Certains météores laissent des traînées qui durent jusqu'à une heure. Maintenant, nous pourrions savoir pourquoi.

Pour laisser une trace durable, les météores doivent viser bas. Une nouvelle enquête sur les étoiles filantes montre que les météores qui s'enflamment à 90 kilomètres de haut dans le ciel laissent une lueur persistante, contrairement à ceux qui se consument à des altitudes plus élevées.

Les météores sont normalement des événements clignotants et manquants. Une particule de poussière spatiale laisse derrière elle une traînée de lumière flamboyante lorsqu'elle traverse l'atmosphère, puis disparaît. Mais parfois, un météore laisse une lueur persistante. Les astronomes ont observé ces traînées persistantes depuis plus d'un siècle, mais des questions subsistaient sur leurs origines.

Maintenant, la première enquête systématique sur les traînées persistantes a révélé quel type de météore est le plus susceptible de laisser une traînée derrière lui. Contrairement aux hypothèses précédentes, la variable clé pour déterminer si un météore laissera une traînée persistante est sa hauteur dans l'atmosphère, et non sa vitesse ou sa luminosité, rapportent les astronomes dans le Journal de recherche géophysique : Physique de l'espace de juillet.

Les astronomes amateurs enregistrent souvent de telles traînées "en tant que joli film", déclare l'astrophysicien Gunter Stober de l'Université de Berne en Suisse, qui n'a pas participé aux nouveaux travaux. "Il s'agit vraiment de la première vue d'ensemble plus complète et totale des statistiques."

Les traînées persistantes se forment lorsque les métaux qui ont été brûlés de la météorite réagissent avec l'oxygène, en particulier l'ozone, dans l'atmosphère. La réaction chimique émet de la chaleur et de la lumière, maintenant la traînée pendant des dizaines de minutes, voire jusqu'à une heure. Elles peuvent se tortiller et se tordre comme des serpents lumineux alors que le vent les emporte.

Des études des années 1940 et 1950 ont suggéré que les traînées sont rares, se produisant dans 1 météore sur 750, et sont principalement associées aux météores les plus lumineux. Des études plus récentes se sont concentrées sur l'orage de météores des Léonides au début des années 2000, qui a été la pluie la plus spectaculaire depuis des décennies. Ces études ont conclu que seuls les météores les plus rapides, filant à environ 70 kilomètres par seconde, laissent des traînées.

Mais ces enquêtes étaient soit trop larges, incluant des visions ponctuelles de météores par des observateurs du monde entier, soit trop étroites, se concentrant sur une seule pluie de météores spectaculaire.

Pour créer un catalogue plus uniforme, l'astrophysicien Logan Cordonnier et ses collègues ont installé une caméra pour regarder le même morceau de ciel au-dessus du Nouveau-Mexique pendant près de deux ans. D'octobre 2021 à juillet 2023, l'instrument a enregistré chaque traînée lumineuse traversant son champ de vision. Pendant ce temps, l'équipe a enregistré près de 7 500 météores, dont environ 850 ont laissé des traînées persistantes. Non seulement les traînées étaient plus courantes que prévu, environ 1 météore sur 8 laissait une traînée, et 1 sur 19 durait plus de cinq minutes, mais les traînées étaient laissées par des météores de toutes vitesses et de toutes luminosités.

“Certains des idées précédemment émises étaient que ces traînées persistantes n'étaient formées que par les météores rapides et lumineux”, explique Cordonnier, de l'Université du Nouveau-Mexique à Albuquerque. « Nous avons trouvé que ce n'était pas nécessairement rapide. La plupart des traînées persistantes étaient formées par des météores plus lents.

Le véritable facteur déterminant était la disponibilité de l'ozone, déclare Cordonnier. Les météores qui pénétraient à des altitudes de 90 kilomètres étaient beaucoup plus susceptibles de laisser des traînées que ceux qui étaient plus hauts. C'est au-dessus de la couche d'ozone de la Terre, mais il y a une petite concentration d'ozone à cette altitude, ajoute Cordonnier. Bien que théoriquement, les météores traversant la couche d'ozone pourraient également laisser des traînées, Cordonnier note que peu de météores parviennent aussi loin sans se désintégrer.

De futures observations des traînées persistantes pourraient aider à sonder la chimie de cette couche atmosphérique insaisissable. Cette région “est le point de votre dos que vous ne pouvez pas vous gratter. C'est trop haut dans l'atmosphère pour les ballons météorologiques, et trop bas pour que les satellites prennent des mesures directes. C'est une région difficile à sonder. Les traînées persistantes, cependant, “se produisent gratuitement, tout le temps. Nous devons simplement les regarder et les voir.

Stober aimerait voir les données du nouveau catalogue appliquées à une autre question : Pourquoi certaines traînées maintiennent-elles leur forme si longtemps, tandis que d'autres se dissipent rapidement? Expliquer la chimie qui produit les traînées en premier lieu est intéressant, “mais il faut une force pour maintenir la traînée comme une traînée”, dit-il.

Les physiciens atmosphériques ont suggéré que de minuscules grains de poussière chargés éjectés de la météorite pourraient produire un champ électrique capable de maintenir la traînée ensemble. D'autres investigations dans ce catalogue et d'autres pourraient aider à prouver cette notion correcte ou incorrecte.