тем больших расстояниях, чем большей была концентрация энергии источника ударной волны [2]. Следовательно, информация о массе Тунгусского метеорита "записана" на картах вывала, которые пока не анализировались с точки зрения решения этой задачи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бронштэн В.А. О методах расчета взрывной и баллистической волн Тунгусского метеорита. В кн.: Взаимодействие метеоритного вещества с Землей. Новосибирск, "Наука", 1980, 156-163.
2. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамиче ских явлений. М., "Наука", 1966, с. 619, 643.
3. Иванов К.Г. Об энергии Тунгусского метеорита. В кн. :"Метеоритика", вып. 21, М., "Наука", 1961,с. 44-45.
4. Коробейников В.П., Чушкин П.И., Шуршалов Л.В. О расчете наземных разрушений при воз душном взрыве метеорита. В кн. : "Космическое вещество на Земле". Новосибирск, "Наука", 1976,с. 54-65.
5. Aviation Week and Space Technology ( USA ), vol. 115, № 16, 19 October, 1981, p. 18. (Перевод; БИНТИ ТАСС, 1981, № 46, с. 42 ). 15 января 1982 г
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Несмотря на большое различие атмосфер Земли и Солнца, с точки зрения обычных представлений о строении комет трудно ожидать большого различия механизма разрушения кометы при падении на Землю и на Солнце. В том и в другом случае будет происходить интенсивный прогрев ледяной глыбы инфракрасным, световым и ультрафиолетовым излучением. В атмосфере Земли источником этого излучения будет ударная волна, в атмосфере Солнца - поверхность светила. Быстрое испарение внутренних областей кометного ядра приведет к тепловому взрыву, к которому могут добавиться химические реакции, рекомбинация свободных радикалов и т.д. Однако, не видно, за счет каких процессов плотность энерговыделения может оказаться выше 108 Дж/кг, и даже эта цифра - ненормально велика. Следует иметь в виду, что 100%-е преобразование кинетической энергии метеорита в энергию ударной волны невозможно в силу второго закона термодинамики.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Массовая концентрация энергии для различных процессов:
| Плотность энергии (Дж/кг) | |
| Ядерная энергия: | |
| аннигиляция |
1015 |
| деление и синтез ядер |
1013 |
| радиоизотопы |
1011 |
| Химическая энергия | |
| Теплота сгорания | |
| парафина |
4,6*107 |
| тротила |
1,5*107 |
| пороха |
4,1*10б |
| Электрическая энергия | |
| запасенная в конденсаторе |
до 107 |
| батареи аккумуляторов |
106 |
| Молекулярная энергия | |
| Фазовые превращения | |
| железа |
3*106 |
| окислов кремния |
6*106 |
| воды |
4*105 |
| Механическая энергия | |
| Сжатые газы |
4*104 |
| Металлическая пружина |
4*104 |
| Резиновая пружина |
103 |
| Гидроэлектрическая энергия (перепад уровней в гравитационном поле Земли) |
102 |
Примечание.
При оценке концентрации энергии по моделям Петрова, Коробейникова и Бронштэна получается Q=108 - 109 Дж/кг, Мартынюк, учитывая фазовый взрыв, получает 106 Дж/кг.