Lehull az égből - Meteorok, meteorrajok

Tudomány

Csillaghullás. Így emlegetik azt a jelenséget, amikor derült éjszakán megjelennek az égbolton a váratlanul felfénylő meteorok, azaz a légkörbe hatoló kisebb égi objektumok "féknyomai".

Többnyire csapatban tűnnek fel az égen, s elnevezésük a felbukkanási irányukat tükrözi: a Perseidák például a Perszeusz csillagkép irányából szoktak feltűnni, az Ursidák pedig a Kis Medve (Kisgöncöl) csillagkép környezetét világítják be. Ez természetesen csak a látszat: a "hullócsillagok" (hangsúlyos kivételeket leszámítva) nem a Tejútrendszer távoli csillagai felől, hanem Naprendszerünk közvetlen környékéről keverednek a légkörbe - speciális, a Földét rendre metsző mozgási pályájuk pedig pontosan tükrözi eredetüket.

Görögből hozta

false

Apollóniai Diogenész már a Kr. e. 467-ben, Aigoszpotamoiban történt meteorithullás (egy szekérnyi szikladarab zuhant a Földre) kapcsán úgy vélekedett, hogy ezek a kövek az égből érkeznek, sőt azt is feltételezte, hogy számtalan hasonló sötét, ezért az emberi szem számára láthatatlan kődarab kering a világűrben (ezt ma sem gondoljuk másként!). Akadt azonban egy nálánál nevesebb bölcselő, aki egyrészt úgy hitte, hogy a meteoritjelenségek légköri eredetűek (ez pontosan így is van!), másrészt kizárta, hogy Diogenész kődarabjai valóban égből hullott égitestek lennének. E kategorikus megállapításával pedig (hála a vakon tekintélytisztelő utókornak) úgy a 18. század végéig ki is zárta a meteorkutatást a csillagászat témái közül. Véglegesen csak az 1830-as évekre sikerült bizonyítani, hogy a földön talált meteoritok valóban az égből érkeznek. A meteorok eredetének tisztázása kapcsán nagyon fontos állomás volt a Biela-üstökös 1846-os, csillagászok által is érzékelt szétesése - s még inkább az, hogy a legközelebbi visszatérése alkalmából helyette az Andromedidáknak nevezett meteorraj érkezett. Az amatőr csillagászok azóta is kutatják az efféle, rendre felfénylő rajokat - mivel a professzionális obszervatóriumokban csak esetlegesen folynak radarészleléses meteorkutatások, a meteorcsillagászati ismeretek többsége tőlük származik.

Azért természetesen a hazai asztronómusok is letették a névjegyüket. A legendás magyar tudós, Konkoly-Thege Miklós igazolta először a meteorok színképének vizsgálatával, hogy ezen apró égitestek zömmel valóban az üstökösökből származnak. A meteorjelenségeket okozó objektumokat tudományosan meteoroidoknak hívjuk - ezeket azonban pusztán méretük alapján sem egyértelmű definiálni. Felfelé fokozatos az átmenet az aszteroidák (kisbolygók) felé - mondjuk, egy méter alatt még biztosan meteoroid egy égitest, de egy kétméteres, szekrénnyi darab kapcsán már lehetnek terminológiai viták. Hasonló módon lefelé sincs éles határ: szinte minden meteoroidnak számít, ami egy molekulánál nagyobb átmérőjű, de a grammnál kisebb tömegű objektumokat inkább mikrometeoroidoknak szokás hívni. Eredetük azonban sokkal pontosabban meghatározott. A Napközelbe érkező üstökösökből szakad ki anyaguk, ami azután már nem is tér vissza az üstökös felszínére - mint már utaltunk rá, szélsőséges esetben előfordulhat, hogy egy üstökös teljesen szétesik, s anyaga jórészt kisebb-nagyobb meteoroidokra hullik szét.

Ehhez képest arányaiban jóval kisebb mértékben származik meteornyersanyag a kisbolygók ütközéséből. Mindazonáltal ritka, de nem lebecsülendő forrás a kisbolygók becsapódása nagyobb égitestekbe. Akadnak marsi eredetű meteoroidok, a Corvidák meteorraj története pedig egészen pontosan 1178-ig visszakövethető, és a sztori a Holdból indul. Előfordul, hogy a csillagok erős (a napszélhez hasonló) szele a csillagközi térségbe röpít ki kőzettörmelékeket, melyek eljuthatnak a mi Naprendszerünkbe is, de a gamma-kitörések ereje vagy a szupernóva-robbanások lökéshulláma szintén eljuttathat a Föld környezetébe a Naprendszeren kívüli eredetű mini planétákat. A csillagászok számára izgalmas téma, vajon milyen hatások befolyásolják a meteoroidrajok pályáját, amely idővel mind jobban eltér az őket szülő égitestekétől. Annyi biztos, hogy ezt korántsem csak gravitációs hatások formálják, mint, mondjuk, a bolygókét vagy a kisbolygókét (aszteroidákét). Ezzel szemben számít a napfény sugárnyomása, az elektromosan töltött napszél (sokszor maguk a főleg bolygóközi porból álló meteorrajok is feltöltődnek elektromosan), a bolygóközi por és a semleges interplanetáris gáz fékező ereje. Hogy a bolygóközi tér mágneses mezejét már ne is említsük - az különösen a ferromágneses anyagú, azaz magukban is mágnesezhető meteoroidok esetén érdekes.

Húzzák a csíkot

A meteoroidok hatalmas iramban érkeznek: 10-70 km/s-nyi sebességük elképesztő mozgási energiát kölcsönöz nekik. Általában 80-120 kilométer magasságban tűnnek fel - itt jelentkezik a meteorokra jellemző jellegzetes fényes csík, és a fejünk felett 40-60 kilométerrel hunynak ki. A behatoló és a légkörben lefékeződő kődarabok rendkívüli energiájának csupán egy százaléka fordítódik ionizációs és gerjesztési folyamatokra - a többi hővé alakul. Ám éppen ez az egy százalék elégséges ahhoz, hogy a gerjesztés során fény keletkezzen - ekkor pillantjuk meg a meteort, ami nem más, mint a behatolást kísérő fényjelenség. Ezzel szemben a meteorit az a darabja a meteoroidnak, ami eléri a felszínt. Ez azonban ritka: a rendkívül magas hőmérsékletre hevülő kőzet maga inkább elporlik-párolog vagy teljesen elég a szintén erősen felhevült légkörben.

A gerjesztett légcsatornában keletkezett ionok csak bizonyos idő múlva rekombinálódnak – ekkor viszont fényként visszasugározzák gerjesztett állapotuk energiatöbbletét. Így alakulhat ki a meteorjelenség után visszamaradó meteornyom az izzó, ionizált levegőcsatornákból, amit azután mi szép csík formájában érzékelünk az égen (Azt nem állítanánk, hogy mindent értünk a meteorok felfénylése kapcsán, akadnak még bőven kutatási témák).  Ez az ioncsatorna jó elektromos vezető lévén visszaveri az elektromágneses hullámokat: ennek következtében radarral, de akár egy rövidhullámú rádióval is vizsgálható. A rádióamatőrök közül sokan jól ismerik a meteorrajok rádióhullámokat visszaverő hatását, és ezt ki is használják a nagyobb meteorrajok jelentkezésekor. Ugyanakkor a meteornyomokat még nem tisztázott mechanizmus nyomán hangjelenségek is kísérhetik: könnyen lehet, hogy a meteornyom feloszlása nyomán felszabaduló erős elektromágneses sugárzás gerjeszt hallható fizikai vibrálást.

Egy másodpercenként 30–40 kilométeres sebességű, ehhez képest alig tizedgramm tömegű meteoroid 0 magnitúdós fényjelenséget képes okozni pár tizedmásodpercig: ez a fényesség a nyári égbolt legfényesebb csillagával, a Lant (Lyra) csillagképben található Vegáéval egyenértékű. Egy kezdetben 10 cm átmérőjű meteoroid ellenben akár a telihold ragyogását is produkálhatja. Mindenesetre a Vénusz luminozitásánál (kb. -4 magnitúdónál) fényesebb meteorokat már tűzgömbnek nevezzük. Ezek gyakorta erősen darabolódnak a nagy hőhatás és az erős fékeződés hatására, így kisebb darabokra hullanak szét: az így szétrobbanó tűzgömböket bolidának hívjuk. Meteorjelenségként szokták  illetni a februári cseljabinszki bolidák felizzását és felrobbanását is – de hát azt egy nagyobb háznyi (17 méter átmérőjű) aszteroida föld légkörébe való belépése okozta (lásd: A vörös meteor, Magyar Narancs, 2013. február 28.)

A meteoroidok szeretnek kötelékben repülni - többségben vannak közöttük a rajmeteorok, amelyek az év egy bizonyos, a meteornaptárakban jól tanulmányozható időszakában térnek vissza mindig. Jellemző az is, hogy a viszonylag fiatalabb rajok kevésbé oszlanak szét a pálya mentén. Másik csoportjukat a magányos farkasok, a sporadikus meteorok alkotják. Ezek nem köthetők konkrét meteorrajokhoz, így az év minden szakaszában hullhatnak - pontosabban beléphetnek a Föld légkörébe. Hajnalban sokkal többet figyelhetünk meg közülük, s ez nem is véletlen. Ekkor ugyanis rendre a Föld mozgásirányában helyezkedünk el, és a főleg részecske méretű meteoroidok pont szembejönnek velünk - a haladási iránnyal ellentétes irányból viszont csak a leggyorsabb szemcsék érik el a földi légkört.

Különleges látványt nyújtanak a meteorrajok kitörései: ekkor egy bizonyos raj szokásos évi aktivitása (mely csekély vagy a nullához közelít) hirtelen, akár rövid időre is megemelkedik. Különösen nagy kitöréseket lehetett megfigyelni az 1990-es években és a 21. század elején - nem utolsósorban a Leonidák meteorraj kitörésének köszönhetően, amely egybeesett a szülő égitest Tempel-Tuttle üstökös visszatérésével (ehhez képest akadnak ún. üstököstávoli kitörések is!).

Annyi bizonyos, hogy körülbelül 300 meteorrajt ismerünk, s ezek közül 55 meteorraj évi rendszerességgel jelentkezik - ezek az évi áramlatok. Ugyanakkor simán előfordulhat, hogy az egyik évben kitöréseket produkáló, tűzgömbökben gazdag meteorraj a következő évben csak sok halvány meteorral tér vissza - ami csupán azt igazolja, hogy a különböző pályaszakaszokon eltérő a porszemcsék (a meteoroidok) méreteloszlása.

Leonida néni


A Perseidák jelentős sajtóvisszhanggal kísért maximumán (augusztus 12-13.) már túl vagyunk, de teljesen még nem hagytuk el ennek a pályaszakaszát sem. De emellett még számos visszatérő meteorrajjal találkozhatunk ebben az évben. Közülük az Aurigidák maximuma megközelítőleg augusztus 31-én vagy szeptember 1-jén, a Draconidák maximuma kb. október 8-án jön el, a Déli Tauridák két nappal később lesznek a csúcson, a sűrű (óránként akár 25) felvillanást produkáló Orionidák maximuma október 21-én érkezik el. Az Északi Tauridák november 12-én, az átlagban négypercenként felvillanó Leonidák november 17-én, az Alfa-Monocerotidák november 21-én, a percenként akár két felvillanást produkáló Geminidák pedig december 14-én mutatnak maximumot. A listában csak az átlagnál fényesebb rajokat tüntettük fel, s ezek természetesen pár nappal (néha héttel) a meteortevékenység becsült csúcspontja előtt és után is megfigyelhetők - szabad szemmel is!

Neked ajánljuk