[論文レビュー] Tunguska-1908 and similar events in light of the New Explosive Cosmogony of minor bodies

E. M. Drobyshevski|ArXiv.org|Mar 19, 2009

Astro and Planetary Science参考文献 46被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、1908年のトゥングゥスカ爆発が、短周期コメット核の濃縮した氷塊からの爆発的形成を経て生成されたGanymede型の氷塊から分裂した短周期コメット核が、大気中で爆発的に爆発したことに起因すると提案する。その核は、5–10 kmの高度で2H2+O2固体溶液が爆発し、約10^12 gのエネルギーを放出し、観測された空爆を引き起こした。未爆発のコアは現在、短周期軌道上にあり、将来的には250–3000 Mt TNT相当のエネルギーで地球に衝突する可能性があり、世界的な気候的影響を引き起こすおそれがある。

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.

研究の動機と目的

• トゥングゥスカ爆発のエネルギー移動、軌道、熱的効果に関する長年の矛盾を解消すること。
• クレーターの不在と観測された木の倒れ方を、爆発的破壊の新しいモデルによって説明すること。
• ショーマー＝リーヴィー9の木星衝突やヤング・ドライアス冷却と同様の出来事と関連付けること。
• 短周期コメット核が、氷の体積的電解によって生成された大きな氷塊からの断片であると提唱すること。
• 生存している未爆発コアの将来の軌道と、地球への衝突可能性を予測すること。

提案手法

• Ganymede型の氷塊からの爆発的宇宙形成によって生成された、2H2+O2固体溶液で構成された200–500 mの直径の核を仮定し、モデル化する。
• 約20 km/sの速度でほぼ接線の軌道で大気圏に進入させ、5–10 kmの高度で核の約10^12 gが爆発するのを模擬する。
• 大気へのエネルギー移動を計算し、T > 10^4 Kに加熱され、約2 km/sの速度で急激に膨張することを示す。
• 爆発力による軌道のずれ約5°–10°を分析し、観測された約10°の西への曲がりと整合的であることを確認する。
• 主な未爆発核の生存と将来の軌道を評価し、短周期の太陽周回軌道に留まっていることを示す。
• P/Shoemaker-Levy 9の木星への衝突など既知の衝突と比較し、モデルの妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜトゥングゥスカ天体の運動エネルギーが、クレーターを形成せずに大気に急速に移動したのか？
• RQ2 ほぼ水平な進入にもかかわらず、なぜ軌道が約10°西にずれたのか？
• RQ3 なぜ木々は放射熱によって焼かれたまま、放射状に倒れたのか？
• RQ4 トゥングゥスカ天体が、氷の体積的電解によって生成された大きな氷塊の断片である可能性はあるか？
• RQ5 未爆発コアの将来の運命は何か？衝突時に世界的な気候的災害を引き起こす可能性はあるか？

主な発見

• トゥングゥスカ爆発は、5–10 kmの高度で約10^12 gの2H2+O2固体溶液核の断片が爆発し、急速なエネルギー移動と大気加熱（T > 10^4 K）を引き起こした結果である。
• 5°–10°の軌道ずれは、非対称な爆発力によって引き起こされ、観測された約10°の西への曲がりと整合的である。
• 主な未爆発核は、直径200–500 m、質量5–50×10^12 gであり、大気圏を脱出し、短周期軌道上に残存している。
• 将来的なこのコアの衝突は、250–3000 Mt TNT相当のエネルギーを放出する可能性があり、世界的な気候的災害を引き起こすおそれがある。
• この出来事は、木星へのショーマー＝リーヴィー9の衝突と同様の物理的メカニズムを示し、約13,000年前のヤング・ドライアス冷却と関連している可能性がある。
• 新爆発的宇宙形成論は、短周期コメット核が、Ganymede型の氷塊から爆発的破壊によって生成された断片であることを説明する。