На Землю постоянно падают небесные тела: каждый год планета собирает несколько тонн метеороидов (так астрономы называют объекты, находящиеся по размеру между космической пылью и астероидами) массой от 10 грамм до килограмма. До поверхности Земли долетают далеко не все из них, а те, которым это удается (их называют уже метеоритами), зачастую сильно обгорают. Это неудивительно, ведь все эти тела входят в атмосферу со скоростью, которая варьируется от 11 до 70 км/с. Столкновение даже с разреженным газом на такой скорости интенсивно разогревает метеороид. Многие небольшие тела в результате сгорают, прорваться сквозь атмосферу удается тем, что покрупнее. Примерно в четверти всех подобных случаев метеориты обретают практически правильную коническую форму.
Группа исследователей из США решила выяснить в деталях, почему это происходит. Общую картину они уже знали: метеориты становятся конусообразными в результате совместного действия нагрева и встречного потока раскаленного газа. Однако несколько частных вопросов оставалось без ответа. Было неясно, например, почему метеоритные конусы образуются именно с такими углами раствора и почему летящий объект не кувыркается в атмосфере, а летит прямо и обтачивается до правильной формы.
Для ответа на эти вопросы ученые провели несколько экспериментов, описанных на страницах Proceeding of the National Academy of Sciences. Они слепили глиняные модели метеоритов, насадили их на тонкие стержни и засунули в струю воды. Набегающая жидкость имитировала встречный поток раскаленных газов, размывая материал. Когда модели вынули из воды, их форма оказалась близка к той, которая свойственна "коническим" метеоритам.
Далее авторы исследования взяли глиняные конусы с разной степенью заостренности и бросили их в бассейн с водой уже без специальной подставки. Этот опыт позволил выяснить, как заостренность конуса влияет на характер его свободного падения. Наблюдения показали, что слишком острые конусы переворачиваются при движении ко дну, а слишком тупые — раскачиваются в процессе. Действующие при этом на них силы размывали глину и в результате тупой конус становится более острым.
"Эти опыты позволили нам выяснить историю метеоритов правильной формы, — прокомментировал ведущий автор исследования, специалист по гидродинамике Лейф Райстроф (Leif Ristroph). — Те самые аэродинамические силы, которые плавят и обтачивают метеороиды, также стабилизируют их полет и направляют их движение так, что в процессе формируется коническая форма и метеороид достигает поверхности Земли".
Метеориты — это важный источник информации для астрономов. Они представляют собой образцы вещества, оставшегося после формирования больших планет и астероидов Солнечной системы, и очень удобны тем, что для их изучения не надо отправляться в космос. Сегодня у ученых есть фотоснимки астероидов пояса Койпера и ядра кометы, однако только метеориты позволяют работать с осязаемыми образцами в количествах, многократно превосходящими объем доставленных космическими аппаратами на Землю образцов межпланетной материи.