17. Развитие взрыва в плазмоиде и "болиде"
Физика взрыва крупных метеоритных тел (суперболидов) в атмосфере Земли вызывает повышенный интерес у теоретиков. При взрыве Челябинского "болида" оптическое излучение было ярче –17 звездной величины. Согласно данным спутниковой системы наблюдения НАСА (опубликовали 1.03.2013 г.), энергия излучения составила E>0 = 3,75⋅10>14 Дж. При этом высвобожденная энергия предположительно составила 100–500 кт в тротиловом эквиваленте [26, 28, 33]. Плотность потока излучения вблизи эпицентра взрыва близка к 9000 Вт/м>2. Она более чем на порядок превышала плотность потока света от Солнца (~ 500 Вт/м>2). Господствующая гипотеза о разрушении небесного тела в атмосфере сводится к следующему. Из-за давления набегающего потока и высоких температур каменное тело начинает дробиться и разрушаться уже на больших высотах. Набегающий поток уносит отделяющиеся частицы, формируя дымно-пылевой след болида. При определенной плотности воздуха термические напряжения начинают превышать предел прочности летящих осколков. Происходит «концевой тепловой взрыв метеороида» [50]. Часть осколков мелких размеров испаряется в раскаленном газовом (плазменном) облаке, окружающем рой летящих фрагментов. Обычно это случается на высотах около 20–30 км.
Световые кривые Челябинского болида, полученные в работах разных авторов, не соответствуют утверждению о характере импульсного разрушения метеорита. Несмотря на некоторые различия в световых кривых в [26, рис. 8] и [128, рис. 1, 2], для них характерен постепенный рост и быстрый спад яркости. Световая яркость увеличивается за 4 секунды и удерживает максимум в течение одной секунды, после чего уменьшается. В работе [128] утверждают, что максимум вспышки обычно сдвинут к земной поверхности, т. е. более низким высотам. В работе [64] допускают, что перед вспышкой вещество суперболида переходит в плазменное состояние, после чего оно взрывается. Предположим, что излучение и взрыв происходили с участием плазмы. Возникновение искрового разряда и формирование искровых каналов в настоящее время объясняют в рамках теории стримера и электрического пробоя газов. Согласно этой теории из электронных лавин, возникающих в электрическом поле разрядного промежутка, образуются стримеры, светящиеся тонкие разветвленные каналы, которые содержат ионизованные атомы и свободные электроны. Взаимодействие стримеров приводит к появлению «лидера», он прокладывает путь для основного разряда. Лидер перекрывает разрядный промежуток и соединяет электроды непрерывным проводящим каналом. Затем в обратном направлении по проложенному пути проходит главный разряд, который характеризуется возрастанием силы тока и выделяющейся в канале энергии. Общепринятый сценарий зарождения молниевого разряда включает три этапа[129]:
