Einige Meteore hinterlassen Spuren, die bis zu einer Stunde lang sichtbar sind. Jetzt könnten wir wissen, warum

Um eine dauerhafte Spur zu hinterlassen, müssen Meteoriten niedrig zielen. Eine neue Umfrage zu Sternschnuppen zeigt, dass Meteoriten, die mit 90 Kilometern Höhe durch den Himmel rasen, einen hartnäckigen Nachglanz hinterlassen, im Gegensatz zu denen, die in größeren Höhen verglühen.

Meteoriten sind normalerweise blink-und-du-verpasst-es Ereignisse. Ein Partikel aus Weltraumstaub hinterlässt eine feurige Spur aus Licht, während es durch die Atmosphäre zischt, und dann ist es verschwunden. Aber manchmal hinterlässt ein Meteor einen anhaltenden Nachglanz. Astronomen haben diese anhaltenden Züge seit mehr als einem Jahrhundert bemerkt, aber Fragen über ihre Ursprünge blieben.

Jetzt hat die erste systematische Umfrage zu anhaltenden Zügen enthüllt, was für eine Art Meteor am ehesten einen Zug hinterlässt. Im Gegensatz zu früheren Annahmen ist die Schlüsselvariable dafür, ob ein Meteor einen anhaltenden Zug hinterlässt, seine Höhe in der Atmosphäre und nicht seine Geschwindigkeit oder Helligkeit, berichten Astronomen im Juli im Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Amateur-Astronomen nehmen solche Spuren oft "als einen schönen Film" auf, sagt der Astrophysiker Gunter Stober von der Universität Bern in der Schweiz, der nicht an der neuen Arbeit beteiligt war. "Dies ist wirklich der erste umfassende, umfassende Überblick über die Statistiken."

Anhaltende Züge entstehen, wenn Metalle, die von dem eintreffenden Weltraumgestein abgebrannt wurden, mit Sauerstoff, insbesondere Ozon, in der Atmosphäre reagieren. Die chemische Reaktion gibt Wärme und Licht ab und erhält den Zug für Minuten oder sogar bis zu einer Stunde. Sie können sich winden und wie leuchtende Schlangen drehen, während der Wind sie wegträgt.

Untersuchungen aus den 1940er und 1950er Jahren legten nahe, dass Züge selten sind, bei 1 von 750 Meteoriten vorkommen und hauptsächlich mit den hellsten Meteoriten in Verbindung stehen. Neuere Studien konzentrierten sich auf den Leoniden-Meteor-Sturm der frühen 2000er Jahre, der der dramatischste Schauer seit Jahrzehnten war. Diese Studien kamen zu dem Schluss, dass nur die schnellsten Meteoriten, die mit rund 70 Kilometern pro Sekunde rasen, Züge hinterlassen.

Aber diese Umfragen waren entweder zu breit gefasst, einschließlich einmaliger Ansichten von Meteoriten von Beobachtern auf der ganzen Welt, oder zu eng gefasst und konzentrierten sich auf einen einzigen spektakulären Meteoritenschauer.

Um einen gleichmäßigeren Katalog zu erstellen, richteten der Astrophysiker Logan Cordonnier und Kollegen eine Kamera ein, um fast zwei Jahre lang auf dasselbe Stück Himmel über New Mexico zu starren. Von Oktober 2021 bis Juli 2023 zeichnete das Instrument jeden Lichtstreifen auf, der sein Sichtfeld überquerte. In dieser Zeit nahm das Team fast 7.500 Meteoriten auf, von denen etwa 850 anhaltende Züge hinterließen. Nicht nur, dass Züge häufiger waren als erwartet - etwa 1 von 8 Meteoriten hinterließ einen Zug, und 1 von 19 dauerte länger als fünf Minuten - sondern Züge wurden von Meteoriten aller Geschwindigkeiten und Helligkeiten hinterlassen.

"Einige der zuvor bestehenden Ideen waren, dass diese anhaltenden Züge nur von den schnellen, hellen Meteoriten gebildet wurden", sagt Cordonnier von der University of New Mexico in Albuquerque. "Wir haben festgestellt, dass es nicht schnell sein muss. Die meisten dieser anhaltenden Züge wurden von langsameren Meteoriten gebildet."

Der eigentliche bestimmende Faktor war die Verfügbarkeit von Ozon, sagt Cordonnier. Meteoriten, die bis zu Höhen von 90 Kilometern vordrangen, waren weit häufiger in der Lage, Züge zu hinterlassen als diejenigen, die höher waren. Das liegt über der Ozonschicht der Erde, aber es gibt eine geringe Konzentration von Ozon in dieser Höhe, sagt Cordonnier. Theoretisch könnten Meteoriten, die die Ozonschicht durchdringen, auch Spuren hinterlassen, aber laut Cordonnier schaffen es nur wenige Meteoriten so weit, ohne zu zerfallen.

Zukünftige Beobachtungen von anhaltenden Zügen könnten dazu beitragen, die Chemie dieser schwer fassbaren Atmosphärenschicht zu untersuchen. Die Region "ist die Stelle auf dem Rücken, an der man nicht kratzen kann", sagt Cordonnier. "Sie liegt zu hoch in der Atmosphäre für Wetterballons und zu tief für Satelliten, um direkte Messungen durchzuführen. Es ist eine schwierige Region zu erkunden." Anhaltende Züge "erfolgen jedoch kontinuierlich. Wir müssen nur hinschauen und sie sehen."

Stober würde gerne sehen, wie die Daten im neuen Katalog auf eine andere Frage angewendet werden: Warum behalten einige Züge ihre Formen so lange bei, während andere schnell diffundieren? Die Chemie zu erklären, die Züge überhaupt produziert, ist interessant, "aber du brauchst eine Kraft, um den Zug als Zug zu halten", sagt er.

Atmosphärenphysiker haben vorgeschlagen, dass winzige, geladene Staubkörner, die vom Meteoriten abgesprengt werden, ein elektrisches Feld erzeugen können, das den Zug zusammenhalten kann. Weitere Untersuchungen in diesem Katalog und anderen könnten dazu beitragen, diese Idee zu bestätigen oder zu widerlegen.