thumb|400x400px|Visualisation de la météorite de Tcheliabinsk. Le maximum de luminosité apparaît vers , juste avant la première fragmentation majeure.
Le météore de Tcheliabinsk ou bolide de Tcheliabinsk, parfois qualifié de superbolide de Tcheliabinsk, est un bolide qui a été observé dans le ciel du sud de l’Oural, au-dessus de l’oblast de Tcheliabinsk près du Kazakhstan, le matin du vers locales ( UTC).
L'appellation officielle donnée par le comité de nomenclature de la Meteoritical Society est Chelyabinsk. (transcrit en français ).
D’un diamètre de et d’une masse estimée de ..., le météoroïde s’est fragmenté dans l’atmosphère à partir de d’altitude, les évènements majeurs ayant lieu à partir de d’altitude. En particulier on a observé la formation de gros fragments à juste après le maximum de luminosité. L'un de ces fragments, de masse voisine de , notablement dévié de la trajectoire initiale, a traversé la surface glacée de d'épaisseur du lac Tchebarkoul où il a été retrouvé presque intact.
Le phénomène a libéré une énergie estimée à ( équivalent en TNT) pour une explosion ponctuelle équivalente à haute altitude.
L'évènement a créé une onde de choc qui a provoqué des dégâts importants, principalement à Tcheliabinsk.
Dégâts
L'onde de choc principale a provoqué une surpression suffisante pour endommager des immeubles et surtout des vitres à Tcheliabinsk, mais aussi à Iemanjelinsk, Ietkoul, Kopeïsk, Korkino et Ioujnoouralsk.
Au total, auraient subi des dégâts, dont le coût total a été d'emblée estimé à plus d’un milliard de roubles (environ 25 millions d'euros) par Mikhaïl Iourevitch, gouverneur de l’oblast de Tcheliabinsk.. Plus de ont été blessées, la plupart par des éclats de verre.. En fin de journée du , le ministère régional de la santé publique faisait état de , dont 258 enfants. Le lendemain, seulement 40 de ces personnes restaient hospitalisées..
Par ailleurs, environ 200 personnes ont souffert d'éblouissement ou coups de soleil sans conséquences.
Observations et mesures
Le phénomène ayant eu lieu dans une région assez densément peuplée de nombreuses observations ont été faites, en particulier des prises de vues par des particuliers et des enregistrements par des cameras de surveillance ou des dashcams lorsque celles-ci ont pu être précisément situées à partir de l'image fournie.
Les prises de vue ont permis de suivre certains fragments et la création de la traînée de poussières.
Les caméras ont permis : de recaler la trajectoire jusqu'à la disparition optique des fragments (« vol sombre ») grâce à l'enregistrement direct du phénomène ou des ombres portées sur l'environnement ; de connaître la date d'arrivée des ondes choc lorsqu'elles comportent une voie audio. ou, à défaut, grâce au mouvement de la caméra ou d'un objet sur l'image ; d'estimer la luminosité de la source à partir de l'image de celle-ci ou de l'illumination du paysage.
Par ailleurs des capteurs infrasonores russes ou dépendants de l'Organisation du traité d'interdiction complète des essais nucléaires (OTICE) ont permis de donner une estimation de l'énergie de la source ponctuelle équivalente (produisant les mêmes effets).
Des enregistrements effectués sur de nombreuses stations sismiques. ont également permis d'estimer l'énergie d'une explosion équivalente..
Les profils d'atmosphère, en particulier les vents, nécessaires pour la restitution des trajectoires des infrasons et des chocs a été faite à partir des données du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme. Le calcul des trajectoires finales des fragments s'est basé sur les données locales des stations de Verkhneye Dubrovo (proche de Iekaterinbourg) et de Kourgan.
Un satellite d'observation météorologique de l'EUMETSAT a enregistré le phénomène et permis une première estimation de la trajectoire.. Un satellite de la NOAA a permis de suivre la dispersion dans l'atmosphère du sillage de poussières du météore sur de très grandes distances.
Les bris de vitre offrent une estimation des surpressions induites par l'onde de choc. On estime que le bris intervient pour des surpressions entre et .. Compte tenu de la disparité des fenêtres et des effets de site en agglomération, ce phénomène ne permet que des conclusions qualitatives mais importantes s'agissant de la géométrie de la zone concernée par les effets. Celle-ci est dissymétrique : environ dans le sens de la trajectoire et le double en transverse.
Trajectoire
La trajectoire ainsi reconstituée par triangulation des images cameras est la suivante : à l'altitude et à l'instant 3:20:19.8 UTC de première détection : point initial , ; vitesse ; pente par rapport à l'horizontale locale ; azimut (soit approximativement une trajectoire est-ouest).
Fragmentation vignette|Valeur absolue de la magnitude pour une distance standard de 100 km (moyenne de 5 cameras). Altitudes des chocs détectés obtenues par calcul de la trajectoire de l'onde.
La courbe de lumière permet de noter une activité de fragmentation importante à partir de 55 km d'altitude. On voit sur cette courbe des fragmentations majeures à 42, 27, 23 et 20 km. À partir de 27 km on peut distinguer sur les visualisations optiques 13 fragments dont il est possible de suivre la trajectoire pendant un certain temps et donc d'estimer la traînée.
Les ondes secondaires générées par les diverses fragmentations ont été situées à partir des enregistrements sonores en utilisant l'acoustique géométrique. Outre la confirmation des événements précédemment notés on constate une série d'ondes créées dans la tranche 30-40 km, au voisinage du maximum de lumière.
Durant leur vol sombre les fragments sont déportés vers le sud de quelques kilomètres (valeur dépendante de leur taille) du fait du vent.
Le plus gros fragment créé à 27 km d'altitude va perforer la surface glacée du lac Tchebarkoul après avoir subi un fort déport latéral dont on ignore la raison.
Dimension du météoroïde La faiblesse du ralentissement avant fragmentation interdit une évaluation de la taille ou de la masse du météoroïde à partir de la phase initiale de l'entrée.
La luminosité seule ne permet qu'une évaluation assez imprécise, la prédiction de l'émission de l'objet étant des plus complexes...
Il n'existe pas non plus de modèle général permettant de prédire la fragmentation. Une simulation numérique a été faite en utilisant les données d'observation et reproduisant au mieux la variation de la courbe de lumière. Cette simulation utilise un modèle élémentaire d'ablation. Ce modèle phénoménologique global, utilisé pour une masse initiale de 6000 t, conduit à un nombre de météorites de l'ordre de 2000 pour une masse résultante de l'ordre de 1 t, chiffres compatibles avec l'observation. Il peut être ajusté pour une masse initiale plus importante, d'où une forte incertitude sur celle-ci et donc sur le diamètre du météoroïde initial (supposé sphérique) estimé à .
Ceci conduit à une énergie cinétique initiale de environ.
Ondes de choc Effets locaux vignette|Surpressions et calculées pour un dépôt d'énergie continu le long de la trajectoire et villes ou villages où des dégâts ont été rapportés.
Des calculs hydrodynamiques ont été effectués dans diverses hypothèses de dépôt d'énergie le long de la trajectoire : continu (utilisant le principe d'« équivalence hypersonique »), quasi-ponctuel aux altitudes correspondantes aux évènements majeurs, ou mixte. La comparaison des surpressions au sol comparée avec la cartographie en « ailes de papillon » des dégâts constatés décrits dans le paragraphe ci-dessus est clairement incompatible avec un ou plusieurs dépôts ponctuels mais l'est avec un dépôt continu comportant ou non des épisodes quasi-ponctuels.
Effets lointains L'onde de choc est suffisamment importante pour être propagée sur plusieurs milliers de kilomètres sous forme d'un signal infrasonore. Elle a ainsi été détectée par onze des soixante stations du réseau de l'OTICE.. La puissance estimée d'une source ponctuelle ayant créé cet effet à basse altitude est de (soit équivalent en TNT).
Une nouvelle évaluation utilisant quatre stations relativement proches (Tomsk, Obninsk, Aktioubé, Moscou Mikhnevo) donnent des valeurs comprises entre et ( et ) pour une explosion ponctuelle à basse altitude. Une correction pour la haute altitude donne une valeur moyenne de ().
Effets sismiques Les effets sismiques mesurés dans 17 stations ont permis de donner une estimation de l'énergie équivalente, à savoir (soit équivalent TNT). Cette valeur, valide pour une explosion ponctuelle à basse altitude, surestime la valeur réelle de l'énergie déposée dans l'atmosphère par le météore..
Sillage
Le sillage de gaz et de poussières qui se forme quelques secondes après le passage apparaît dès . La partie supérieure à , où se produit la première fragmentation majeure, se sépare en deux parties sous l'effet de la flottabilité (instabilité gravitationnelle en milieu stratifié) avec la création de deux tourbillons contrarotatifs.. À partir de deux sillages se reforment, chacun lié à un fragment important. Chacun de ces deux sillages se redivise en deux comme précédemment.
La coloration orangée est due à l'émission thermique des poussières à quelques centaines de K. Ces poussières, issues directement de l'objet lui-même ou obtenues par recondensation (par exemple sous forme de silice amorphe ou cristalline issue de la molécule SiO connue pour être un produit d'ablation et dont la présence in situ est attestée par sa signature optique), sont de taille micronique et représentent une part importante de la masse initiale de l'objet..
Ces particules sont ensuite dispersées et transportées par les vents jusqu'à plusieurs milliers de kilomètres..
Météorites
Plusieurs centaines de fragments ont été récoltés dans la neige par les équipes scientifiques, avec des tailles allant d'un millimètre à plus de . Le plus gros pèse . Beaucoup de météorites ont été trouvées par la population et vendues. Un fragment de a été retrouvé plus tard dans le lac Tchebarkoul avec d'autres fragments totalisant une quinzaine de kilogrammes, après avoir traversé une épaisseur de de glace en créant un trou de de diamètre. La distribution de masse de ces fragments suit approximativement une loi de Weibull binomiale, ce qui suggère un processus de comminution intéressant deux objets.
Les analyses minérales et pétrographiques ont montré que l'objet était une chondrite LL5 avec un degré de choc S4, de masse volumique voisine de . L'analyse isotopique U-Pb a montré que le corps parent a subi une collision majeure d'années après la formation du Système solaire. La présence de jadéite détectée dans un échantillon confirme cette affirmation...
Les croûtes de fusion sont de quelques dixièmes de millimètres..
Objet associé
L'astéroïde n'a pas été observé avant son arrivée en raison de sa position proche du soleil.
À partir des conditions d'entrée de l'objet dans l'atmosphère on peut reconstituer sa trajectoire antérieure dont les caractéristiques sont données dans le tableau ci-contre. On note que des caractéristiques données par ailleurs sont voisines mais incompatibles si l'on considère les barres d'erreur affichées, ce qui semble indiquer que celles-ci sont sous-estimées.
Il s'agit d'un astéroïde géocroiseur ayant fait partie de la famille des Apollons.