Alcune meteore lasciano scie che possono durare fino a un'ora. Ora potremmo sapere il perché

Per lasciare un segno duraturo, le meteore devono puntare in basso. Un nuovo studio sulle stelle cadenti mostra che le meteore che bruciano a 90 chilometri di altezza nel cielo lasciano una persistente luminescenza, a differenza di quelle che si consumano a quote maggiori.

Le meteore sono normalmente eventi rapidi che si possono perdere facilmente. Una particella di polvere spaziale lascia una scia infuocata di luce mentre si muove attraverso l'atmosfera, e poi scompare. Ma talvolta, una meteora lascia una luminescenza persistente. Gli astronomi hanno osservato questi treni persistenti per più di un secolo, ma sono rimaste domande sui loro origine.

Ora, il primo studio sistematico sui treni persistenti ha rivelato quale tipo di meteora è più probabile lasciare un treno dietro di sé. Contrariamente alle precedenti supposizioni, la variabile chiave per determinare se una meteora lascierà un treno persistente è la sua altezza nell'atmosfera, non la sua velocità o luminosità, riferiscono gli astronomi nel Journal di Geophysical Research: Space Physics di luglio.

Gli astronomi amatoriali spesso registrano queste scie "come un bel film," dice l'astrofisico Gunter Stober dell'Università di Berna in Svizzera, che non è stato coinvolto nel nuovo lavoro. "Questo è veramente il primo quadro statistico più completo, una panoramica totale delle statistiche."

I treni persistenti si formano quando i metalli che sono stati bruciati dalla roccia spaziale in arrivo reagiscono con l'ossigeno, in particolare l'ozono, nell'atmosfera. La reazione chimica emette calore e luce, sostenendo il treno per decine di minuti o anche fino a un'ora. Possono contorcersi e torcersi come serpenti luminosi mentre il vento li porta via.

Studi degli anni '40 e '50 hanno suggerito che i treni sono rari, verificandosi in una meteora su 750, e sono perlopiù associati alle meteore più luminose. Studi più recenti si sono concentrati sulla pioggia di meteoriti Leonidi dei primi anni 2000, che è stata la pioggia più drammatica da decenni. Quegli studi hanno concluso che solo le meteore più veloci, che corrono a circa 70 chilometri al secondo, lasciano treni.

Ma questi studi erano o troppo ampi, includendo visioni singole di meteore da osservatori di tutto il mondo, o troppo ristretti, concentrati su una singola spettacolare pioggia di meteoriti.

Per creare un catalogo più uniforme, l'astrofisico Logan Cordonnier e colleghi hanno installato una telecamera per osservare la stessa parte del cielo sopra il New Mexico per quasi due anni. Da ottobre 2021 a luglio 2023, lo strumento ha registrato ogni striscia di luce che attraversava il suo campo visivo. In quel tempo, il team ha registrato quasi 7.500 meteore, di cui circa 850 hanno lasciato treni persistenti. Non solo i treni erano più comuni del previsto - circa 1 su 8 meteore ha lasciato un treno, e 1 su 19 è durato più di cinque minuti - ma i treni sono stati lasciati da meteore di tutte le velocità e luminosità.

"Alcune delle idee precedentemente sostenute erano che questi treni persistenti venivano formati solo dalle meteore veloci e luminose," dice Cordonnier, dell'Università del New Mexico ad Albuquerque. "Abbiamo scoperto che non deve essere veloce. La maggior parte dei treni persistenti è stata formata da meteore più lente."

Il vero fattore determinante era la disponibilità di ozono, dice Cordonnier. Le meteore che penetravano a quote di 90 chilometri erano molto più propense a lasciare treni rispetto a quelle più alte. Questo è al di sopra dello strato di ozono della Terra, ma c'è una piccola concentrazione di ozono a quell'altitudine, dice Cordonnier. Sebbene teoricamente, le meteore che attraversano lo strato di ozono potrebbero anche lasciare scie, Cordonnier osserva che poche meteore arrivano a quella distanza senza disintegrarsi.

Osservazioni future sui treni persistenti potrebbero aiutare a esplorare la chimica di questo strato atmosferico elusivo. La regione "è il punto della schiena in cui non puoi grattarti," dice Cordonnier. "È troppo alta nell'atmosfera per i palloni meteorologici e troppo bassa per i satelliti per fare misurazioni dirette. È una regione difficile da sondare." I treni persistenti, però, "avvengono gratuitamente, tutto il tempo. Dobbiamo solo guardarli e osservarli."

Stober vorrebbe vedere i dati presenti nel nuovo catalogo applicati a un'altra domanda: Perché alcuni treni mantengono le loro forme per così tanto tempo, mentre altri si disperdono rapidamente? Spiegare la chimica che produce i treni inizialmente è interessante, "ma hai bisogno di una forza per mantenere il treno come un treno,"dice lui.

Fisici atmosferici hanno suggerito che minuscole particelle di polvere cariche smosse dalla meteorite potrebbero produrre un campo elettrico che può mantenere insieme il treno. Ulteriori indagini su questo catalogo e altri potrebbero aiutare a dimostrare se questa idea è giusta o sbagliata.