[논문 리뷰] Tunguska-1908 and similar events in light of the New Explosive Cosmogony of minor bodies

E. M. Drobyshevski|ArXiv.org|2009. 03. 19.

Astro and Planetary Science참고 문헌 46인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 1908년 투ング우스카 사건이, 폭발적 천체형성에 의해 형성된 가마니형 얼음 천체에서 분리된 단기 주기의 커미트 핵에 의한 대기 중 폭발로 발생했다고 제안한다. 이 핵은 2H2+O2 고체 용액으로 구성되어 있으며, 고도 5–10km에서 폭발하여 약 10^12 g의 에너지를 방출하고, 관측된 공중 폭발을 일으켰다. 폭발하지 않은 핵은 현재 단기 주기 궤도를 도는 상태이며, 향후 지구에 250–3000Mt TNT에 해당하는 에너지를 방출할 가능성이 있으며, 이는 전 지구적 기후 변화를 유발할 수 있다.

ABSTRACT

The well-known Tunguska-1908 phenomenon (TP) problems (the fast transfer of the kinetic energy of the meteoroid W~10-50 Mt TNT to air, with its heating to T>10^4 K at an altitude of 5-10 km, the final turn of the smoothly sloping, ~0-20^o to horizon, trajectory of the body through ~10^o to the West, the pattern and area of the tree-fall and trees' scorching by heat radiation, etc.) allow a simple solution within the New Explosive Cosmogony (NEC) of minor bodies, as opposed to other approaches. The NEC considers the short-period (SP) comet nuclei, to which the Tunguska body belonged, to be fragments produced in explosions of massive icy envelopes of Ganymede-type bodies saturated by products of bulk electrolysis of ices to the form of a 2H2+O2 solid solution. The nearly tangent entry into the Earth's atmosphere with V~20 km/s of such a nucleus, ~200-500 m in size and ~(5-50)x10^12 g in mass, also saturated by 2H2+O2, initiated detonation of its part of ~10^12 g at an altitude of 5-10 km. This resulted in deflection of this fraction trajectory by 5^o-10^o, and fast expansion with ~2 km/s of its detonation products brought about their fast slowing down by the air, heating of the latter to T>10^4 K and a phenomenon of high-altitude explosion. On crossing the Earth's atmosphere, the main part of the unexploded nucleus escaped into space, and this body moving presently in an SP orbit should eventually be identified in time. Its impact with W~250-3000 Mt TNT on the Earth's surface (which could occur in 1908) would have produced a crater up to ~3.5-8 km in size, with an ejection of dust that would have brought about a climatic catastrophe. The processes involved in the TP are resembling those accompanying falling P/Shoemaker-Levy 9 onto Jupiter and, possibly, the impact-caused Younger Dryas cooling ~13 ka ago.

연구 동기 및 목표

• 투ング우스카 사건의 에너지 전달, 궤도, 열적 효과에 오랫동안 지속된 모순을 해결하기 위해.
• 크레이터가 존재하지 않으며, 나무들이 방사형으로 쓰러진 현상을 새로운 폭발적 분해 모델을 통해 설명하기 위해.
• 쇼메이커-레비 9의 목성 충돌과 청신자 라이더 기간의 냉각 현상과 같은 유사 사건들과의 연관성을 규명하기 위해.
• 단기 주기의 커미트 핵이 얼음의 대량 전기분해에 의해 형성된 거대한 얼음 천체의 조각이라는 가설을 제안하기 위해.
• 남아있는 폭발하지 않은 핵의 향후 궤도 경로와 지구 충돌 가능성을 예측하기 위해.

제안 방법

• 가마니형 얼음 천체의 폭발적 천체형성에 의해 형성된 200–500m 지름의 2H2+O2 고체 용액 핵으로서의 투ング우스카 천체를 모델링한다.
• 약 20km/s의 대기 진입 속도와 거의 수평적인 궤도를 시뮬레이션하여, 고도 5–10km에서 핵의 약 10^12 g가 폭발하도록 한다.
• 的大기로의 에너지 전달를 계산하여, 대기 온도가 T > 10^4 K로 상승하고, 약 2km/s 속도로 급격히 팽창하도록 한다.
• 폭발력에 의해 약 5°–10°의 궤도 휘어짐이 발생했으며, 이는 관측된 약 10°의 서쪽으로 향한 휘어짐과 일치한다.
• 주로 폭발하지 않은 핵의 생존과 향후 궤도를 분석하며, 이는 여전히 단기 주기의 태양권 궤도를 도는 상태이다.
• 지구에 충돌한 사례인 P/Shoemaker-Levy 9의 목성 충돌 사례와 비교하여 모델의 타당성을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 투ング우스카 천체의 운동 에너지가 어떻게 대기로 급격히 전달되어 크레이터 없이 공중 폭발이 발생했는가?
• RQ2 거의 수평적인 진입에도 불구하고 약 10°의 서쪽으로 향한 궤도 휘어짐은 어떤 메커니즘이 원인인가?
• RQ3 왜 나무들은 방사형 패턴으로 쓰러지고 열복사에 의해 타올랐는가?
• RQ4 투ング우스카 천체는 얼음의 대량 전기분해에 의해 형성된 거대한 얼음 천체의 조각일 수 있는가?
• RQ5 폭발하지 않은 핵의 향후 운명은 무엇이며, 충돌 시 전 지구적 기후 재앙을 유발할 수 있는가?

주요 결과

• 투ング우스카 사건은 고도 5–10km에서 2H2+O2 고체 용액 핵의 약 10^12 g 조각이 폭발하여 발생했으며, 이로 인해 급격한 에너지 전달과 대기 온도가 T > 10^4 K로 상승하고 급격히 팽창하였다.
• 5°–10°의 궤도 휘어짐은 비대칭 폭발력에 의해 발생했으며, 관측된 약 10°의 서쪽으로 향한 휘어짐과 일치한다.
• 주로 폭발하지 않은 핵은 약 200–500m 크기이며, 질량은 약 5–50×10^12 g으로 지구 대기를 통과하여 단기 주기 궤도를 유지하고 있다.
• 향후 이 핵의 충돌로 250–3000Mt TNT에 해당하는 에너지가 방출될 수 있으며, 이는 전 지구적 기후 재앙을 유발할 수 있다.
• 이 사건은 목성에 충돌한 쇼메이커-레비 9의 사건과 유사한 물리적 메커니즘을 공유하며, 약 13,000년 전의 청신자 라이더 냉각 현상과 연관될 수 있다.
• 뉴 에너제틱 코스모고니 모델은 단기 주기의 커미트 핵이 가마니형 얼음 천체에서 폭발적 분해를 겪은 후 생성된 조각으로서 형성된다는 점을 설명한다.