密歇根流星可以帮助了解近地天体威胁?

密歇根流星可以帮助了解近地天体威胁?

今年早些时候,在密歇根州底特律市附近的夜空中闪耀着明亮光芒,这并不是这颗于2018年1月17日在大气层中解体流星的唯一迹象。流星爆炸也被次声麦克风和地震仪捕捉到,这为将这些数据与卫星和地面摄像机图像进行比较提供了难得的机会。斯克里普斯海洋学研究所的Michael Hedlin带领的一个科学家小组在《地震研究快报》上发表了一篇报告,利用这些数据精确定位了火流星解体的时间、位置和高度,并计算出了爆炸的大致当量。

博科园-科学科普:火流星,有时被称为“火球”,是在大气层中爆炸非常明亮的流星。估计可能的当量在0.8到8.1吨TNT之间,可能相当于2.2吨TNT。每年大约有2000颗这样或更大的流星穿过地球大气层,这使得密歇根州玻利特火流星成为一个特别有趣的研究事件。科学家们想知道能多频繁地看到这种产量的近地天体,以评估它们对地面的潜在威胁。研究人员还使用来自火球爆炸的数据作为“测试用例”,以确定次声和地震仪器能够在多大程度上定位和描述秘密核试验爆炸。

密歇根流星可以帮助了解近地天体威胁?

图片:CC0 Public Domain

2013年2月的车里雅宾斯克(Chelyabinsk)、俄罗斯火球(Russian fireball)等其他火球也通过次声、地震和光学观测进行了深入研究,并通过俄罗斯司机拍摄的“dashcam”视频而出名。但是“如此巨大的事件发生在一个仪器高度发达的地区是非常不寻常的;它们可能每隔几十年就会发生一次。当密歇根玻利特号穿过地球大气层并爆炸时,它产生了巨大的冲击波和各种各样的声波,包括低于20赫兹的低频或次声范围的声波。这些声波是在美国中部和东部网络(CEUSN)的地震台用次声麦克风探测到。

研究人员还能够从密歇根、俄亥俄和安大略的7个监测站收集的地震波数据中探测到爆炸。Hedlin和他的同事利用这些数据进行了计算,以确定火流星解体的位置、高度、时间和产率。能够将这些值与“地面真实值”进行比较,因为这些特性是由地面上的许多照相机和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)卫星上的地球同步闪电制图仪的记录所获得的光学观测结果计算出来。研究人员得出的结论是,次声和地震的计算与光学观测结果是一致的,尽管一些计算(比如次声数据提供的位置和产量)包含了大量的统计不确定性。

然而,与光学数据一致的是,地震数据能够精确定位数公里内爆炸的位置和高度。Hedlin和他的同事们写道,如果密歇根玻利德是可以用CEUSN数据测量到的最小的可探测事件,那么在北美东部,研究人员每年应该能探测到大约15个这种规模或更大的事件。密歇根的分析还可以帮助研究秘密核试验的研究人员“对类似规模的人为事件的可探测性做出一些推论,例如,我们能在离爆炸源多远的地方探测到信号?

博科园-科学科普|参考期刊文献 :《 Seismological Research Letters》|研究/来自: 美国地震学会,DOI: 10.1785/0220180157

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