science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Snelle detectie en herstel - de wetenschap van het jagen op meteorieten

Een monster van de meteoriet uit Michigan, teruggevonden door burgerwetenschappers met behulp van kaarten geproduceerd door de Doppler-radartechniek van UA-assistent-professor Vishnu Reddy. Krediet:Vishnu Reddy

Om 20:10 uur op 16 januari honderden mensen in Michigan meldden de heldere gloed van een meteoor die door de lucht schoot, rammelende ramen toen het de geluidsbarrière doorbrak. De meteoor brak toen uit elkaar in de atmosfeer van de aarde, en de stukken regenden zachtjes op de grond.

Met behulp van voorspellingen van de snelle detectie en het herstel van meteorieten, of RADARMAT, projecteren, wetenschappers en meteorietjagers waren in staat om binnen twee dagen na de val meer dan een half dozijn fragmenten van de rots te herstellen.

RADARMET wordt geleid door Vishnu Reddy, assistent-professor aan het Lunar and Planetary Laboratory van de Universiteit van Arizona. Hij verkreeg financiering van NASA om RADARMET te exploiteren, die National Weather Service Doppler-radargegevens en computermodellen gebruikt om meteorieten binnen enkele uren na hun val te lokaliseren.

"Historisch, mensen zagen een meteoor in de lucht en zeiden:'Ik zag het die kant op gaan achter de boom, '" zei Reddy. "Zelfs als iemand een foto van de meteoor maakt, het gebruik van de afbeelding om een ​​baan voor de meteoriet te traceren is moeilijk en kan behoorlijk tijdrovend zijn."

Winden uit de hogere atmosfeer maken extrapolatie uitdagend, zei Reddy. Voor een meteoor om de reis door de atmosfeer te overleven en als een meteoriet op de grond te vallen, het moet vertragen van zijn kosmische snelheid. De wrijving van de atmosfeer doet de meteoor zichtbaar gloeien tussen 30 en 65 mijl boven de grond.

"Typisch, meteoriet-dropping meteoren moeten vertragen tot ongeveer 6, 700 mph, de snelheid wanneer ze niet langer helder gloeien terwijl ze in de atmosfeer afdalen, ' zei Reddy.

Samengesteld beeld van weerradarsignaturen van de vallende meteoriet. Krediet:Marc Fries

Vallen bij Terminal Velocity

De meteoor komt dan in een periode die bekend staat als "donkere vlucht, " waarin het met eindsnelheid valt. Tijdens deze donkere vlucht, winden in de bovenste atmosfeer kunnen de meteoriet mijlenver weg van waar zijn gloeiende heldere vlucht eindigt, slaan.

Marc Frietjes, Reddy's mede-onderzoeker voor RADARMET en een wetenschapper bij NASA's Johnson Space Center, ontwikkelde een methode die kan voorspellen hoe een meteoriet zou reizen tijdens zijn donkere vlucht. Hij heeft ook softwaretools ontwikkeld om te berekenen waar meteorieten landen onder invloed van wind, en om de totale massa die de grond bereikt te schatten.

Tanner Campbell, een UA-afgestudeerde student lucht- en ruimtevaart en werktuigbouwkunde, Fries' dark flight model aangepast tot een computerprogramma dat snel en nauwkeurig bepaalt waar een meteoriet zal vallen.

"We kunnen dit bereiken omdat de kinetiek van een object in bijna vrije val vrij goed bekend is, Campbell zei. "Omdat deze meteorieten doorgaans vrij klein zijn, we kunnen enkele aannames doen over hoe ze door de atmosfeer reizen. We kunnen dan alle gegevens nemen die kunnen worden verzameld over de meteoriet terwijl deze in de lucht gloeit, en gemeten atmosferische gegevens van dichtbij het evenement, en gebruik het om het pad naar de grond te voorspellen."

Atmosferische gegevens omvatten windsnelheden en informatie verzameld door weerradarstations, die iets detecteren dat door de lucht valt, of het regent, vogels, vliegtuigen of meteorieten. Hoewel de radar geen onderscheid kan maken tussen een mus en een ruimterots, het RADARMET-team heeft een methode om precies dat te doen.

"De eerste trigger zijn ooggetuigenverslagen van het publiek, ' zei Reddy.

Berekend bezaaid veld van de meteoriet. Het donkeroranje geeft aan waar de grootste, zwaarste stukken van de meteoriet vielen, en het geel geeft aan waar de lichtste en kleinste stukjes vielen. Krediet:Marc Fries

Met behulp van een online tool op de American Meteor Society-website, leden van het publiek kunnen hun locatie loggen, in welke richting ze stonden en hoe lang de meteoor zichtbaar was aan de hemel. Wanneer een evenement bevestigende video's en ander bewijs bevat, zoals sonische knallen, Reddy en zijn mede-onderzoekers downloaden radargegevens van het dichtstbijzijnde weerstation en zetten het donkere vluchtmodel aan.

Nauwkeurigheid van locatie is van vitaal belang

Binnen enkele uren na het evenement, het RADARMET-team kan het exacte gebied lokaliseren waar meteorietfragmenten zijn gevallen. De informatie wordt snel gedeeld met het publiek, waaronder wetenschappers en meteorietenjagers. De methode van RADARMET is zo nauwkeurig dat jagers naar een locatie hebben kunnen reizen, hun auto's parkeren en meteorieten vinden op die parkeerplaats.

Bij het jagen op meteorieten, tijd is van essentieel belang. Hoe eerder een monster wordt gevonden, hoe meer wetenschappers ervan kunnen leren.

"Hoe langer een meteoriet op de aarde blijft, hoe minder wetenschappelijk bruikbaar het wordt, omdat het verweringsproces de mineralen degradeert en vernietigt, ' zei Reddy.

Regen kan mineralen oplossen en wegspoelen, microben kunnen elk bewijs van de bouwstenen van het leven besmetten, en zuurstof kan het ijzer in de meteoriet binnen een dag roesten.

Hoewel het iets meer dan een dag duurde om stukken van de meteoriet uit Michigan te herstellen, sommige monsters werden gevonden in bijna onberispelijke staat. Een stuk werd gevonden in ijs, beschermd tegen blootstelling aan vloeibaar water. Ongerepte monsters zoals deze stellen wetenschappers in staat om materialen te bestuderen die gemakkelijk kunnen worden vernietigd of van astrobiologische betekenis.

Reddy en studenten van het UA Department of Planetary Sciences zijn van plan betrokken te zijn bij de studie van de meteoriet.

"Terwijl we daar niet op meteorieten jagen, we doen de wetenschap, ' zei Reddy.