Vissa meteorit lämnar spår som varar i upp till en timme. Nu kanske vi vet varför

För att lämna ett varaktigt spår måste meteorer sikta lågt. En ny undersökning av stjärnfall visar att meteorer som flammar genom 90 kilometer upp på himlen lämnar ett ihållande eftersken, till skillnad från de som brinner upp på högre höjder.

Meteorer är normalt blink-och-du-missar-det-händelser. En partikel rymddamm lämnar ett brinnande spår av ljus när den glider genom atmosfären, och sedan är den borta. Men ibland lämnar en meteor en kvardröjande efterglöd. Astronomer har noterat dessa ihållande tåg i mer än ett sekel, men frågor kvarstod om deras ursprung.

Nu har den första systematiska undersökningen av ihållande tåg avslöjat vilken typ av meteor som mest sannolikt lämnar ett tåg bakom sig. I motsats till tidigare antaganden är nyckelvariabeln för om en meteor kommer att lämna ett ihållande tåg dess höjd i atmosfären, inte dess hastighet eller ljusstyrka, rapporterar astronomer i juli Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Amatörastronomer spelar ofta in sådana spår "som en trevlig film", säger astrofysikern Gunter Stober vid universitetet i Bern i Schweiz, som inte var involverad i det nya arbetet. "Detta är verkligen den första mer heltäckande, totala översikten av statistik."

Ihållande tåg bildas när metaller som har bränts av den inkommande rymdstenen reagerar med syre, särskilt ozon, i atmosfären. Den kemiska reaktionen avger värme och ljus, och upprätthåller tåget i tiotals minuter eller till och med upp till en timme. De kan vrida sig och vrida sig som lysande ormar när vinden bär bort dem.

Studier från 1940- och 1950-talen antydde att tåg är sällsynta, förekommer i 1 av 750 meteorer och oftast förknippas med de ljusaste meteorerna. Nyare studier fokuserade på Leonid-meteorstormen i början av 2000-talet, som var den mest dramatiska regnskuren på årtionden. Dessa studier drog slutsatsen att endast de snabbaste meteorerna, som tävlar runt 70 kilometer per sekund, lämnar tåg.

Men dessa undersökningar var antingen för breda, inklusive engångsvyer av meteorer från observatörer runt om i världen, eller för smala, med fokus på en enda spektakulär meteorregn.

För att skapa en mer enhetlig katalog satte astrofysikern Logan Cordonnier och kollegor upp en kamera för att stirra på samma fläck av himlen över New Mexico i nästan två år. Från oktober 2021 till juli 2023 registrerade instrumentet varje ljusstrimma som korsade dess synfält. Under den tiden spelade teamet in nästan 7 500 meteorer, varav cirka 850 lämnade ihållande tåg. Inte bara var tåg vanligare än väntat - ungefär 1 av 8 meteorer lämnade ett tåg och 1 av 19 varade längre än fem minuter - utan tåg lämnades av meteorer av alla hastigheter och ljusstyrkor.

"Några av de tidigare idéerna var att dessa ihållande tåg endast bildades av de snabba, ljusa meteorerna", säger Cordonnier, vid University of New Mexico i Albuquerque. "Vi upptäckte att det inte behöver vara snabbt. De flesta av de ihållande tågen bildades av långsammare meteorer."

Den verkliga avgörande faktorn var tillgången på ozon, säger Cordonnier. Meteorer som trängde upp till höjder av 90 kilometer var mycket mer benägna att lämna tåg än de som var högre. Det är ovanför jordens ozonskikt, men det finns en liten koncentration av ozon på den höjden, säger Cordonnier. Medan teoretiskt sett kan meteorer som passerar genom ozonskiktet också lämna spår, noterar Cordonnier att få meteorer når så långt utan att sönderfalla.

Framtida observationer av ihållande tåg kan hjälpa till att undersöka kemin i detta svårfångade atmosfäriska lager. Regionen "är platsen i ryggen där du inte kan klia", säger Cordonnier. "Det är för högt i atmosfären för väderballonger, och det är för lågt för satelliter att göra direkta mätningar. Det är en svår region att undersöka." Ihållande tåg, dock, "händer gratis, hela tiden. Vi måste bara titta och se dem.”

Stober skulle vilja se data i den nya katalogen tillämpas på en annan fråga: Varför behåller vissa tåg sin form så länge, medan andra diffunderar snabbt? Att förklara kemin som producerar tåg i första hand är intressant, "men du behöver en kraft för att hålla tåget som ett tåg", säger han.

Atmosfärsfysiker har föreslagit att små, laddade dammkorn som slagits bort från meteoriten kan producera ett elektriskt fält som kan hålla ihop tåget. Fler undersökningar av den här katalogen och andra kan hjälpa till att bevisa att denna uppfattning är rätt eller fel.