Em 15 de fevereiro de 2013, uma bola de fogo sobre a cidade russa de Chelyabinsk brevemente ofuscou o Sol e permaneceu visível de até 100 quilômetros de distância. Foi, fisicamente, o mesmo tipo de evento que uma "estrela cadente" ordinária na qual as crianças fazem um desejo em uma noite de verão, apenas enormemente maior e mais próxima do solo.
Um meteoro não é uma estrela em absoluto, cadente ou de outra forma. É o raio luminoso produzido quando um pequeno corpo, geralmente um meteoroide, é aquecido até a incandescência colidindo com moléculas de ar bem alto na atmosfera terrestre. O próprio objeto é quase sempre minúsculo; o espetáculo de luz que produz é o que é notado. Este artigo é sobre aquela luz: o que a causa, como são grandes e rápidos os objetos por trás dela, e o que acontece quando um deles fica grande o suficiente para fazer manchetes.
A Estrela Cadente que Não é uma Estrela
O nome "meteoro" é mais antigo que a ciência por trás dele. Vem da palavra grega meteōrítēs, que significa "alto no ar", uma descrição que os antigos observadores aplicavam a qualquer coisa brilhante e transitória que viam no céu, muito antes de alguém entender que um meteoro é a passagem visível de um pequeno corpo queimando na atmosfera em vez de uma verdadeira estrela.
Essa lacuna entre o nome antigo e a explicação moderna é por que "estrela cadente" e "meteoro" descrevem exatamente o mesmo fenômeno: um breve raio de luz causado por uma partícula de detrito, não por nada estelar.
Onde o Espetáculo Acontece
Os meteoros são um evento estritamente da atmosfera superior. Eles ocorrem tipicamente na mesosfera, em altitudes de 76 a 100 quilômetros – muito mais alto do que onde voam os aviões comerciais, e mais alto do que a maioria do tempo. Mais precisamente, um meteoroide geralmente se torna visível em algum lugar entre aproximadamente 75 e 120 km acima da Terra e queima novamente quando caiu para uma altitude de 50 a 95 km.
Essa faixa estreita é importante porque significa que quase nada de um meteoro típico acontece perto do solo. Tudo o que um observador na Terra vê riscar pelo céu já terminou seu espetáculo dezenas de quilômetros acima de qualquer avião, para não mencionar qualquer edifício.
De Grão de Areia para Bola de Fogo
A incompatibilidade de tamanho entre causa e efeito é a parte mais contraintuitiva de todo esse fenômeno. A maioria dos meteoroides que causam meteoros tem aproximadamente o tamanho de um grão de areia – geralmente 1 milímetro de largura ou menor – ainda assim essa partícula pode produzir um raio brilho o suficiente para chamar a atenção de um estranho do solo. Meteoroides como categoria também são definidos como maiores, como objetos significativamente menores que asteroides e variando de grãos a aproximadamente um metro de largura; qualquer coisa maior é geralmente classificada como um asteroide.
A velocidade faz a maior parte do trabalho que o tamanho não consegue. Os meteoroides mais rápidos se movem a aproximadamente 42 km/s nas proximidades da órbita terrestre, e a Terra se move a aproximadamente 29,6 km/s ao redor do Sol. Some-os e os números explicam por que os meteoros podem parecer tão violentos para algo tão pequeno: quando um meteoroide encontra a atmosfera de frente, o que só acontece para meteoros em uma órbita retrógrada como os Leônidas (ligados ao cometa retrógrado 55P/Tempel-Tuttle), a velocidade de aproximação combinada pode atingir aproximadamente 71 km/s. Nessa velocidade, um grão de areia carrega energia cinética suficiente para brilhar brevemente mais do que tudo mais no céu ao seu redor.
Meteoros Esporádicos e os Com Agendamento
Nem todo meteoro pertence a um evento nomeado. Os meteoros ocorrem em chuvas, que ocorrem quando a Terra passa por um fluxo de detritos deixado por um cometa, ou como meteoros esporádicos, não conectados a nenhum fluxo específico de detritos espaciais e capazes de aparecer em qualquer noite do ano. Um meteoro de chuva segue um caminho compartilhado com inúmeros outros da mesma fonte; um meteoro esporádico é um evento único, vindo de uma direção aleatória sem outros detritos por perto.
Bola de Fogo, Bolida, Superbolida: Uma Escada de Nomenclatura
Assim que um meteoro fica brilho o suficiente, astrônomos param de chamá-lo de meteoro e começam a usar palavras mais específicas, cada uma com seu próprio limite. A União Astronômica Internacional define uma bola de fogo como um meteoro mais brilho que qualquer um dos planetas, com uma magnitude aparente de -4 ou maior. Empurre o brilho mais longe e o vocabulário muda novamente: bolas de fogo que atingem uma magnitude aparente de -14 ou mais brilho são chamadas de bolidas, e se a magnitude atingir -17 ou mais brilho, o evento é chamado de superbolida.
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A escada não é perfeitamente arrumada, contudo. A IAU não tem uma definição oficial de "bolida" em absoluto, e geralmente a trata como apenas outra palavra para bola de fogo, embora na prática o termo tenha a tendência de ser aplicado especificamente a bolas de fogo de magnitude -4 ou mais brilho. Em outras palavras, "bolida" e "bola de fogo" se sobrepõem no uso cotidiano muito mais do que os limites de magnitude bem definidos acima podem sugerir.
O Rastro que um Meteoro Deixa para Trás
Um meteoro não desaparece necessariamente no instante em que para de brilhar. Uma vez que um meteoroide desacelera para aproximadamente 2 a 4 km/s, ele entra no que é chamado de voo escuro: ainda caindo, mas não mais quente o suficiente para produzir luz visível.
Acima desse ponto, porém, um meteoro pode deixar mais que uma memória. A coluna de ar ionizado que cria em seu caminho, seu rastro de ionização, pode persistir por até 45 minutos, tempo suficiente para que operadores de rádio e sistemas de radar possam captar breves reflexões bem depois que o raio visível desapareceu.
Meteoros também podem ser ouvidos, não apenas vistos, embora os sons envolvidos sejam estranhos o suficiente para que os cientistas tenham hesitado em confiar nos relatos por muito tempo. Durante o chuveiro de meteoros Leônidas de 2001, os observadores descreveram sons de "estalo", "assobio" ou "sibilação" ocorrendo no exato mesmo instante do clarão de um meteoro, aparentemente impossível considerando o quão longe e quão alto o meteoro estava. Gravações sonoras controladas feitas na Mongólia em 1998 apoiaram os relatos, apoiando a ideia de que esses sons simultâneos são reais em vez de imaginários.
Chelyabinsk: Um Meteoro Brilho o Suficiente para Causar Queimadura Solar
A maioria dos meteoros é esquecida dentro de segundos por qualquer um que os veja. O meteoro de Chelyabinsk é a exceção que mostra o que acontece quando a mesma física é dimensionada. Era uma superbolida que entrou na atmosfera terrestre sobre a região de Ural sul da Rússia em 15 de fevereiro de 2013 por volta das 09:20 horário local, produzida por um asteroide próximo à Terra de aproximadamente 18 metros, 9.100 toneladas que atingiu a atmosfera em um ângulo raso de 18 graus e uma velocidade em relação à Terra de aproximadamente 19,2 km/s.
Por alguns segundos, a luz daquele meteoro era mais brilho que o Sol e permanecia visível de até 100 quilômetros de distância, mais longe que a distância da própria cidade para várias cidades circunvizinhas. Acredita-se ser o maior objeto natural a entrar na atmosfera terrestre desde o evento Tunguska de 1908, e o único confirmado ter causado lesões generalizadas: as autoridades russas relataram que 1.491 pessoas procuraram atenção médica no Oblast de Chelyabinsk nos dias seguintes, e 112 foram hospitalizadas.
Chelyabinsk é um lembrete de que um meteoro nem sempre é um raio inofensivo no qual fazer um desejo. Quase todos são; este foi uma exceção rara, e é a escala do objeto envolvido, não nada diferente na física subjacente, que fez a diferença.