Asteroidi (tai komeetta) törmännyt Jupiteriin

[Jarmo]

Tästä oli juttua Jupiter-ryhmässä, mutta kerronpa täälläkin. Jonninmoinen murikka mäjähti päin Jupiterin näköä 17.3.2016, ja pari kaukoputkeilijaa sai tapahtuman videolle. Kraatterit-sivuiltamme löytyy nyt jonkinmoista analyseerausta aiheesta. Sikäli kun ja jos joku bongaa jostain lisätietoa, kuten vaikkapa muualta kuvattuja videoita tai jonkun laskelmia tapahtuneesta, otamma mielellämme tiedon vastaan.

https://kraatterit.wordpress.com/2016/03/29/jupiteriin-tormasi-asteroidi-tai-komeetta-tai-jokin/

Jarmo

[Esko Lyytinen]

Yritin arvioida massaa integroidun kirkkauden ja "tulonopeuden" avulla. Karkeasti arvioin (Jupitrin kuiden avulla) että olisi näennäisesti mag. +6 puolen sekunnin ajan. Tämä tarkkuus riittääkin verrattuna muihin epätarkkuuksiin.
Tästä laskin vanhalla julkaistulla MORP-kaavalla massa-arvion. Oletin etäisyydeksi Jupteriin nyt pyöristettynä 4 au. Ei toki ole tietoa kuinka hyvin tässä kaava pitäisi paikkansa. Maanpäällisissä tutkituissa (selvästi pienempimassaisilla) ehkä antaa vähän liian suurta, mutta yleistuntuma on aika ok. Usein jaankin kaavasta saaduna arvon kahdella.
Saan tämän avulla (käyttäen nopeutta 61 km/s) jakamatta 1.7 miljoonaa kg eli jaettuna noin miljoona kg.

Tässä on kuitenkin huomioitava että ilmeisesti suurin osa valosta tulee sivusuunnassa aika paksun ilmakehän läpi ja heikkenee huomattavasti. Maapallolla ilmakehä tihenee relevantilla korkeuksilla alaspäin tultaessa kaksinkertaiseksi n 5 km matkalla. Jupiterissa suuremman painovoiman ja kylmemmän ilman ( kaasun koostumuskin vaikuttaa) takia tapahtuu paljon lyhemmällä matkalla olisiko ehkä suuruusluokkaa luokkaa 2 km (en tarkemmin yrittänyt arvioida). Jos ei ole hyvin loivasti tullut niin arvelen sen verran tiheissä imakerroksissa pääosin "palaneen" että valo vaimenee aika monin kertaisesti aluksi liki vaaksuunnassa tullen. Ehkä ei kannata yrittää arvioida tarkemmin (voi toki yrittäää), mutta tässä pienikin pikkeama joko takapuolelle tai etupuolelle sivuamiskohdasta vaikuttanee varsin radikaalisti.
Luulisin että em arvion voisi kasvattaa yhdellä kertaluvulla (?)
Tällöin massa-arvio olisi samaa luokkaa kuin Cheliabinsky-"asteroidilla".
Cheliabinskyllä oli tulonopeus luokkaa 18.6 km/s, joten tällä vähän yli kolminkertainen eli energia n 10-kertainen.

En nyt yrittänyt laskea tätä itse vaan katsoil linkstä:
http://neo.jpl.nasa.gov/fireballs/
että Cheliabinskylle on anneettu energia-arvioksi 440 kt.
Tämän laskelman mukaisesti Jupiterissa olisi siin ab. 4 Mt.

Ei ole paljoakaan "takuita"  kuinka (epä)tarkka tämä arvio on, mutta tältä istumalta pienellä etukäteismiettimisellä saan tällaista. 

Muuten tärmäysnopuksista Jupiteriin verrattuna, että pienin nopeus maapallolle "ulkopuolelta" on 11.2 km/s. Jupiterilla on (arvioin äkkiseltään läpimitan ja massan (maahan verrattuina) avulla) n 60 km/s. On kuitenkin huomioitava että nopues jolla lähestyy kohdetta on lisättävä "Pythagoraan mukaan" noihin pienimpiin arvoon. Niinpä maapallolla voi olla niinkin suuri kui  72 km/s. Jupiterilla ei voi nousta aurinkokunnasta tulleella suuremmaksi kuin 68 km/s (saan laskuista 67.8 km/s). Eli siis huolimatta Jupiterin paljon suuremmasta massasta maapalloon voi törmätä suuremmalla nopeudella kuin Jupiteriin, siis aurinkokunnasta peräisin oleva.
Maapallon etäisyydellä parabelidadlla liikkuu nopeudella 42 km/s ja nokkatärmäyksesta tulee (lisää 30 km/s) yhteensä 72 km/s, jossa tuo 11.2 km/s Pythagoraan mukaan lisättynä on olematon. Juperissa saan nokkatörmäyksessä lähestymisnopeudeksi vähän yli 32 km/s.
Ja sqrt(59.6^2+32.4^2)=67.8
Voitte tarkistaa laskut. Suuren osan niistä tein tällä samalla istumalla kuin tätä kirjoitin.
Tämä törmäys Jupiteriin taisi olla peräkolaripuolelle.

EDIT: Laitan tähän vielä tuon käytetyn ykisnkertaisen MORP-kaavan. Otin Excel-tualukostani, joten en ole varma onko ihan samassa muodossa kertoimineen kuin alkuperäinen, mutta pitäisi olla ihan vastaava. Tämä on siis empirisesti (verrattuna dynaamisiin massa-arvoihin) määritetty Kanadan vanhan tulipalloverkon havainnoista ja siis paljon pinemmille kuin nyt on kyseessä.

tulomassa grammoina = 0.069*Integroitu*(36/v)^2
Tässä Integroitu on integroitu absoluuttinen kirkkaus ( eli 100 km päästä) yksikkönä 0-magnitudisen kirkkaus sekunnn ajan.
Siis vaikka yksikkönä on 0-manitudinen sekunnin ajan niin kavassa on tällä lineaarisesti mitattuna.

Sovellettaessa Jupiteriin on käytettävä etäisyyttä sinne ja (lineaarinen kirkkaus) on käänteän verrannollinen etäisyyteen eli verrattava tuohon 100 kilometriin.

Esko

[Jarmo]

Yritin arvioida massaa integroidun kirkkauden ja "tulonopeuden" avulla.  ...
Saan tämän avulla (käyttäen nopeutta 61 km/s) jakamatta 1.7 miljoonaa kg eli jaettuna noin miljoona kg.
...
Luulisin että em arvion voisi kasvattaa yhdellä kertaluvulla (?)
Tällöin massa-arvio olisi samaa luokkaa kuin Cheliabinsky-"asteroidilla".
...
Cheliabinskylle on anneettu energia-arvioksi 440 kt.
Tämän laskelman mukaisesti Jupiterissa olisi siin ab. 4 Mt.

En väitä ymmärtäväni tuon alkuperäisen arvion laskuperustetta, mutta tuollainen mäjäys tarkoittaisi siis joviaalisti jotain 1000-2000 m³ mötikkää, tietty riippuen tiheydestä. Toisin sanoen kuutio, jonka särmä on hieman yli 10 m. Vertautuu hyvin noihin pikaisiin energiamäärälaskuihini, mutta tuntuu silti hirmuisen pieneltä. Väläyksen kirkkaus ei niinkään mietitytä, vaan pituus ja etenemissuunta/suunnat. Videolla kun kirkas alue leviää sekä yläoikealle että alavasemmalle. Voiko se selittyä sillä, että kappale tulee jostain vähän alavasemmalta, välähtää, ja pääosa etenee bolidina suoraan... ja perässä tulee toinen palanen, joka välähtää samalla kun pääkappale on jo leimahtamassa loppuun.

Oleellisin kysymys lienee, että mistä valo lähtee. Onko se juuri itse bolidin tai parin suhaus, vai voiko kyse olla räjähdyksestä ja sen heitteleestä, kuten kävisi kiinteään pintaan tai ehkä veteenkin törmätessä... Mulle ei oikein aukea kaasukehässä (edes noin tiheässä) tapahtuva törmäysfysiikka..

Maapallon etäisyydella parebelidadlla liikkuu nopeudella 42 km/s ja nokkatärmäyksesta tulee (lisää 30 km/s) yhteensä 72 km/s, jossa tuo 11.2 km/s Pytharaan mukaan lisättynä on olematon. Juperissa saan nokkatörmäyksessä lähestymisnopeudeksi vähän yli 32 km/s.
Ja sqrt(59.6^2+32.4^2)=67.8

Olet täysin oikeassa, täytyypä korjata tuo blogiin. Yllättävää, kuinka pieni ikkuna törmäyksillä on, nyt kun asiaa miettii. Tietysti tuohon voi ehkä lisätä muutaman kilometrin, jos pistää kappaleen kulkemaan isojen kuiden ohi juuri sopivasti ennen törmäystä, mutta ei se kyllä paljoa tee.

Jarmo

[Pappis]

http://www.tekniikkatalous.fi/tekniikka/jupiterissa-valahti-kaksi-harrastajaa-kahdesta-eri-maasta-nappasi-ilmion-videolle-6536739

[Esko Lyytinen]

En väitä ymmärtäväni tuon alkuperäisen arvion laskuperustetta,
...

Oleellisin kysymys lienee, että mistä valo lähtee. Onko se juuri itse bolidin tai parin suhaus, vai voiko kyse olla räjähdyksestä ja sen heitteleestä, kuten kävisi kiinteään pintaan tai ehkä veteenkin törmätessä... Mulle ei oikein aukea kaasukehässä (edes noin tiheässä) tapahtuva törmäysfysiikka..

Tuo olettaa mahdollisimman yksinkertaisesti että integroitu kirkkaus olisi suoraan verrannollinen kokonaistulenergiaan eli että valotehokkuus olisi aina sama. Se ei ole toki sama edes maapallon tulipalloilla vaan pienenee (ja kohde sammuukin) ainakin kun nopeus laskee riittävästi. Asiasta on kyllä siltä kannalta tarkempaa arviota. Mutta keskimääräisenä pitää ainakin jollain tapaa paikkansa eli olettaa valoisalennon aikaisen keskimääräisen vaotehokkuuden samaksi. Mutta on siis todella eri asia pitääkö paikkaansa edes likimääräisenä tuossa Jupiterin tapauksessa. Mutta tämä on käytännössä ainoa tapa jolla minä kykenen sitä yrittää arvioida.

Muuten minun tulkintani kyllä jäljen leviämisestä tai jakaantumisesta kahdeksi "pisteeksi" on että olisi maan ilmakehän väreilyn aiheuttamaa (vertaa Jupterin kuut videoilla). Yksi kaarisekunti Jupiterin etäisyydellä on n 3000 km. Ei tunnu mielestäni järkevältä että sekunnin osassa tapahtuisi noin suurella alueella ilmiöitä. Eikä kohteen nopeuden ja keston huomioiden voine olla reitin eri osistakaan. Kestäisi minuutin luokkaa likkua ko matkan. Jos kuitenkin on, niin ehkä sähköisiä hiukkasia leviäisi suurella nopeudella ja niiden hehku yläkaasukehässä näkyisi. Tai kenties tulipallon indusoima salamointi ??
Tai Jarmon esittämä mahdollisuus että olisi toinen kappale voisi olla parhaasta päästä selitystä Siis olisi ollut kaksoisasteroidi ja osat erkaantuneet jo lähestyessä. Mutta edelleen ensinnä yrittäisin selittää ilmakehäväreilyllä. Käsitykseni perustuu vain siihen että olen katsonut aika monta kertaa tuon enkä edes jakanut yksittäisframeihin.

Yllättävää, kuinka pieni ikkuna törmäyksillä on, nyt kun asiaa miettii. Tietysti tuohon voi ehkä lisätä muutaman kilometrin, jos pistää kappaleen kulkemaan isojen kuiden ohi juuri sopivasti ennen törmäystä, mutta ei se kyllä paljoa tee.

Teoriassa kuut voivat vähän lisätä, mutta niiden ohitus tapahtuu nopeasti suurella nopeudella ja pienten kuiden vaikutus jänee melko vähäiseksi.
Ennemmänkin kait voi saada lisää siitä että Jupiterin rata on elliptinen ja oletin laskussa ympyräksi.
Perihelissä nokkatörmäyksestä saa lähestymisnoputta muutaman prosentin enemmän. Pikalaskulla sain siihen vähän yli 1 km/s lisää. Mutta ei tuosta taida tulla lopputulokseen kuin vähän yli puoli km/s lisää. Eli jos nyt muistaa 68 km/s yärajana niin lienee aika oikea.

[Jarmo]

Jos kyse olisi yhdestä videosta, niin olisin samaa mieltä väreilystä. Tai ainakin uskoisin sen olevan merkittävämpi tekijä kuin nyt uskon. Mutta kun videoita on kaksi, ja kummassakin on ainakin jossain määrin nähtävissä tuo kaksiosaisuus, tai ainakin jonkinlainen monivaiheisuus... olen tuijottanut noita yksittäisiä kuvia eessuntaas ja yrittänyt saada tolkkua että mikä johtuu mistäkin. Tosin huomasin juuri, että kyse voi olla videon pakkauksesta, joka on luultavasti molemmilla videoilla suurin piirtein sama.

Eniveis, tuollaisen monituhatkilometrisen mikä-lie-systeemin syntyminen sekunnin murto-osassa on toki vaikea toteuttaa ihan millä tahansa mekanismilla. Sähköpurkaukset voisivat olla mahdollisia, mutta jännite-erot vaativat hiukkasten siirtymistä... ehkä osa ilmiöstä tapahtuu siis tulipallon savuvanassa, korkeammalla kuin pääleimahdus? Hmmh. Ei tuosta tolkkua ota kovin helpolla kyllä.

Hitsi, kun Juno olisi ollut jo paikalla. Tai no, eihän siinäkään mitään online-webbikameraa ole...

Jarmo

Aiheeton offtopic-PS. T&T:n juttu ei tällä kertaa ollut kovin paha, mutta sen tiedeuutisointi (ja etenkin avaruus-) on joskus hieman huonompaa kuin iltapäivälehdillä...