физическая задача Челябинский метеор

[v_phi]

Как прекрасно видно на клипе с видеорегистратора под Костанаем (Казахстан) и вот на этих фрагментах кадров, выбранных с интервалом 1 секунда и совмещенных по горизонтали для компенсации поворота автомобиля, несшего видеорегистратор:

– ярко светящаяся сфера вокруг метеора:
1) имела центр, движущийся по треку метеора с космической скоростью (как пишут, сначала 17,5 км/с)
2) имела переменный радиус, увеличивающийся временами также с космической скоростью (иногда до половины скорости метеора)
3) оставалась именно сферой, даже при максимальном радиусе (около 13 км)
Легко объяснить огромный и мгновенный плазменный шар при ядерном / термоядерном взрыве: он создается вспышкой ионизирующего излучения при распаде тяжелых атомных ядер или слиянии легких.
А как создает себе плазменный шар метеор?

апдейт
апдейт-2 с сайта neo.jpl.nasa.gov
Момент вспышки максимальной яркости 15 Feb. 2013/03:20:33 GMT
в этот момент координаты 54.8 deg. N 61.1 deg. E высота 23.3 km скорость 18.6 km/s
Полная энергия метеора 440 ктонн тротила, из них излучено ~90 ктонн тротила = 3.75 x 10^14 джоулей

Comments

[v-phi.livejournal.com]

Ладно, пусть фотоны, переизлучаясь, растеклись до той плотности потока энергии, при которой этот поток оставляет среду прозрачной для фотонов видимого диапазона, и дальше энергия свободно улетает в дальние дали.
Но разве эта критическая плотность потока энергии не зависит от плотности воздуха?

[http://users.livejournal.com/_shadow__/]

главное, что может влиять-деформировать - это пожалуй теплоемкость; пока мы ей пренебрегаем - т.е. пока болид летит "медленнее", чем прогревается воздух, - вроде бы да, особо зависеть не должно; хотя бы потому что плотность потока излучения в такой модели в любой точке пространства зависит только от (обратного квадрата) расстояния ее от центра; излученной в центре энергии просто больше некуда деваться. Соответственно каждой точке мы можем - через ур-ние светимости Стефана-Больцмана - приписать температуру, соответствующую этой плотности излучения; температура же - функция исключительно от кинетической энергии молекул, а не от их плотности. Равно как и энергия ионизации - т.е. граница температур, при которых газ еще можно полагать плазмой - определяется только энергетическими уровнями молекул, а не (макро)плотностью. Можно на это и так посмотреть: если в каком-то направлении плотность среды меньше -туда будет прорываться больше "первичного" высокоионизирующего излучения, что приведет к компенсирующему росту концентрации свободных зарядов - т.е. собственно плазмы.

т.е. я не нахожу ничего странного в том, что видимая граница светящегося шара проходит, допустим условно, по сфере с плотностью потока энергии 1 киловатт на квадратный дециметр.

[v-phi.livejournal.com]

подумав, соглашаюсь.
В самом деле, различие в плотности воздуха сказывается всего лишь на толщине полупрозрачного слоя на поверхности, свечение которого все равно для внешенго мира неотличимо от свечения поверхности плотного твердого (или жидкого) тела.
Итак, представим себе бассейн с расплавленным металлом

яркость при 6000 кельвинах будет 5,67*10^(-8)*6000^4) = 73,48 мегаватт/кв.м

с площадью поверхности как у сферы радиуса 13000 метров, 4*3,14*13000^2 = 2122 кв.км

получаем излучение с поверхности 1,56*10^17 ватт, за 2 секунды это 7.4559455e+13 грамм тротила, или 75 мегатонн тротила. Многовато вроде?
Если весь метеор выдал 0,5 мегатонны тротила, из которых светом едва ли треть, из которой главная вспышка едва ли половина.

[http://users.livejournal.com/_shadow__/]

да, там или не 13 км, или не 6000 К, или не две секунды .. или не сфера (впрочем, последнее особо не спасет). Иначе никак не сойдется, термодинамика - барышня бескомпромиссная ; ) (вот за что люблю излучение - хорошо оценивается-считается из общих принципов)

как вариант - зрительное увеличение светящейся области за счет рассеивания светового потока на загрязнениях и флукуациях атмосферы, "пылинки в луче пржектора"

[v-phi.livejournal.com]

не 13 км
не спасет, масштаб времени довольно точно показывает видеорегистратор, скорость 18 км/с опубликована на основе видео метеоспутника. В результате масштаб, в общем, известен.

не 6000 К
да, если это было 3000 K, как лампа накаливания, мощность снижается в 16 раз. Но этого мало.

не две секунды
Да, возможно имела место серия взрывов, которые создавали мгновенные плазменные шары со все новыми центрами, и на каждом кадре видео видно бледное, растянутое до 1/24 секунды подобие весьма короткой вспышки или нескольких.

зрительное увеличение светящейся области
Не думаю, что психологическая иллюзия случится при ползании по кадру с линейкой.
А атмосфера - ведь мы претерпелись к ее капризам.