Meteorien[1][2] havaitseminen on hyvin suosittua
tähtiharrastajien keskuudessa. Etenkin kirkkaita meteoreja tuottavat meteoriparvet
ovat havaitsijoiden suosiossa. Yksi on kuitenkin ylitse muiden, perseidien
meteoriparvi elokuun toisella viikolla, tänä vuonna 12.–13. päivien välisenä
yönä. Suosion syitä on monia: runsaasti kirkkaita ja näyttäviä meteoreja ja
runsaasti tulipalloja tuottava parvi yhdistettynä elokuun kesäisen leppeisiin
öihin ovat niistä merkittävimmät.
Perseidien meteoriparven aiheuttaja on komeetta Switt-Tutle,
jonka rata hipaisee Maan rataa. Elokuun alkupuolella maapallo on tällä radan
osalla ja komeetasta irronneet kappaleet muodostavat ilmakehään tunkeutuessaan
näyttäviä meteoreja. Maanpinnalta nähtynä meteoriitit näyttävän tulevan Perseuksen
tähdistön pohjoisosasta. Tätä suuntaa kutsutaan radiantiksi.
Todellisuudessa
ilmakehään tulevat kappaleet kulkevat samansuuntaisesti, mutta ne näyttävät
taivaalla kulkevan säteittäisesti radiantista poispäin. Ilmiön aiheutuu perspektiivistä,
siis samasta ilmiöstä kuin junanradan kiskojen yhtyminen horisontissa,
kuitenkin tiedämme kiskojen olevan siellä yhtä etäällä toisiaan kuin katselijan
kohdalla.
Komeetta Switt-Tutle on varsin kookas komeetaksi. Sen ydin
on noin 26 km halkaisijaltaan, siis varsin kookas, kun komeettaytimien keskikoko on
vain muutaman kilometrin luokkaa. Suuri koko mahdollistaa kohtalaisen kookkaiden
kappaleiden (suurimmaksi osaksi vesijäätä) irtoamisen, jotka ilmakehään
syöksyessään aiheuttavat tulipallon[1]. Perseidien ja parven tulipallojen
kirkkautta lisää avaruudesta tulevien kappaleiden ja maapallon suuri kohtaamisnopeus,
joka on noin 60 km/s. Vain leonidien (esiintyy marraskuussa) parven nopeus on
tätä nopeampi (noin 72 km/s).
Meteori-valoilmiö aiheutuu ilmakehään syöksyvän kappaleen
edessä ja ympärillä olevan ilman hehkuminen (plasma). Kyseessä ei ole
palaminen, kuten usein kuulee ja näkee väitettävän. Palamista (joka on aineen
hapettumista) meteoreissa esiintyy mutta se on mittakaavaltaan sen verran
vähäistä, että se ei pysty tuottamaan kirkasta valoilmiötä. Valoilmiö ei
myöskään aiheudu ilmakehän kitkasta (jota niin ikään tarjotaan usein selitykseksi).
Kitkaakin tapahtumassa on mukana, mutta sekään ei ole riittävä hehkumisen aiheuttaja.
Ilman hehkuminen johtuu kompressiosta, siis samasta
ilmiöstä kuin polkupyörän renkaisiin ilmaa pumpattaessa pumppu lämpiää.
Kompressio on meteoreissa paljon voimakkaampaa, sillä ilmakehään syöksyvän
kappaleen nopeus voi olla parisataa kertaa äänennopeutta suurempi – mitä
suurempi nopeus sitä suurempi kompressio. Kompression seurauksena ilman lämpötila
voi olla kuumimmillaan jopa noin 10 000 °C, siis paljon kuumempi kuin
Auringon pinta (tarkemmin sanoen efektiivinen lämpötila, joka on noin 5 800
°C).
Hehkuva ilmamassa kuumentaa avaruuskiven pintaa sulattaen ja
jopa höyrystäen sitä (ablaatio). Sulaan kiviainekseen syntyy lasimainen pinta sekä
kavitaation ja turbulenssin aiheuttamia kuoppia. Suurimmaksi osaksi avaruudesta
tulevat kappaleet ovat niin pieniä, että ne kuluvat loppuun. Tätä edesauttavat
sokkiaallot, joita syntyy ilmakehään tunkeutuvaan kappaleeseen ja rikkovat sen
pienemmiksi kappaleiksi hyvin nopeasti. Iskeytyminen ilmakehään muistuttaa siis
jossain määrin kappaleen törmäämistä kiinteään pintaan esimerkiksi juomalasin
pirstoutumiseen sen pudottua lattialle.
Kompressio aiheuttaa myös ilmakehässä kiitävän kappaleen
hidastumisen. Suurin syy tähän on kompressiopuolen suuri paine ja jättöpuolen
täydellinen tyhjyys. Paine-ero hidastaa nopeasti avaruudesta tulevan kappaleen
vauhdin ja matkanteko ilmakehän alaosassa onkin vapaata putoamista alle
äänennopeudella. Hidastuminen on sitä vähäisempää mitä suuremmasta kappaleesta
on kysymys. Suurimassaiset kappaleet voivat päästä ilmakehän läpi hidastumatta
lainkaan.
Valoilmiönä (meteori) ilmakehään saapuva kappale näkyy
yleensä noin 120–80 km korkeudesta alkaen. Jos kappale on riittävän kookas, se
ehtii noin 40 km korkeuteen ennen lopullista pirstoutumistaan tai
höyrystymistään. Jos jokin isompi kappale on tälle korkeudelle selviytynyt ja
pirstoutuu, osaset putoavat vapaan putoamisliikkeen nopeudella maanpinnalle.
Kohtaamisnopeus maanpinnalla on noin 60–100 m/s riippuen kappaleiden aerodynaamisista
ominaisuuksista. Putoamisen aikana ilmakehän tuulet kuljettavat kappaleita laajalle
alueelle, joten yhtä, tarkasti määriteltävissä olevaa putoamiskohtaa ei ole.
Joskus iso kappale pääsee tunkeutumaan ilmakehään hyvinkin
alas, jopa 10 km korkeuteen asti. Tällöin usein on kuultu ns. yliäänipamaus,
joka syntyy kappaleen kiitäessä ilmakehässä yliäänennopeudella. Tuorein ja
kaikkien muistama esimerkki tästä on Tšeljabinskin meteori helmikuun 15. päivältä
tänä vuonna.
Koostumus ja rakenne
Komeetoista tulevat kappaleet ovat vesijäätä. Vaikka ne
olisivat hyvinkin isokokoisia, ne eivät selviä maanpinnalle vaan höyrystyvät
kokonaan[3]. Näin perseidien tuottamat tulipallot katoavat jälkiä jättämättä.
Maanpinnalle pudonneet meteoriitit ovat yleensä
alkuperältään pääasteroidivyöhykkeeltä lähtöisin. Ne ovat syntyneet asteroidien
keskinäisissä törmäyksissä ja kappaleet ovat päätyneet radoille, joista jotkut
tuovat ne maapallon läheisyyteen. Nämä kappaleet koostuvat jo mainituista
kivestä ja metalliseoksista.
Kivimateriaalista koostuvat kappaleet ovat sen verran
heikkoja, että ne pirstoutuvat ilmakehän läpäisyn aikana hyvin pieniksi.
Useimmat maanpintaan asti selvinneet kappaleet ovatkin yleensä vain nyrkin kokoisia
tai sitä pienempiä. Sen sijaan rautaa ja nikkeliä sisältävät kappaleet ovat
lujuudeltaan sellaisia, että ne eivät juuri pirstoudu ilmakehän läpäisyn
aikana, vaan törmäävät maanpintaan sellaisenaan. Niiden pinta on tietysti
sulanut, lasittunut ja musta, mutta muita merkkejä koetusta kuumuudesta ei ole.
Meteoriitit ovat suurimmaksi osaksi kiveä (kondriitteja),
vain parin prosentin verran löydetyistä kappaleista on rautaa ja saman verran
pallasiitteja (metalleja ja kiveä). Joskus löydetään erittäin harvinaisia
kivimeteoriitteihin laskettavia hiilipitoisia (hiilikondriitit) kappaleita.
Joskus ne ovat niin hauraita, että ne ovat lähes pelkkää murskaa maanpinnalta
löydettäessä. Kaikkein harvinaisimmat kappaleet ovat peräisin Kuusta, Marsista
ja Vesta-asteroidista. Ne poikkeavat rakenteeltaan jyvämäisistä kondriiteita ja
niitä kutsutaan akondriiteiksi.
Perseidien meteoriparven maksimi on 12.–13.8. välisenä yönä.
Parveen kuuluvia meteoreja voi kuitenkin nähdä jo nyt (25.7. alkaen) ja
viimeisimmät nähdään 20. elokuuta. Tunnin aikana keskiverto tarkkailija voi
odottaa näkevänsä parisen kymmentä alle sekunnin kestävää meteoria, mutta
joukossa voi olla myös muutama hieman pidempään näkyvä tulipallo. Kaikista
havainnoista olisi hyvä raportoida Taivaanvahdissa.
Huomautukset
[1] Nimistö:
·
meteori on ilmakehässä näkyvä lyhytaikaisesti
(0,5–2 s) valoilmiö, jonka aiheuttaa avaruudesta tuleva kappale
·
meteoroidi on avaruudessa Aurinkoa kiertävällä
radalla oleva kappale
·
meteoriitti on maanpinnalle asti selvinnyt kivi,
pallasiitti (sisältää kivimineraaleja sekä rautaa ja nikkeliä) tai rautaa ja
nikkeliä sisältävä avaruudesta tullut kappale.
·
tulipallo on Venusta (–4,4m)
kirkkaampi meteori, jonka kesto on tavanomaisia meteoreja pitempi. Kirkkaimmat
tulipallot ovat näkyneet ilmakehässä jopa 30 sekuntia ennen katoamistaan. Kivi
tai metallista koostuneen kappaleen koon ollessa suurempi kuin 2 cm se voi aiheuttaa
tulipallon.
[2] Yhä edelleenkin meteoreja kutsutaan usein tähdenlennoiksi
vaikka hyvin tiedetään, että ilmiöllä ei ole mitään tekemistä tähtien kanssa.
Tähdenlento-nimitys ei siis ole suositeltava käytettäväksi missään yhteydessä.
[3] Tutkijoiden mukaan ilmakehän läpi syöksyvä jää tai kivi tuhoutuu tai ainakin pirstoutuu paljon pienemmiksi kappaleiksi, jos sen koko on enintään 10–20 metriä. Tšeljabinskin meteori oli tätä luokkaa.
Jos putoava kappale on ns. rauta (riippumatta koosta), se pääsee törmäämään maanpintaan kutakuinkin yhtenä kappaleena. Vain hyvin pienet raudat höyrystyvät kokonaan.
Jos putoava kappale on ns. rauta (riippumatta koosta), se pääsee törmäämään maanpintaan kutakuinkin yhtenä kappaleena. Vain hyvin pienet raudat höyrystyvät kokonaan.