Meteoroid

Ein Meteoroid ( / ˈ miː ti ə r ɔɪ d / MEE - tee-ə-royd ) ^{[ 1 ]} ist ein kleiner Körper im Weltraum . Meteoroiden sind deutlich kleiner als Asteroiden und reichen von Körnern bis zu Objekten mit einem Durchmesser von bis zu einem Meter. ^{[ 2 ]} Kleinere Objekte werden als Mikrometeoriten oder Weltraumstaub bezeichnet . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Viele sind Fragmente von Kometen oder Asteroiden, andere stammen von Kollisionen mit Himmelskörpern wie dem Mond oder dem Mars . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

Der sichtbare Durchgang eines Meteoroiden, Kometen oder Asteroiden beim Eintritt in die Erdatmosphäre wird als Meteor bezeichnet , und eine Reihe von vielen Meteoren, die im Abstand von Sekunden oder Minuten erscheinen und scheinbar vom selben festen Punkt am Himmel ausgehen, wird als Meteorstrom bezeichnet .

Schätzungsweise 25 Millionen Meteoroiden, Mikrometeoriten und anderer Weltraumschrott treten täglich in die Erdatmosphäre ein ^{[ 8 ]} , wodurch jährlich etwa 15.000 Tonnen (16.535 Short Tons) dieses Materials in die Atmosphäre gelangen ^{[ 9 ]} . Ein Meteorit ist der Überrest eines Meteoroiden, der den Abtrag seines Oberflächenmaterials während seines Durchgangs durch die Atmosphäre überstanden hat und auf die Erde aufgeschlagen ist.

1961 definierte die Internationale Astronomische Union (IAU) einen Meteoroiden als „einen festen Gegenstand, der sich im interplanetaren Raum bewegt und dessen Größe deutlich kleiner als die eines Asteroiden und deutlich größer als die eines Atoms ist“. ^{[ 10 ] [ 11 ]} 1995 schlugen Beech und Steel im Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society eine neue Definition vor, nach der ein Meteoroid einen Durchmesser zwischen 100 μm und 10 Metern haben sollte. ^{[ 12 ]} Nach der Entdeckung von Asteroiden mit einem Durchmesser von unter 10 Metern schlugen Rubin und Grossman 2010 eine Überarbeitung der vorherigen Definition vor, um die Unterscheidung beizubehalten. Demnach sollten Objekte mit einem Durchmesser zwischen 10 μm und einem Meter als Meteoroiden gelten. ^{[ 2 ]} Laut Rubin und Grossman ist die Mindestgröße eines Asteroiden durch das definiert, was mit erdgebundenen Teleskopen beobachtet werden kann, weshalb die Unterscheidung zwischen Meteoroid und Asteroid mitunter schwierig ist. Zu den kleinsten entdeckten Asteroiden (basierend auf der absoluten Helligkeit H ) gehören 2008 TS 26 mit H = 33,2 ^{[ 13 ]} und 2011 CQ 1 mit H = 32,1 ^{[ 14 ]} , beide mit einer geschätzten Größe von einem Meter. ^{[ 15 ]} Im April 2017 verabschiedete die IAU eine offizielle Überarbeitung ihrer Definition, die die Größe auf einen Durchmesser zwischen 30 μm (0,0012 Zoll) und einem Meter begrenzt, jedoch eine Abweichung für Objekte zulässt, die einen Meteor verursachen. ^{[ 16 ]}

Objekte, die kleiner als Meteoroiden sind, werden als Mikrometeoriten und interplanetarer Staub klassifiziert . Das Minor Planet Center verwendet den Begriff „Meteoroid“ nicht.

Fast alle Meteoroiden enthalten extraterrestrisches Nickel und Eisen. Man unterscheidet drei Hauptklassen: Eisen-, Stein- und Stein-Eisen-Meteoroiden. Einige Steinmeteoroiden enthalten körnchenartige Einschlüsse, sogenannte Chondren , und werden Chondrite genannt . Steinmeteoroiden ohne diese Merkmale heißen Achondrite . Sie entstehen typischerweise durch extraterrestrische magmatische Aktivität und enthalten wenig bis gar kein extraterrestrisches Eisen. ^{[ 17 ]} Die Zusammensetzung von Meteoroiden lässt sich beim Durchgang durch die Erdatmosphäre anhand ihrer Flugbahnen und des Lichtspektrums der resultierenden Meteore bestimmen. Auch ihre Auswirkungen auf Radiosignale liefern Informationen, die besonders bei Meteoren am Tag nützlich sind, da diese sonst sehr schwer zu beobachten wären. Aus diesen Flugbahnmessungen geht hervor, dass Meteoroiden viele verschiedene Umlaufbahnen aufweisen. Einige treten gehäuft in Strömen auf (siehe Meteorströme ), die oft mit einem Mutterkometen in Verbindung stehen , andere scheinen sporadisch aufzutreten. Trümmer von Meteoroidenströmen können schließlich in andere Umlaufbahnen verstreut werden. Die Lichtspektren, kombiniert mit Flugbahn- und Lichtkurvenmessungen, haben verschiedene Zusammensetzungen und Dichten ergeben, von zerbrechlichen, schneeballartigen Objekten mit einer Dichte von etwa einem Viertel der von Eis ^{[ 18 ]} bis hin zu nickel- und eisenreichen, dichten Gesteinen. Die Untersuchung von Meteoriten liefert auch Erkenntnisse über die Zusammensetzung nicht-ephemerer Meteoroiden.

Die meisten Meteoroiden stammen aus dem Asteroidengürtel und wurden durch die Gravitationskräfte von Planeten abgelenkt. Andere sind Partikel von Kometen , die Meteorströme verursachen . Manche Meteoroiden sind Bruchstücke von Himmelskörpern wie Mars oder Mond , die durch einen Einschlag ins All geschleudert wurden.

Meteoroiden umkreisen die Sonne auf verschiedenen Bahnen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Die schnellsten bewegen sich mit etwa 42 km/s in der Nähe der Erdumlaufbahn durch den Weltraum. Dies ist die Fluchtgeschwindigkeit von der Sonne, die der Quadratwurzel aus der doppelten Erdgeschwindigkeit entspricht und die obere Geschwindigkeitsgrenze für Objekte in Erdnähe darstellt, sofern sie nicht aus dem interstellaren Raum stammen. Die Erde bewegt sich mit etwa 29,6 km/s. Wenn Meteoroiden frontal auf die Atmosphäre treffen (was nur bei Meteoren auf einer retrograden Umlaufbahn wie den Leoniden vorkommt , die mit dem retrograden Kometen 55P/Tempel-Tuttle in Verbindung stehen ), kann die kombinierte Geschwindigkeit etwa 71 km/s erreichen (siehe Spezifische Energie#Astrodynamik ). Meteoroiden, die sich im erdnahen Raum bewegen, erreichen durchschnittlich etwa 20 km/s ^{[ 19 ].} Aufgrund der Erdanziehungskraft können Meteore wie die Phoeniciden jedoch mit einer Geschwindigkeit von nur etwa 11 km/s in die Atmosphäre eintreten.

Am 17. Januar 2013 um 05:21 Uhr PST trat ein etwa ein Meter großer Komet aus der Oortschen Wolke über Kalifornien und Nevada in die Erdatmosphäre ein . ^{[ 20 ]} Das Objekt umkreiste die Erde auf einer retrograden Bahn mit einem Perihel bei 0,98 ± 0,03  AE . Es näherte sich aus Richtung des Sternbilds Jungfrau (das sich zu diesem Zeitpunkt etwa 50° südlich über dem Horizont befand) und kollidierte mit 72 ± 6 km/s frontal mit der Erdatmosphäre. ^{[ 20 ]} Dabei verdampfte es innerhalb weniger Sekunden in über 100 km Höhe über dem Erdboden.

Wenn Meteoroiden nachts in die Erdatmosphäre eintreten, werden sie mit hoher Wahrscheinlichkeit als Meteore sichtbar . Überstehen Meteoroiden den Eintritt in die Atmosphäre und erreichen die Erdoberfläche, werden sie Meteoriten genannt . Meteoriten verändern ihre Struktur und chemische Zusammensetzung durch die Hitze beim Eintritt und die Aufprallkraft. Der bekannte, etwa vier Meter große Asteroid 2008 TC 3 wurde am 6. Oktober 2008 im Weltraum auf Kollisionskurs mit der Erde beobachtet und trat am folgenden Tag in die Erdatmosphäre ein, wo er in einem abgelegenen Gebiet im Norden des Sudan einschlug. Es war das erste Mal, dass ein Meteoroid im Weltraum beobachtet und vor seinem Einschlag auf der Erde verfolgt wurde. ^{[ 10 ]} Die NASA hat anhand von Daten, die von Sensoren der US-Regierung erfasst wurden, eine Karte der bedeutendsten Asteroideneinschläge in die Erde und ihre Atmosphäre von 1994 bis 2013 erstellt. ^{[ 21 ]}

Der Durchmesser des größten Objekts, das an einem beliebigen Tag auf die Erde trifft, beträgt wahrscheinlich etwa 40 cm, in einem beliebigen Jahr etwa 4 m und in einem beliebigen Jahrhundert etwa 20 m. Jährlich treten etwa 35 bis 40 Objekte mit einem Durchmesser von einem Meter und mehr in die Erdatmosphäre ein, das entspricht etwa einem Objekt alle 10 Tage. ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}

Die Anzahl der Einschläge pro Jahr N, an denen Objekte mit einem Durchmesser ≥D beteiligt sind, wird mithilfe einer Formel berechnet:

${\displaystyle \log N=ab\times \log D}$

Wo:

a = 1,568 ± 0,03

b = 2,70 ± 0,08

D ist der Durchmesser des Objekts in Metern ^{[ 22 ].}

Ein Meteorit ist ein Teil eines Meteoroiden oder Asteroiden, der den Eintritt in die Atmosphäre übersteht und unversehrt auf die Erde stürzt. ^{[ 26 ]} Meteoriten finden sich manchmal, aber nicht immer, in Verbindung mit Einschlagkratern, die durch hohe Einschläge entstanden sind; bei solchen energiereichen Kollisionen kann der gesamte Einschlagkörper verdampfen, sodass keine Meteoriten zurückbleiben. Geologen verwenden den Begriff „Bolide“ in einem anderen Sinne als Astronomen , um einen sehr großen Einschlagkörper zu bezeichnen . So verwendet beispielsweise der USGS den Begriff allgemein für ein großes, kraterbildendes Projektil, um anzudeuten, dass die genaue Beschaffenheit des Einschlagkörpers unbekannt ist – ob es sich beispielsweise um einen Gesteins- oder Metallasteroiden oder einen Eiskometen handelt. ^{[ 27 ]}

Meteoroiden schlagen auch auf anderen Himmelskörpern im Sonnensystem ein. Auf steinigen Himmelskörpern wie dem Mond oder dem Mars , die nur wenig oder gar keine Atmosphäre besitzen, hinterlassen sie dauerhafte Krater.

Meteoroideneinschläge auf feste Objekte des Sonnensystems, darunter Mond, Merkur , Kallisto , Ganymed und die meisten kleineren Monde und Asteroiden , erzeugen Einschlagkrater, die die prägenden geologischen Merkmale vieler dieser Objekte darstellen. Auf anderen Planeten und Monden mit aktiven geologischen Oberflächenprozessen, wie Erde, Venus , Mars , Europa , Io und Titan , können sichtbare Einschlagkrater im Laufe der Zeit durch tektonische Bewegungen erodiert , verschüttet oder verändert werden . In der frühen Literatur, bevor die Bedeutung von Einschlagkratern allgemein anerkannt wurde, wurden die Begriffe Kryptoexplosion oder kryptovulkanische Struktur häufig verwendet, um das zu beschreiben, was heute als einschlagbedingte Merkmale auf der Erde bekannt ist. ^{[ 28 ]} Geschmolzenes irdisches Material, das aus einem Meteoriteneinschlagkrater ausgestoßen wird, kann abkühlen und zu einem Objekt, einem sogenannten Tektit, erstarren . Diese werden oft fälschlicherweise für Meteoriten gehalten. Irdisches Gestein, das manchmal Bruchstücke des ursprünglichen Meteoriten enthält und durch den Einschlag eines Meteoriten entstanden oder verändert wurde, wird als Impaktit bezeichnet .

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  Zwei Tektite , geschmolzenes terrestrisches Auswurfmaterial eines Meteoriteneinschlags
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  Ein Teilstück des Esquel-Pallasits
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  Willamette-Meteorit aus Oregon, USA
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  Meteorit, der 1868 in Wisconsin niederging
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  Marília-Meteorit , ein Chondrit H4, der in Marília , Brasilien (1971) fiel
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  Kinder posieren hinter einer Nachbildung des Tucson-Meteoriten im Arizona Museum of Natural History ^{[ 29 ].}
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  Meteorit mit Brekzien und Kohlenstoffeinschlüssen aus Tindouf , Algerien ^{[ 30 ]}

• Glossar der Meteoritenkunde

• Eine Geschichte der Meteore und anderer atmosphärischer Phänomene
• Amerikanische Meteorgesellschaft
• Meteorseite der Britischen Astronomischen Gesellschaft
• Internationale Meteororganisation
• Live-Meteorscanner
• Meteoroiden-Seite der NASA zur Erforschung des Sonnensystems
• Vorhersagen von Meteorströmen (Archiviert am 03.07.2011 im Internet Archive)
• Meteorströme und Tipps zur Beobachtung
• Gesellschaft für populärwissenschaftliche Astronomie – Meteorsektion
• Minor Planet Center: Asteroidengefahren, Teil 2: Die Herausforderung der Erkennung auf YouTube (Min. 7:14)
• Das Earth Impact Effects Program schätzt die Kratergröße und andere Auswirkungen der Kollision eines bestimmten Körpers mit der Erde ab.