Rys 1. Przelot zarejestrowany nad Leon przez Luis Alfonso Fernandeza

Dla wielu osób, a szczególnie dla zainteresowanych meteorami i meteorytami w Hiszpanii 4 stycznia 2004 był szczególnym dniem. Na niedzielnym wieczornym niebie, o 16:46:45 UT nad północną Hiszpanią pojawił się niesamowicie jasny bolid, którego przelot widziały tysiące ludzi.

Obserwacja takich zjawisk ma szczególnie ważne znaczenie ponieważ może dać nam informacje o ilości i wielkości ciał poruszających się po orbitach przecinających Ziemską oraz o energii jaka wydziela się przy przechodzeniu przez atmosferę. Jeżeli do tego uda się znaleźć meteoryty z tego przelotu uzyskamy informacje o tym z czego to ciało było złożone.

1. Przelot bolidu nad Hiszpanią

Bolid pojawił się tuż nad północną granicą potugalsko-hiszpańską. Lecąc pod kątem ok 30 stopni do podłoża, zwiedził Hiszpańskie prowincje Zamora, Leon i Palencja, przemierzając ok 150 km po czym przestał być widoczny. Naoczni świadkowie widzieli go w promieniu 600 km. Bolid został zarejestrowany na kamerze video oraz na wielu fotografiach. Zapis video pokazał że występowało wiele wybuchów podczas przelotu wraz z główną fragmentacja która nastąpiła na wysokości 28 km. Efekty dźwiękowe w postaci huków były wyraźnie słyszalne na dużym obszarze. Odczuwalne były nawet fale ciśnienia, które powodowały dzwonienie szyb w oknach. Ślad po przelocie dostrzegalny był przez prawie 35 minut!

Rys 2. Zdjęcia bolida oraz śladu. Autorzy: Salvador Diez, Maria Maximina Ruiz, Jesus Martin,

Rys 3. Mapa przelotu Villalbeto de la Peña

Głównym materiałem do badań przelotu był zapis na kamerze wideo zarejestrowany z miasta Leon. Taśma MiniDV została zgrana na komputer i wnikliwej analizie poddane zostały wszystkie klatki z bolidem. Bolid widoczny był między budynkami nad ulicą. Udało się uzyskać w ten sposób zaledwie 50 klatek. Zapis video był kolorowy. Rozdzielono go na trzy składowe kolory RGB. Niebieska i Zielona składowa były praktycznie całkowicie prześwietlone ze względu na jeszcze bardzo jasne niebo o tej godzinie. Na szczęście udało się uzyskać pomiary pozycji bolida ze składowej czerwonej.

Rys. 4 Wykres jasności na postawie danych z kamery video

Sam bolid był mocno prześwietlony i na podstawie tego zapisu jedynie udało się oszacować przybliżoną jego jasność. Do dopasowania jasności wykorzystane zostało otoczenie prześwietlonego punktu. Zastosowana została funkcja Moffat używana w astronomicznych obserwacjach dla prześwietlonych obiektów. Ze względu na niewielką rozdzielczość kamery (oraz jakość optyki) założone zostało punktowe źródło światła. Na szczęście, w polu widzenia znalazł się Księżyc który posłużył jako punkt odniesienia dla skali jasności. Do obliczeń przyjęta została znana jasność Księżyca w filtrze R dla tej fazy (11.6 mag). Uzyskana została w ten sposób jasność absolutna bolidu wynosi -18mag.

W wyniku obliczeń trajektorii lotu ustalono że wpadł on w atmosferę z prędkością zaledwie 17km/s oraz że początkowa masa wynosiła około 640kg.

Rys 5. Orbita Villalbeto de la Peña

2. Wstrząsy sejsmiczne i infradzwięki

Fale w powietrzu zarejestrowane zostały przez automatyczną szerokopasmową stację sejsmiczną EARI położoną w Arriondad w Hiszpanii (43.3N -5.21E). O 16:52:01 pojawił się wyraźny sygnał powyżej 20Hz trwający 30s. Jego charakterystyka wskazywała że jest to fala powietrza (zmiana ciśnienia). Policzony został dokładny model atmosfery nad tym rejonem Hiszpanii na podstawie danych meteorologicznych na moment pojawienia się bolidu. Trajektoria przelotu potraktowana została jako źródło obserwowanej fali. Teoretyczne opóźnienia czasowe i ich charakterystyka porównane zostały z wynikami ze stacji sejsmicznej. Udało się w ten sposób ustalić że obserwowane efekty powiązane się nie z przelotem a momentem fragmentacji bolidu. Obserwacje fali powietrza wykorzystane zostały do policzenia energii jaka wydzieliła się. W pełni zgodziły się z wynikami uzyskanymi z pomiarów fotometrycznych.

Bolidy są również naturalnymi źródłami infradźwięków. Przeprowadzone zostały poszukiwania możliwych zapisów infradźwięków w Europie. Udało się znaleźć sygnał jedynie w Flers array w Normandii (48.76N 0.48W) o 17:33:53 UT trwający około 26s. Dodatkowo zgodny był azymut pod jakim fala przybyła do stacji pomiarowej. Analizy wykazały że powinna mieć pochodzenie stratosferyczne. Po raz kolejny zaobserwowana energia zgadzała się z wyznaczeniami uzyskanymi z wcześniejszych obliczeń.

3. Odszukanie meteorytu i analiza chemiczna

Wstępne obliczenia prawdopodobnego miejsca upadku meteorytu przeprowadzone zostały w kilka dni po zjawisku. Pierwszy czarny piękny okaz udało się znaleźć w pobliżu Villalbeto de la Peña na północ od Palencia już 11 stycznia czyli w zaledwie tydzień po zdarzeniu. W następnych tygodniach grupa poszukiwawcza przeprowadziła bardzo intensywną kampanię by zebrać możliwie najwięcej “jeszcze ciepłych” okazów. Łącznie udało się znaleźć aż 4.6kg meteorytów o różnych rozmiarach, od 1380g po bardzo drobne fragmenty. Rozsiane były po obszarze elipsy o rozmiarach 20 na 6 km.

Rys 6. Kilka fragmentów Villalbeto de la Peña

Typowa gęstość meteorytu Villalbeto de la Peña wynosi 3.42g/cm3 co jest zgodne z chondrytami L6. Został ustalony szczegółowy skład chemiczny znalezionych próbek. Szczególne znaczenie w takiej analizie mają ilości izotopów pierwiastków. Na tej podstawie próbowano opisać historię meteoroidu przed wejściem w atmosferę. Najwięcej wniosły tu dwa pierwsze meteoryty znalezione tuż po spadku. Meteoroid przemierzając Układ Słoneczny naświetlany jest przez promieniowanie kosmiczne. Zawartość krótko żyjących izotopów szczególnie mocno zależy od wielkości ciała macierzystego. Ustalono, że meteoroid mógł mieć około 80cm średnicy oraz masę między 610 a 910 kg co zgadza się z szacunkami na podstawie fotometrycznych i sejsmicznych pomiarów.

Rys 7. Elipsa spadku Villalbeto de la Peña