Le 15 février 2013, une boule de feu au-dessus de la ville russe de Tchéliabinsk a brièvement brillé plus que le Soleil et est restée visible jusqu'à 100 kilomètres de distance. C'était, physiquement, le même type d'événement qu'une ordinaire "étoile filante" sur laquelle on formule un vœu lors d'une nuit d'été, juste énormément plus grande et plus proche du sol.
Une météore n'est pas une étoile du tout, filante ou autrement. C'est le rayon lumineux produit lorsqu'un petit corps, habituellement une météoroïde, est chauffé à l'incandescence en entrant en collision avec les molécules d'air haut dans l'atmosphère terrestre. L'objet lui-même est presque toujours minuscule ; le spectacle lumineux qu'il produit est ce qui est remarqué. Cet article traite de cette lumière : ce qui la cause, la taille et la vitesse des objets derrière elle, et ce qui se passe lorsque l'un d'eux devient assez grand pour faire les gros titres.
L'Étoile Filante qui N'est pas une Étoile
Le nom "météore" est plus ancien que la science qui le sous-tend. Il provient du grec meteōrítēs, signifiant "haut dans les airs", une description que les anciens observateurs appliquaient à tout ce qui était lumineux et transitoire qu'ils voyaient au-dessus, bien avant que quiconque ne comprenne qu'une météore est le passage visible d'un petit corps se consumant dans l'atmosphère plutôt qu'une véritable étoile.
Cet écart entre l'ancien nom et l'explication moderne est pourquoi "étoile filante" et "météore" décrivent exactement le même phénomène : un bref rayon de lumière causé par une particule de débris, et non par quelque chose de stellaire.
Où le Spectacle se Produit
Les météores sont un événement strictement de la haute atmosphère. Ils se produisent généralement dans la mésosphère, à des altitudes de 76 à 100 kilomètres – bien plus haut que là où volent les avions commerciaux, et plus haut que la plupart du temps. Plus précisément, une météoroïde devient généralement visible quelque part entre environ 75 et 120 km au-dessus de la Terre et se consume à nouveau une fois qu'elle a baissé à une altitude de 50 à 95 km.
Cette bande étroite a de l'importance car elle signifie que presque rien d'une météore typique ne se passe près du sol. Tout ce qu'un observateur sur Terre voit traverser le ciel a déjà terminé son spectacle des dizaines de kilomètres au-dessus de n'importe quel avion, sans parler de n'importe quel bâtiment.
Du Grain de Sable à la Boule de Feu
Le décalage de taille entre la cause et l'effet est la partie la plus contre-intuitive de tout ce phénomène. La plupart des météoroïdes qui causent des météores sont environ de la taille d'un grain de sable – généralement 1 millimètre de large ou moins – pourtant cette particule peut produire un rayon assez lumineux pour attirer l'attention d'un étranger du sol. Les météoroïdes comme catégorie sont également définis comme des objets plus grands, significativement plus petits que les astéroïdes et allant des grains jusqu'à environ un mètre de large ; tout ce qui est plus grand est généralement classé comme un astéroïde.
La vitesse fait beaucoup du travail que la taille ne peut pas. Les météoroïdes les plus rapides se déplacent à environ 42 km/s à proximité de l'orbite terrestre, et la Terre elle-même se déplace à environ 29,6 km/s autour du Soleil. Additionnez-les ensemble et les chiffres expliquent pourquoi les météores peuvent sembler si violents pour quelque chose d'aussi petit : lorsqu'une météoroïde rencontre l'atmosphère de front, ce qui n'arrive que pour les météores sur une orbite rétrograde comme les Léonides (liées à la comète rétrograde 55P/Tempel-Tuttle), la vitesse d'approche combinée peut atteindre environ 71 km/s. À cette vitesse, un grain de sable porte suffisamment d'énergie cinétique pour briller brièvement plus que tout le reste du ciel qui l'entoure.
Météores Sporadiques et Ceux avec un Horaire
Pas chaque météore n'appartient à un événement nommé. Les météores se produisent soit en pluies, ce qui se passe quand la Terre traverse un flux de débris laissés par une comète, ou comme des météores sporadiques, non connectés à aucun flux spécifique de débris spatiaux et capables d'apparaître n'importe quelle nuit de l'année. Une météore de pluie suit un chemin partagé avec d'innombrables autres de la même source ; une météore sporadique est un événement isolé, provenant d'une direction aléatoire sans autres débris à proximité.
Boule de Feu, Bolide, Superbolide : Une Échelle de Nomenclature
Une fois qu'une météore devient assez lumineuse, les astronomes cessent de l'appeler météore et commencent à utiliser des mots plus spécifiques, chacun ayant son propre seuil. L'Union Astronomique Internationale définit une boule de feu comme une météore plus lumineuse que n'importe lequel des planètes, avec une magnitude apparente de -4 ou plus. Poussez la luminosité plus loin et le vocabulaire change à nouveau : les boules de feu atteignant une magnitude apparente de -14 ou plus lumineuse sont appelées bolides, et si la magnitude atteint -17 ou plus lumineuse, l'événement est appelé superbolide.
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L'échelle n'est pas parfaitement ordonnée, cependant. L'UAI n'a pas de définition officielle de "bolide" du tout, et le traite généralement comme juste un autre mot pour boule de feu, bien qu'en pratique le terme tende à être appliqué spécifiquement aux boules de feu de magnitude -4 ou plus lumineuse. En d'autres termes, "bolide" et "boule de feu" se chevauchent dans l'usage quotidien beaucoup plus que ce que les seuils de magnitude ordonnés pourraient suggérer.
La Trace qu'une Météore Laisse Derrière
Une météore ne disparaît pas nécessairement à l'instant où elle cesse de briller. Une fois qu'une météoroïde s'est ralentie à environ 2 à 4 km/s, elle entre dans ce qu'on appelle le vol sombre : toujours en chute, mais plus assez chaude pour produire de la lumière visible.
Au-dessus de ce point, cependant, une météore peut laisser plus qu'un souvenir. La colonne d'air ionisé qu'elle crée sur son passage, sa traînée d'ionisation, peut persister jusqu'à 45 minutes, assez longtemps pour que les opérateurs radio et les systèmes radar puissent capter de brèves réflexions bien après que le rayon visible a disparu.
Les météores peuvent aussi être entendus, pas seulement vus, bien que les sons impliqués soient assez étranges pour que les scientifiques aient longtemps hésité à faire confiance aux rapports. Lors de la pluie de météores Léonides de 2001, les observateurs ont décrit des bruits de "crépitement", "sifflement" ou "sifflement" se produisant au moment exact du flash d'une météore, apparemment impossible étant donné à quel point la météore était loin et haut. Les enregistrements sonores contrôlés effectués en Mongolie en 1998 ont soutenu les rapports, appuyant l'idée que ces sons simultanés sont réels plutôt qu'imaginaires.
Tchéliabinsk : Une Météore Assez Lumineuse pour Causer des Coups de Soleil
La plupart des météores sont oubliés en quelques secondes par quiconque les voit. La météore de Tchéliabinsk est l'exception qui montre ce qui se passe lorsque la même physique s'étend à une plus grande échelle. C'était un superbolide qui est entré dans l'atmosphère terrestre au-dessus de la région du sud de l'Oural en Russie le 15 février 2013 vers 09:20 heure locale, produit par un astéroïde proche de la Terre d'environ 18 mètres, 9 100 tonnes qui a frappé l'atmosphère à un angle peu profond de 18 degrés et une vitesse relative à la Terre d'environ 19,2 km/s.
Pendant quelques secondes, la lumière de cette météore était plus brillante que le Soleil et est restée visible aussi loin que 100 kilomètres, plus loin que la distance de la ville elle-même à plusieurs villes environnantes. On pense que c'est le plus grand objet naturel à entrer dans l'atmosphère terrestre depuis l'événement Tunguska de 1908, et le seul confirmé d'avoir causé des blessures généralisées : les autorités russes ont rapporté que 1 491 personnes ont cherché une assistance médicale dans l'oblast de Tchéliabinsk dans les jours suivants, et 112 ont été hospitalisées.
Tchéliabinsk est un rappel qu'une météore n'est pas toujours un rayon inoffensif sur lequel faire un vœu. Presque tous le sont ; celui-ci était une exception rare, et c'est l'échelle de l'objet impliqué, non quelque chose de différent dans la physique sous-jacente, qui a fait la différence.