Τα μετέωρα θερμαίνονται λόγω της τριβής καθώς εισέρχονται στην ατμόσφαιρα;

Συχνές ερωτήσεις, Σεπτέμβριος 2002

Δυστυχώς η εντύπωση που υπάρχει είναι εντελώς λανθασμένη. Τα μετέωρα είναι μικροσκοπικά κομμάτια σκόνης,  πάγου ή μετάλλου που η τροχιά τους διασταυρώνεται με τη τροχιά της Γης. Όταν περνάνε μέσα από την ατμόσφαιρα της Γης, θερμαίνονται τόσο τρομακτικά που λάμπουν (και σε αυτό το σημείο ονομάζονται μετέωρα). Τότε γίνονται ορατοί σε αποστάσεις εκατοντάδων χιλιομέτρων.

Αλλά, δεν είναι η τριβή που τα θερμαίνει. Ας σκεφθούμε για παράδειγμα ένα διαστημικό λεωφορείο, που έχει εξαιρετικά λεπτά τοιχώματα, τόσο που θρυμματίζονται εύκολα στο χέρι μας. Αν αυτά θερμαίνονταν λόγω της τριβής καθώς το διαστημικό λεωφορείο φεύγει από την τροχιά του και εισέρχεται στην ατμόσφαιρα με την τρομακτική ταχύτητα των 25 Mach (25 φορές την ταχύτητα του ήχου 340m/s), τα τοιχώματα θα μπορούσαν να διαλυθούν. Όμως αυτό δεν συμβαίνει γιατί έχει σχεδιαστεί σωστά.

Στην πραγματικότητα, δεν είναι η τριβή, αλλά η ωστική πίεση που θερμαίνει το μετέωρο. Όταν ένα αέριο συμπιέζεται,  τότε ξέρουμε πως θερμαίνεται. Θυμηθείτε ότι μια τρόμπα ποδηλάτου θερμαίνεται όταν την πιέζουμε για να φουσκώσουμε τα λάστιχα του ποδηλάτου μας.

Ένα λοιπόν μετέωρο, που κινείται με ταχύτητα 15 km/sec ή και περισσότερο συμπιέζει τον αέρα μπροστά του βίαια. Ο αέρας λοιπόν γίνεται πολύ καυτός, που το θερμαίνει. Αυτή είναι η αιτία, όχι η τριβή.

Είναι όμως τα μετέωρα ακόμη θερμά όταν κτυπούν το έδαφος;

Φυσικά θα περιμέναμε κάτι που είναι τόσο θερμό ώστε να λάμπει, να είναι ακόμη ζεστό για λίγα λεπτά ακόμη. Αλλά και πάλι τα πράγματα δεν είναι έτσι απλά.

Ο υπέρθερμος αέρας μπροστά από το μετεωροειδές δεν είναι στην πράξη σε επαφή με το σώμα. Η γρήγορη κίνηση του μετεωροειδούς δημιουργεί ένα κύμα σοκ (κλονισμού) στον αέρα, όπως από ένα υπερηχητικό αεροπλάνο. Ο κλονισμένος αέρας στέκεται μπροστά του μετεωροειδούς, λίγα εκατοστά μπροστά του (αυτό εξαρτάται από το μέγεθος του). Μεταξύ του κλονισμένου αέρα και της επιφανείας του μετεωροειδούς είναι ένα κινούμενο σχετικά αργά τμήμα του αέρα.

Η επιφάνεια του μετεωροειδούς λιώνει από τη θερμότητα του συμπιεσμένου αέρα μπροστά του. Η υψηλή ταχύτητα του μετεωροειδούς παρέχει την ενέργεια για τη θέρμανση και τη λάμψη, που του μειώνει έτσι τη ταχύτητα του. Όταν η ταχύτητα του πέφτει κάτω από τη ταχύτητα του ήχου, το κύμα κλονισμού (σοκ) εξαφανίζεται, η θέρμανση σταματά, και το μετεωροειδές τότε πέφτει μάλλον αργά, ίσως λίγες εκατοντάδες χιλιόμετρα την ώρα.

Σε αυτό το σημείο βρίσκεται ακόμη ψηλά στην ατμόσφαιρα, και θέλει αρκετά λεπτά για να πέσει στο έδαφος. Να θυμηθούμε πως αυτό το μικροσκοπικό κομμάτι βράχου πέρασε πολύ μεγάλο χρόνο στο διάστημα, και ο πυρήνας του είναι σημαντικά ψυχρός. Επίσης, τότε τα θερμαινόμενα τμήματα λιώνουν και δεν λάμπει πια, ο αέρας γίνεται κρύος, παγώνοντας έτσι τον βράχο αρκετά.

Όλα αυτές οι καταστάσεις μαζί σημαίνει πως όχι μόνο δεν είναι ο βράχος που πέφτει στο έδαφος θερμός, αλλά μπορεί να είναι στην πραγματικότητα και ψυχρός. Κάποιοι μετεωρίτες (που ονομάζονται έτσι μετά τη σύγκρουση τους με τη Γη) έχουν βρεθεί στην πραγματικότητα σκεπασμένοι με πάγο!

Μετεωροειδή και Μετέωρα

Μετεωροειδές λέμε το σώμα, το "μετέωρο" περιγράφει όλο το φλογισμένο φαινόμενο ενώ μετεωρίτης είναι ότι απομένει μετά το κτύπημα στο έδαφος.

Πρόκειται για αντικείμενα μικρών διαστάσεων που περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο και πλησιάζοντας τη Γη, έλκονται από αυτήν και πέφτουν έτσι μέσα στην ατμόσφαιρα της. Συγκρουόμενα τα αντικείμενα αυτά με τα μόρια της ατμόσφαιρας, υπερθερμαίνονται και εξαερώνονται. Δίνουν έτσι τα γνωστά "πεφταστέρια" που συνήθως τα βλέπουμε τον Αύγουστο και σε άλλες περιόδους, Τα μικρότερα κομμάτια λέγονται διάττοντες και τα σχετικά μεγαλύτερα, αν και σπάνια, λέγονται βολίδες και δίνουν εντυπωσιακότερα φαινόμενα.

Αν φτάνοντας στην επιφάνεια της Γης, δεν έχουν εξαερωθεί πλήρως, τότε δημιουργούν κρατήρες (όπως ο κρατήρας της Αριζόνα) και λέγονται μετεωρίτες. Εάν εμφανιστούν με τη μορφή βροχής, τότε παίρνουν το όνομα τους, από το όνομα του αστερισμού που προέρχονται, πχ Περσίδες, Λεοντίδες, Ωριωνίδες.

Μια από τις πιο εντυπωσιακές οικογένειες είναι αυτή των Λεοντιδών, επειδή έχει τους λαμπρότερους διάττοντες αστέρες. Αυτό το χαρακτηριστικό των Λεοντιδών οφείλεται στο γεγονός ότι η τροχιά του κομήτη Tempel-Tuttle, από τον οποίο προέρχονται οι Λεοντίδες, έχει αντίθετη φορά από αυτήν της Γης. Έτσι τα συντρίμμια του, τα οποία ακολουθούν την ίδια τροχιά με αυτήν του κομήτη, συγκρούονται με τη Γη μετωπικά με ταχύτητα που φθάνει τα 70 km/s. Η ταχύτητα αυτή είναι διπλάσια από αυτήν των άλλων διαττόντων, με αποτέλεσμα να αναπτύσσεται μεγαλύτερη θερμοκρασία λόγω τριβής και να φωτοβολούν πιο έντονα.