Durante séculos, a humanidade se contentou em chamá-los de 'estrelas cadentes' e seguir em frente. Mas os cientistas agora examinaram mais de perto o que acontece quando rochas espaciais mergulham na atmosfera da Terra e — crucialmente — sobrevivem à viagem. Após examinar vídeos e fotografias de 75 quedas de meteoritos, os pesquisadores identificaram sete estágios distintos que descrevem como esses objetos se transformam em meteoritos. A análise, publicada na Meteoritics & Planetary Science, revela que o derretimento e a fragmentação desempenham um papel muito maior do que se acreditava anteriormente na determinação de quanto material uma rocha perde, quão rapidamente ela desacelera e onde seus fragmentos acabam caindo.

"Costumávamos pensar que rochas sólidas evaporariam com o calor enorme e a luz brilhante gerados na colisão atmosférica", disse o astrônomo de meteoros e autor principal Dr. Peter Jenniskens, do Instituto SETI e do Centro de Pesquisa Ames da NASA. "Descobrimos, em vez disso, que primeiro o derretimento e depois a fragmentação controlam como uma rocha perde massa." Em outras palavras, a noção romântica de uma rocha simplesmente queimando é substituída por um drama mais violento, em vários atos.

A jornada começa na Fase 1, bem acima da Terra, onde a atmosfera se torna densa o suficiente para que a rocha entrante gere uma onda de choque à sua frente. À medida que a rocha colide com moléculas de ar, tanto sua superfície quanto o gás ao redor se aquecem e começam a brilhar, produzindo o rastro de luz comumente conhecido como meteoro ou "estrela cadente". Durante a Fase 2, o meteoro viaja para um ar cada vez mais denso, fazendo com que seu brilho se intensifique. Alguns meteoros também exibem mudanças repetidas de brilho, o que pode revelar quão rapidamente estão girando. Entre os objetos de rotação mais rápida examinados, uma rotação completa levava entre 0,5 e 5 segundos — um giro vertiginoso para uma rocha.

Na Fase 3, o meteoro se tornou muito mais brilhante, transformando-se em uma bola de fogo. Nesse ponto, o derretimento se torna o principal processo responsável por remover material da rocha. O fluxo de ar intenso arranca material derretido de sua superfície, produzindo gotículas que continuam a evaporar após se separarem do corpo principal. "No laboratório, não conseguimos gerar a quantidade de radiação que ocorre em uma entrada atmosférica natural nessas velocidades", disse Eric Stern, anteriormente no Ames da NASA e agora cientista-chefe da Hyperspace Technologies, Inc. "A rocha poderia se fragmentar e erodir agressivamente, mas então não esperaríamos a sistemática observada em como as bolas de fogo se iluminam." Tradução: o laboratório não consegue replicar exatamente o cosmos, mas as bolas de fogo estão se comportando conforme o roteiro.

A bola de fogo entra na Fase 4 a uma altitude de aproximadamente 60 quilômetros (cerca de 40 milhas), quando o derretimento atinge um equilíbrio relativamente estável. Durante esse estágio, o brilho da bola de fogo permanece quase constante ou aumenta a uma taxa constante. Segundo os pesquisadores, apenas o derretimento pode, em última análise, remover até 40 por cento da massa original da rocha — um plano de dieta significativo para uma rocha espacial.

À medida que a bola de fogo desce para camadas mais densas da atmosfera, o aumento da pressão do ar começa a fraturar a rocha. Isso marca o início da Fase 5, quando pedaços se separam do corpo principal e podem produzir repetidas explosões de luz. Uma descoberta particularmente surpreendente foi quão cedo essa ruptura começa. Os pesquisadores descobriram que as rochas podem começar a se fragmentar quando a pressão do ar atuando em suas superfícies frontais atinge apenas cerca de um quinto da resistência medida em meteoritos recuperados na Terra. Eles sugerem que o aquecimento durante a entrada atmosférica, juntamente com rachaduras deixadas por colisões anteriores no espaço, pode enfraquecer as rochas o suficiente para explicar esse comportamento inesperado. É durante esse estágio que a rocha restante começa a encolher rapidamente e sofre desaceleração substancial. Quanto mais extensamente ela se fragmenta, mais rápido perde velocidade. "Conseguimos vincular essa desaceleração por fragmentação às descrições matemáticas anteriores baseadas na ablação", disse o coautor Stu Pilorz, do Instituto SETI.

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