Onderzoekers van de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign keken naar fragmenten van twee meteoren terwijl ze de hitte van kamertemperatuur opvoerden tot de temperatuur die het bereikt wanneer het de atmosfeer van de aarde binnengaat en deden een belangrijke ontdekking. Het verdampte ijzersulfide laat holtes achter, waardoor het materiaal poreuzer wordt. Deze informatie helpt bij het voorspellen van het gewicht van een meteoor, zijn kans om uiteen te vallen, en de daaropvolgende schadebeoordeling als het zou landen.

"We hebben monsters uit het interieur gehaald die nog niet waren blootgesteld aan de hoge hitte van de binnenkomstomgeving, " zei Francesco Panerai, professor in de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan de UIUC. "We wilden begrijpen hoe de microstructuur van een meteoriet verandert terwijl deze door de atmosfeer reist."

Panerai en medewerkers van het NASA Ames Research Center gebruikten een röntgenmicrotomografietechniek waarmee ze de monsters op hun plaats konden observeren terwijl ze werden verwarmd tot 2, 200 graden Fahrenheit en maak afbeeldingen in drie dimensies. De experimenten werden uitgevoerd met behulp van de synchrotron Advanced Light Source van het Lawrence Berkeley National Laboratory.

"Het ijzersulfide in de meteoriet verdampte tijdens het opwarmen. Sommige korrels verdwenen zelfs en lieten grote holtes in het materiaal achter. " zei Panerai. "We waren verrast door deze observatie. De mogelijkheid om in 3D naar het interieur van de meteoriet te kijken, terwijl het wordt verwarmd, leidde ons tot het ontdekken van een geleidelijke toename van de materiaalporositeit bij verhitting. Daarna, we namen dwarsdoorsneden van het materiaal en keken naar de chemische samenstelling om de fase te begrijpen die was gewijzigd door de verwarming, het veranderen van de porositeit.

"Deze ontdekking levert bewijs dat meteorietmaterialen poreus en permeabel worden, waarvan we speculeren dat het een effect zal hebben op zijn kracht en neiging tot fragmentatie."

NASA selecteerde Tamdakht als case study, een meteoriet die een paar jaar geleden in een Marokkaanse woestijn is geland. Maar het team van onderzoekers wilde bevestigen wat ze hadden gezien, dus herhaalden ze experimenten op Tenham om te zien of een meteoriet met een andere samenstelling zich op dezelfde manier zou gedragen. Beide exemplaren waren van een vergelijkbare klasse van meteorieten genaamd chondrieten, de meest voorkomende onder de meteorietvondsten die zijn gemaakt van ijzer en nikkel, die elementen met een hoge dichtheid zijn.

"Beiden werden poreus, maar de porositeit die ontstaat hangt af van het gehalte aan sulfiden, ' zei Panerai. 'Een van de twee had hogere ijzersulfiden, dat is wat verdampt. We ontdekten dat het verdampen van ijzersulfiden plaatsvindt bij milde invoertemperaturen. Dit is iets dat zou gebeuren, niet bij de uitwendige smeltkorst van de meteoriet waar de temperatuur een stuk hoger is, maar net onder de oppervlakte."

De studie werd gemotiveerd door de potentiële bedreiging die meteorieten vormen voor de mens - het duidelijkste voorbeeld is de Chelyabinsk-meteoor die in 2013 de atmosfeer van de aarde boven Rusland opblies en resulteerde in ongeveer 1 500 mensen gewond door indirecte effecten zoals gebroken glas van de schokgolf. Na dat voorval, NASA creëerde het Asteroid Threat Assessment Program om wetenschappelijke hulpmiddelen te bieden die besluitvormers kunnen helpen potentiële meteorietbedreigingen voor de bevolking te begrijpen.

"Het meeste kosmische materiaal verbrandt als het binnenkomt. De atmosfeer beschermt ons, " zei Panerai. "Maar er zijn meteorieten van aanzienlijke afmetingen die schadelijk kunnen zijn. Voor deze grotere objecten die een niet-nul kans hebben om ons te raken, we hebben hulpmiddelen nodig om te voorspellen welke schade ze zouden aanrichten als ze de aarde zouden raken. Op basis van deze hulpmiddelen we kunnen voorspellen hoe het de atmosfeer binnenkomt, zijn grootte, hoe het zich gedraagt ​​als het door de atmosfeer gaat, enz. zodat besluitvormers tegenmaatregelen kunnen nemen."

Panerai zei dat het Asteroid Threat Assessment Program momenteel modellen ontwikkelt om te laten zien hoe meteorieten zich gedragen en dat voor modellen veel gegevens nodig zijn. "We hebben machine learning gebruikt voor de data-analyse omdat de hoeveelheid te analyseren data enorm is en we efficiënte technieken nodig hebben.

"We gebruiken ook tools die in de loop der jaren zijn verfijnd voor het ontwerp van hypersonische instapvoertuigen en het overbrengen van deze kennis naar de studie van meteoroïden, de enige hypersonische systemen in de natuur, wat erg spannend is. Dit geeft NASA kritische gegevens over de microstructuur en morfologie van hoe een gewone meteoriet zich gedraagt ​​tijdens verwarming, zodat die functies in die modellen kunnen worden geïntegreerd."