Den 15. februar 2013 var en ildkugle over den russiske by Tsjeljabinsk kort starkere end Solen og kunne ses fra op til 100 kilometer væk. Det var fysisk samme type begivenhed som en almindelig "stjerneskud", som børn ønsker sig i sommernætter, bare enormt større og tættere på jorden.
En meteor er ikke en stjerne i det hele taget, faldende eller på anden måde. Det er den gløende stråle, der produceres når en lille krop, normalt en meteoroid, bliver varmet op til gløden ved at kollidere med luftmolekyler høje oppe i jordens atmosfære. Selve objektet er næsten altid miniature; det lysspil, det producerer, er hvad der bliver bemærket. Denne artikel handler om det lys: hvad der forårsager det, hvor store og hurtige objekterne bag det er, og hvad der sker, når et af dem bliver stort nok til at komme i avisen.
Stjerneskuddet der Ikke er en Stjerne
Navnet "meteor" er ældre end videnskaben bag det. Det kommer fra det græske ord meteōrítēs, som betyder "højt i luften", en beskrivelse som gamle iagttagere brugte på alt der var lysende og forbigående de så på himlen, længe før nogen forstod, at en meteor er passagen af en lille krop, der brænder op i atmosfæren i stedet for en rigtig stjerne.
Denne kløft mellem det gamle navn og den moderne forklaring er hvorfor "stjerneskud" og "meteor" beskriver præcis samme fænomen: en kort lysstråle forårsaget af en partikel affald, ikke af noget stjernelignende.
Hvor Forestillingen Finder Sted
Meteorer er en rent øverste atmosfærhændelse. De opstår typisk i mesosfæren, i højder på 76 til 100 kilometer – meget højere end hvor kommercielle fly flyver, og højere end det meste vejr. Mere præcist bliver en meteoroid normalt synlig et sted mellem omkring 75 og 120 km over jorden og brænder op igen, når den er faldet til en højde på 50 til 95 km.
Dette smalt bånd er vigtigt, fordi det betyder, at næsten intet af en typisk meteor sker tæt på jorden. Alt hvad en iagtager på jorden ser fejde over himlen har allerede afsluttet sit show mange kilometer over ethvert fly, for ikke at nævne en bygning.
Fra Sandkorn til Ildkugle
Størrelsesubalancen mellem årsag og virkning er den mest mod-intuitiv del af hele fænomenet. De fleste meteoroider, der forårsager meteorer, er omkring størrelsen af et sandkorn – normalt 1 millimeter over eller mindre – dog kan denne partikel producere en stråle, der er lysrik nok til at få et fremmeds opmærksomhed fra jorden. Meteoroider som kategori er også defineret som større, som objekter væsentligt mindre end asteroider og varierer fra korn til omkring en meter bredt; alt større klassificeres normalt som en asteroide.
Hastighed udfører størstedelen af det arbejde, som størrelse ikke kan. De hurtigste meteoroider bevæger sig med omkring 42 km/s i nærheden af jordens bane, og jorden selv bevæger sig med omkring 29,6 km/s omkring solen. Læg disse sammen og tallene forklarer, hvorfor meteorer kan virke så voldelige for noget så lille: når en meteoroid møder atmosfæren frontalt, hvilket kun sker for meteorer i en retrograd bane som Leoniderne (knyttet til kometkroppen 55P/Tempel-Tuttle), kan den kombinerede tilnærmelseshastighed nå omkring 71 km/s. Ved den hastighed bærer et sandkorn nok bevægelsesenergi til kort at skimre lysere end alt andet på himlen omkring det.
Sporadiske Meteorer og dem Med en Tidsplan
Ikke hver meteor tilhører en navngivet begivenhed. Meteorer forekommer enten i regn, som sker, når Jorden passerer gennem en strøm af affald efterladt af en komet, eller som sporadiske meteorer, ikke knyttet til nogen specifik strøm af rumaffald og i stand til at vises enhver nat på året. En regn-meteor følger en vej delt med utallige andre fra samme kilde; en sporadisk meteor er en engangshændelse, der kommer fra en tilfældig retning uden andet affald i nærheden.
Ildkugle, Bolide, Superbolide: En Nomenklaturstige
Når en meteor bliver lysende nok, holder astronomer op med at kalde det en meteor og begynder at bruge mere specifikke ord, hver med sin egen tærskel. Den internationale astronomiske union definerer en ildkugle som en meteor lysere end nogen af planeterne, med en tilsyneladende størrelse på -4 eller større. Skub lysstyrken yderligere, og ordforrådet ændres igen: ildkuler, der når en tilsyneladende størrelse på -14 eller lysere, kaldes bolider, og hvis størrelsen når -17 eller lysere, kaldes begivenheden en superbolide.
.jpg){kind=link}
Stigen er ikke helt ordentlig, dog. IAU har ingen officiel definition af "bolide" på nogen måde, og behandler det generelt som blot et andet ord for ildkugle, selvom termen i praksis plejer at blive brugt specifikt til ildkuler med størrelse -4 eller lysere. Med andre ord overlapper "bolide" og "ildkugle" i daglig brug meget mere end de ordentlige størrelsestærskler ovenfor kunne foreslå.
Sporet en Meteor Efterlader sig
En meteor forsvinder ikke nødvendigvis i det øjeblik, den holder op med at lyse. Når en meteoroid har bremset ned til omkring 2 til 4 km/s, går den ind i det, der kaldes mørkt fly: stadig faldende, men ikke længere varm nok til at producere synligt lys.
Over dette punkt kan en meteor imidlertid efterlade mere end en erindring. Søjlen af ioniseret luft, det skaber på sin vej ned, dets ionisationsspor, kan vare i op til 45 minutter, længe nok til at radiooperatører og radarsystemer kan hente korte reflektioner længe efter at den synlige stråle er væk.
Meteorer kan også høres, ikke bare ses, selvom lydene involveret er mærkelige nok til, at forskere længe tøvede ved rapporterne. Under Leonid-meteorregnen i 2001 beskrev iagttagere "knitren", "hvislende" eller "hvislende" lyde, der opstod på det præcise samme øjeblik som en meteors lyn, tilsyneladende umulig givet, hvor langt væk og hvor højt meteoren faktisk var. Kontrollerede lydoptagelser foretaget i Mongoliet i 1998 understøttede rapporterne og støttede ideen om, at disse samtidige lyde er virkelige snarere end forestillede.
Tsjeljabinsk: En Meteor Lys Nok til at Forårsage Solskoldning
De fleste meteorer bliver glemt inden for sekunder af alle, der ser dem. Tsjeljabinsk-meteoren er undtagelsen, der viser, hvad der sker, når samme fysik skaleres op. Det var en superbolide, der kom ind i jordens atmosfære over Ruslands sydlige Ural-område den 15. februar 2013 omkring 09:20 lokal tid, produceret af en omkring 18 meter, 9100 tons nærgenerisk asteroide, der ramte atmosfæren i en lav vinkel på 18 grader og en hastighed i forhold til jorden på omkring 19,2 km/s.
I nogle få sekunder var lyset fra denne meteor lysere end Solen og forblev synligt så langt som 100 kilometer væk, længere end afstanden fra byen selv til flere omkringliggende byer. Det antages at være det største naturlige objekt, der er kommet ind i jordens atmosfære siden Tunguska-begivenheden i 1908, og det eneste, som bekræftet har forårsaget omfattende skader: russiske myndigheder rapporterede, at 1491 mennesker søgte medicinsk hjælp i Tsjeljabinsk Oblast i dagene efter, og 112 blev indlagt.
Tsjeljabinsk er en påmindelse om, at en meteor ikke altid er en uskyldig stråle at ønske sig på. Næsten alle er det; denne var en sjælden undtagelse, og det er omfanget af det involverede objekt, ikke noget andet ved den underliggende fysik, der gjorde forskellen.