Веками человечество довольствовалось тем, что называло их «падающими звёздами», и шло дальше. Но теперь учёные внимательнее присмотрелись к тому, что происходит, когда космические камни врезаются в атмосферу Земли и — что критически важно — переживают это путешествие. Изучив видео и фотографии 75 метеоритных падений, исследователи выделили семь различных этапов, описывающих, как эти объекты превращаются в метеориты. Анализ, опубликованный в Meteoritics & Planetary Science, показывает, что плавление и разрушение играют гораздо большую роль, чем считалось ранее, в определении того, сколько материала теряет камень, как быстро он замедляется и где в итоге приземляются его обломки.

«Раньше мы думали, что твёрдые породы испаряются от колоссального жара и ослепительного света, возникающих при столкновении с воздухом», — сказал метеорный астроном и ведущий автор доктор Питер Дженнискенс из Института SETI и Исследовательского центра Эймса NASA. «Вместо этого мы обнаружили, что сначала плавление, а затем фрагментация контролируют, как камень теряет массу». Иными словами, романтическое представление о камне, который просто сгорает, заменяется более жестокой многoактной драмой.

Путешествие начинается на этапе 1 высоко над Землёй, где атмосфера становится достаточно плотной, чтобы входящий камень создавал перед собой ударную волну. Когда камень сталкивается с молекулами воздуха, его поверхность и окружающий газ нагреваются и начинают светиться, создавая полосу света, известную как метеор или «падающая звезда». На этапе 2 метеор движется во всё более плотном воздухе, из-за чего его яркость усиливается. Некоторые метеоры также демонстрируют повторяющиеся изменения яркости, что может выявить, как быстро они вращаются. Среди самых быстро вращающихся объектов, изученных исследователями, полный оборот занимал от 0,5 до 5 секунд — головокружительное вращение для камня.

К этапу 3 метеор становится гораздо ярче, превращаясь в болид. В этот момент плавление становится основным процессом, ответственным за удаление материала с камня. Интенсивный воздушный поток срывает расплавленное вещество с его поверхности, образуя капли, которые продолжают испаряться после отделения от основного тела. «В лаборатории мы не можем создать то количество излучения, которое возникает при естественном входе в атмосферу на таких скоростях», — сказал Эрик Стерн, ранее работавший в NASA Ames, а ныне главный научный сотрудник Hyperspace Technologies, Inc. «Порода могла бы агрессивно фрагментироваться и разрушаться, но тогда мы не ожидали бы наблюдаемой систематики в том, как ярко вспыхивают болиды». Перевод: лаборатория не совсем может воспроизвести космос, но болиды ведут себя согласно сценарию.

Болид вступает в этап 4 на высоте примерно 60 километров (около 40 миль), когда плавление достигает относительно стабильного баланса. На этой стадии яркость болида либо остаётся почти постоянной, либо увеличивается с постоянной скоростью. По словам исследователей, только плавление в конечном итоге может удалить до 40 процентов массы исходного камня — значительный план диеты для космического камня.

Когда болид опускается в более плотные слои атмосферы, растущее давление воздуха начинает разрушать камень. Это знаменует начало этапа 5, когда куски отделяются от основного тела и могут производить повторяющиеся вспышки света. Одним особенно удивительным открытием было то, как рано начинается это разрушение. Исследователи обнаружили, что камни могут начать фрагментироваться, когда давление воздуха на их передние поверхности достигает лишь около одной пятой прочности, измеренной в метеоритах, найденных на Земле. Они предполагают, что нагрев во время входа в атмосферу, а также трещины, оставленные предыдущими столкновениями в космосе, могут ослабить камни достаточно, чтобы объяснить это неожиданное поведение. Именно на этой стадии оставшийся камень начинает быстро уменьшаться и испытывает значительное замедление. Чем сильнее он фрагментируется, тем быстрее теряет скорость. «Мы смогли связать это замедление от фрагментации с предыдущими математическими описаниями, основанными на абляции», — сказал соавтор Стю Пилорз из Института SETI.

Th