Przez wieki ludzkość zadowalała się nazywaniem ich 'spadającymi gwiazdami' i szła dalej. Ale naukowcy przyjrzeli się teraz bliżej temu, co dzieje się, gdy kosmiczne skały wpadają w atmosferę Ziemi i - co kluczowe - przeżywają podróż. Po zbadaniu wideo i zdjęć 75 upadków meteorytów badacze zidentyfikowali siedem odrębnych etapów opisujących, jak te obiekty przekształcają się w meteoryty. Analiza, opublikowana w "Meteoritics & Planetary Science", ujawnia, że topienie i rozpadanie się odgrywają znacznie większą rolę niż wcześniej sądzono w określaniu, ile materiału traci skała, jak szybko zwalnia i gdzie ostatecznie lądują jej fragmenty.

"Kiedyś myśleliśmy, że lite skały wyparują z powodu ogromnego ciepła i olśniewającego światła generowanego w kolizji z powietrzem" - powiedział astronom meteorytowy i główny autor dr Peter Jenniskens z SETI Institute i NASA Ames Research Center. "Odkryliśmy zamiast tego, że najpierw topienie, a potem fragmentacja kontrolują, jak skała traci masę". Innymi słowy, romantyczna wizja skały po prostu spalającej się zostaje zastąpiona bardziej gwałtownym, wieloaktowym dramatem.

Podróż zaczyna się w fazie 1, wysoko nad Ziemią, gdzie atmosfera staje się wystarczająco gęsta, aby nadlatująca skała wytworzyła przed sobą falę uderzeniową. Gdy skała zderza się z cząsteczkami powietrza, zarówno jej powierzchnia, jak i otaczający gaz nagrzewają się i zaczynają świecić, tworząc smugę światła powszechnie znaną jako meteor lub "spadająca gwiazda". W fazie 2 meteor podróżuje w coraz gęstsze powietrze, powodując intensyfikację jego jasności. Niektóre meteory wykazują również powtarzające się zmiany jasności, które mogą ujawnić, jak szybko się obracają. Wśród zbadanych najszybciej rotujących obiektów pełny obrót trwał od 0,5 do 5 sekund - zawrotny spin dla skały.

W fazie 3 meteor staje się znacznie jaśniejszy, przekształcając się w bolid. W tym momencie topienie staje się głównym procesem odpowiedzialnym za usuwanie materiału ze skały. Intensywny przepływ powietrza zdziera stopiony materiał z jej powierzchni, wytwarzając kropelki, które kontynuują parowanie po oddzieleniu od głównego ciała. "W laboratorium nie możemy wygenerować ilości promieniowania, która występuje podczas naturalnego wejścia w atmosferę przy tych prędkościach" - powiedział Eric Stern, dawniej w NASA Ames, a obecnie główny naukowiec w Hyperspace Technologies, Inc. "Skała mogłaby zamiast tego agresywnie się fragmentować i erodować, ale wtedy nie oczekiwalibyśmy zaobserwowanej systematyki w rozjaśnianiu bolidów". Tłumaczenie: laboratorium nie do końca odtwarza kosmos, ale bolidy zachowują się zgodnie ze scenariuszem.

Bolid wchodzi w fazę 4 na wysokości około 60 kilometrów (około 40 mil), gdy topienie osiąga stosunkowo stabilną równowagę. W tym etapie jasność bolidu albo pozostaje prawie stała, albo wzrasta w stałym tempie. Według badaczy samo topienie może ostatecznie usunąć nawet 40 procent masy pierwotnej skały - to znaczący plan dietetyczny dla kosmicznej skały.

Gdy bolid opada w gęstsze warstwy atmosfery, rosnące ciśnienie powietrza zaczyna kruszyć skałę. To oznacza początek fazy 5, kiedy kawałki oddzielają się od głównego ciała i mogą powodować powtarzające się rozbłyski światła. Jednym szczególnie zaskakującym odkryciem było to, jak wcześnie zaczyna się ten rozpad. Badacze odkryli, że skały mogą zacząć się fragmentować, gdy ciśnienie powietrza działające na ich przednie powierzchnie osiąga zaledwie około jednej piątej wytrzymałości zmierzonej w meteorytach odzyskanych na Ziemi. Sugerują, że nagrzewanie podczas wejścia w atmosferę, wraz z pęknięciami pozostawionymi przez wcześniejsze kolizje w kosmosie, mogą osłabić skały wystarczająco, aby wyjaśnić to nieoczekiwane zachowanie. To właśnie w tym etapie pozostała skała zaczyna szybko się kurczyć i doświadcza znacznego wyhamowania. Im bardziej się fragmentuje, tym szybciej traci prędkość. "Udało nam się powiązać to spowolnienie z fragmentacji z wcześniejszymi opisami matematycznymi opartymi na ablacji" - powiedział współautor Stu Pilorz z SETI Institute.

Th