Op 15 februari 2013 was een vuurbol boven de Russische stad Tsjeljabinsk even helder als de Zon en bleef zichtbaar tot 100 kilometer afstand. Het was fysiek hetzelfde soort gebeurtenis als een gewone "vallende ster" waar kinderen op wensen in de zomer, alleen enorm groter en dichter bij de grond.
Een meteoriet is helemaal geen ster, vallend of anderszins. Het is de gloeiende straal die ontstaat wanneer een klein lichaam, meestal een meteoroïde, wordt verhit tot gloeiing door botsing met luchtmoleculen hoog in de aartatmosfeer. Het object zelf is bijna altijd minuscuul; de lichtshow die het produceert is wat opvalt. Dit artikel gaat over dat licht: wat het veroorzaakt, hoe groot en snel de objecten erachter zijn, en wat er gebeurt als een ervan groot genoeg wordt om de koppen van de kranten te halen.
De Vallende Ster die Geen Ster Is
De naam "meteoriet" is ouder dan de wetenschap erachter. Het komt van het Griekse woord meteōrítēs, wat "hoog in de lucht" betekent, een beschrijving die oude waarnemers toepaste op alles wat helder en voorbijgaand was dat ze aan de hemel zagen, lang voordat iemand begreep dat een meteoriet de zichtbare passage is van een klein lichaam dat in de atmosfeer verbrandt in plaats van een echte ster.
Dit gat tussen de oude naam en de moderne verklaring is waarom "vallende ster" en "meteoriet" precies hetzelfde fenomeen beschrijven: een korte lichtstraal veroorzaakt door een deeltje puin, niet door iets sterachtigs.
Waar de Show Plaatsvindt
Meteoriten zijn een zuiver bovenste atmosfeer event. Ze treden typisch op in de mesosfeer, op hoogteverschillen van 76 tot 100 kilometer – veel hoger dan waar commerciële vliegtuigen vliegen, en hoger dan het meeste weer. Meer specifiek, een meteoroïde wordt meestal zichtbaar ergens tussen ongeveer 75 en 120 km boven de Aarde en verbrandt opnieuw zodra het is gedaald tot een hoogte van 50 tot 95 km.
Deze smalle band is belangrijk omdat het betekent dat bijna niets van een typische meteoriet dicht bij de grond gebeurt. Alles wat een waarnemer op Aarde ziet over de lucht vegen heeft zijn show al tientallen kilometer boven elk vliegtuig voltooid, laat staan boven een gebouw.
Van Zandkorrel tot Vuurbal
De grootte mismatch tussen oorzaak en gevolg is het meest contra-intu-ïtieve deel van dit hele fenomeen. De meeste meteoroïden die meteoriten veroorzaken zijn ongeveer ter grootte van een zandkorrel – meestal 1 millimeter breed of kleiner – toch kan dat deeltje een straal produceren die helder genoeg is om de aandacht van een vreemde op de grond te trekken. Meteoroïden als categorie zijn ook groter gedefinieerd, als objecten aanzienlijk kleiner dan asteroïden en variërend van korrels tot ongeveer een meter breed; alles groter wordt over het algemeen geclassificeerd als asteroïde.
Snelheid doet veel van het werk dat grootte niet kan. De snelste meteoroïden bewegen zich met ongeveer 42 km/s in de buurt van de aardbaan, en de Aarde zelf beweegt zich met ongeveer 29,6 km/s rond de Zon. Tel deze bij elkaar op en de getallen verklaren waarom meteoriten er zo gewelddadig uit kunnen zien voor iets zo klein: wanneer een meteoroïde frontaal op de atmosfeer botst, wat alleen gebeurt voor meteoriten in een retrograde baan zoals de Leoniden (gekoppeld aan de retrograde komeet 55P/Tempel-Tuttle), kan de gecombineerde benaderingsnelheid ongeveer 71 km/s bereiken. Bij die snelheid draagt een zandkorrel genoeg kinetische energie om even helder te glanzen dan alles anders in de lucht om het heen.
Sporadische Meteoriten en Degenen Met een Schema
Niet elke meteoriet hoort bij een benoemd evenement. Meteoriten treden op in buien, die plaatsvinden als de Aarde door een stroom puin voortgelaten door een komeet gaat, of als sporadische meteoriten, niet verbonden aan enige specifieke stroom ruimtepuin en in staat om op elke nacht van het jaar te verschijnen. Een buienmeteoriet volgt een pad dat wordt gedeeld met talrijke anderen van dezelfde bron; een sporadische meteoriet is een eenmalige gebeurtenis, van een willekeurige richting zonder ander puin in de buurt.
Vuurbol, Bolide, Superbolide: Een Naamgevingladdder
Zodra een meteoriet helder genoeg wordt, houden astronomen op deze meteoriet te noemen en beginnen ze meer specifieke woorden te gebruiken, elk met een eigen drempel. De Internationale Astronomische Unie definieert een vuurbol als een meteoriet die helderder is dan een van de planeten, met een schijnbare magnitude van -4 of groter. Duw de helderheid verder en het vocabulaire verandert opnieuw: vuurbollen die een schijnbare magnitude van -14 of helderder bereiken, worden boliden genoemd, en als de magnitude -17 of helderder bereikt, wordt het evenement een superbolide genoemd.
.jpg){kind=link}
De ladder is niet perfect netjes, echter. De IAU heeft geen officiële definitie van "bolide" helemaal, en behandelt het in het algemeen als slechts een ander woord voor vuurbol, hoewel in de praktijk de term meestal speciaal wordt toegepast op vuurbollen met magnitude -4 of helderder. Met andere woorden, "bolide" en "vuurbol" overlappen in het dagelijks gebruik veel meer dan de nette magnitudedrempels hierboven zouden kunnen suggereren.
Het Spoor dat een Meteoriet Achterlaat
Een meteoriet verdwijnt niet noodzakelijk op het moment dat het stopt met glanzen. Zodra een meteoroïde tot ongeveer 2 tot 4 km/s is afgeremd, treedt het in wat donker vlucht wordt genoemd: nog steeds vallend, maar niet meer heet genoeg om zichtbaar licht te produceren.
Boven dat punt kan een meteoriet echter meer dan een herinnering achterlaten. De kolom geïoniseerde lucht die het op weg naar beneden maakt, zijn ionisatiepad, kan tot 45 minuten aanhouden, lang genoeg zodat radiobestuurders en radarsystemen korte reflecties opvangen lang nadat de zichtbare straal weg is.
Meteoriten kunnen ook worden gehoord, niet alleen gezien, hoewel de betrokken geluiden vreemd genoeg zijn dat wetenschappers lange tijd weigerden de rapporten te vertrouwen. Tijdens de Leonidenmeteorenstorm van 2001 beschreven waarnemers "knetteringen", "fluitend" of "sissen" geluiden die plaatsvonden op het exacte moment van een meteorietflits, schijnbaar onmogelijk gezien hoe ver weg en hoe hoog de meteoriet werkelijk was. Gecontroleerde geluidsopnamen gemaakt in Mongolië in 1998 ondersteunden de rapporten, wat het idee ondersteundt dat deze gelijktijdige geluiden reëel zijn in plaats van verbeeld.
Tsjeljabinsk: Een Meteoriet Helder Genoeg om Zonnebrand te Veroorzaken
De meeste meteoriten worden binnen seconden vergeten door iedereen die ze ziet. De Tsjeljabinsk meteoriet is de uitzondering die laat zien wat er gebeurt als dezelfde fysica omhoog wordt geschaald. Het was een superbolide die op 15 februari 2013 rond 09:20 plaatselijke tijd in de aartatmosfeer boven Ruslands zuidelijke Oeral-regio binnenkwam, geproduceerd door een ruwe 18-meter, 9100 ton aardse asteroïde die de atmosfeer onder een ondiepe hoek van 18 graden en een snelheid ten opzichte van de Aarde van ongeveer 19,2 km/s raakte.
Gedurende enkele seconden was het licht van die meteoriet helderder dan de Zon en bleef zichtbaar tot 100 kilometer afstand, verder dan de afstand van de stad zelf tot verschillende omliggende steden. Aangenomen wordt dat het het grootste natuurlijke object is dat sinds het Tunguska-event van 1908 in de aartatmosfeer is binnengekomen, en het enige waarvan is bevestigd dat het wijdverbreide letsel heeft veroorzaakt: Russische autoriteiten meldden dat 1491 mensen in de daaropvolgende dagen medische hulp zochten in Tsjeljabinsk Oblast, en 112 werden opgenomen.
Tsjeljabinsk herinnert ons eraan dat een meteoriet niet altijd een onschuldige straal is om op te wensen. Bijna allemaal zijn; dit was een zeldzame uitzondering, en het is de schaal van het betrokken object, niet iets anders in de onderliggende fysica, die het verschil maakte.