Bumi tidak asing dengan meteor. Sebenarnya, hujan meteor adalah kejadian biasa, di mana objek kecil (meteoroid) memasuki atmosfera Bumi dan memancar di langit malam. Oleh kerana sebahagian besar objek ini lebih kecil daripada sebutir pasir, objek tersebut tidak pernah sampai ke permukaan dan hanya terbakar di atmosfera. Tetapi sesekali, meteor dengan ukuran yang cukup akan membuatnya meletup dan meletup di atas permukaan, di mana ia boleh menyebabkan kerosakan yang besar.
Contoh yang baik dari ini adalah meteoroid Chelyabinsk, yang meletup di langit di Rusia pada bulan Februari 2013. Kejadian ini menunjukkan betapa banyak kerosakan yang dapat dilakukan oleh meteorit letupan udara dan menekankan perlunya kesiapsiagaan. Nasib baik, kajian baru dari Purdue University menunjukkan bahawa atmosfer bumi sebenarnya adalah perisai yang lebih baik daripada meteor daripada yang kita puji.
Kajian mereka, yang dilakukan dengan sokongan Pejabat Pertahanan Planet NASA, baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Meteoritik dan Sains Planet - bertajuk "Penetrasi Udara Meningkatkan Fragmentasi Memasuki Meteoroid". Pasukan kajian terdiri daripada Marshall Tabetah dan Jay Melosh, seorang rakan penyelidikan postdoc dan seorang profesor di jabatan Bumi, Sains Atmosfera dan Planetari (EAPS) di Purdue University.
Pada masa lalu, para penyelidik telah memahami bahawa meteoroid sering meletup sebelum sampai ke permukaan, tetapi mereka bingung ketika menjelaskan mengapa. Demi kajian mereka, Tabetah dan Melosh menggunakan meteoroid Chelyabinsk sebagai kajian kes untuk menentukan dengan tepat bagaimana meteoroid pecah ketika mereka melanda atmosfera kita. Pada masa itu, letupan itu sangat mengejutkan, yang menyebabkan kerosakan yang begitu besar.
Ketika memasuki atmosfera Bumi, meteoroid membuat bola api yang terang dan meletup beberapa minit kemudian, menghasilkan jumlah tenaga yang sama dengan senjata nuklear kecil. Gelombang kejut yang dihasilkan meletupkan tingkap, mencederakan hampir 1500 orang dan menyebabkan kerosakan berjuta-juta dolar. Itu juga mengirim serpihan-serpihan meluru ke permukaan yang dipulihkan, dan beberapa bahkan digunakan untuk membuat pingat fesyen untuk Sukan Musim Sejuk Sochi 2014.
Tetapi yang mengejutkan ialah berapa banyak puing-puing meteroid itu ditemui selepas letupan itu. Walaupun meteoroid itu sendiri mempunyai berat lebih dari 9000 metrik tan (10.000 tan metrik), hanya sekitar 1800 metrik tan (2.000 tan AS) yang pernah ditemui. Ini bermaksud bahawa sesuatu berlaku di atmosfer atas yang menyebabkannya kehilangan sebahagian besar jisimnya.
Untuk menyelesaikannya, Tabetah dan Melosh mula mempertimbangkan bagaimana tekanan udara tinggi di hadapan meteor akan meresap ke dalam liang dan retakannya, mendorong badan meteor itu terpisah dan menyebabkannya meletup. Seperti yang dijelaskan oleh Melosh dalam siaran akhbar Purdue University News:
"Terdapat kecerunan besar antara udara bertekanan tinggi di depan meteor dan vakum udara di belakangnya. Sekiranya udara dapat bergerak melalui lorong-lorong di meteorit, udara dapat masuk ke dalam dan meledak dengan mudah. "
Untuk menyelesaikan misteri ke mana jisim meteoroid pergi, Tabetah dan Melosh membina model yang mencirikan proses masuk meteoroid Chelyabinsk yang juga mengambil kira jisim asalnya dan bagaimana ia pecah semasa masuk. Mereka kemudian mengembangkan kod komputer unik yang membolehkan kedua-dua bahan pepejal dari badan meteoroid dan udara ada di mana-mana bahagian pengiraan. Seperti yang ditunjukkan oleh Melosh:
"Saya telah lama mencari sesuatu seperti ini. Sebilangan besar kod komputer yang kami gunakan untuk mensimulasikan impak dapat bertoleransi dengan banyak bahan dalam sel, tetapi semuanya rata-rata. Bahan yang berbeza dalam sel menggunakan identiti masing-masing, yang tidak sesuai untuk pengiraan seperti ini. "
Kod baru ini membolehkan mereka mensimulasikan pertukaran tenaga dan momentum sepenuhnya antara meteoroid masuk dan udara atmosfera yang berinteraksi. Semasa simulasi, udara yang didorong ke meteoroid dibiarkan meresap ke dalam, yang menurunkan kekuatan meteoroid dengan ketara. Pada dasarnya, udara dapat mencapai bahagian dalam meteoroid dan menyebabkannya meletup dari dalam ke luar.
Ini bukan sahaja dapat menyelesaikan misteri ke mana jisim meteoroid Chelyabinsk hilang, ia juga selaras dengan kesan pecah udara yang diperhatikan pada tahun 2013. Kajian ini juga menunjukkan bahawa mengenai meteroid yang lebih kecil, pertahanan terbaik Bumi adalah atmosferanya. Dikombinasikan dengan prosedur amaran awal, yang kurang semasa peristiwa meteroid Chelyabinsk, kecederaan dapat dielakkan di masa depan.
Ini tentunya merupakan berita baik bagi orang-orang yang prihatin tentang perlindungan planet, sekurang-kurangnya untuk meteroid kecil. Walau bagaimanapun, yang lebih besar tidak mungkin dipengaruhi oleh atmosfera Bumi. Nasib baik, NASA dan agensi angkasa lain menjadikannya untuk memantau perkara ini secara berkala agar orang ramai dapat dimaklumkan lebih awal jika ada yang terlalu dekat dengan Bumi. Mereka juga sibuk membuat tindakan balas sekiranya berlaku kemungkinan perlanggaran.
