Seit seiner Entstehung vor etwa 4,5 Milliarden Jahren war der Planet Erde Einschlägen von Asteroiden und vielen Meteoriten ausgesetzt. Diese Einflüsse haben eine bedeutende Rolle in der geologischen Geschichte unseres Planeten und sogar bei der Evolution der Arten gespielt. Und obwohl Meteore viele Formen und Größen haben, haben Wissenschaftler herausgefunden, dass viele kegelförmig werden, sobald sie in unsere Atmosphäre eintreten.
Der Grund dafür ist seit einiger Zeit ein Rätsel. Aber danke an a Kürzlich durchgeführte Studie durchgeführt von einem Team von Forschern aus Labor für angewandte Mathematik der New York University haben die Physik herausgefunden, die zu dieser Transformation führt. Im Wesentlichen umfasst der Prozess Schmelzen und Erosion, die letztendlich die Meteoriten in die ideale Form bringen, wenn sie durch die Atmosphäre schleudern.
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Die Studie wurde von Leif Ristroph geleitet, einem Assistenzprofessor an der NYU Courant Institut für Mathematische Wissenschaften (CIMS) und wurde von Khunsa Amin und Kevin Hu (beide NYU-Studenten) und Jinzi Huang – einem NYU-Doktoranden zum Zeitpunkt der Arbeit – unterstützt.
Ein heller Perseiden-Meteor über Großbritannien am 13. August 2014. Bildnachweis und Copyright: Richard Fleet.
Im Wesentlichen ändern sich die Formen von Meteoriten durch den atmosphärischen Flug drastisch. Der Prozess erzeugt eine Menge Luftreibung, die wiederum dazu führt, dass die Oberfläche des Meteors schmilzt, erodiert und sich neu formt. Während die meisten zufällig geformt sind, werden überraschende 25 Prozent zu „orientierten Meteoriten“, die wie perfekte Kegel aussehen.
Natürlich gibt es viele Arten von kanonischen Meteoren. Während einige durch die Atmosphäre wirbeln und taumeln und schlanke oder schmale Kegel produzieren, schaukeln andere zu breiten Kegeln hin und her. Dazwischen befinden sich Kegel, die mit ihrer Spitze nach vorne schnurgerade durch die Atmosphäre fliegen. Wie Ristroph kürzlich in der NYU . erklärte Pressemitteilung :
„Erstaunlicherweise entsprechen diese ‚Goldlöckchen‘-Kegel mit den ‚genau richtigen‘ Winkeln genau den Formen von erodiertem Ton, die sich aus unseren Experimenten ergeben, und von tatsächlichen konischen Meteoriten… Indem wir zeigen, wie sich die Form eines Objekts auf seine Fähigkeit auswirkt, geradeaus zu fliegen, haben unsere Studienschuppen etwas Licht in dieses seit langem bestehende Rätsel, warum so viele Meteoriten, die auf der Erde ankommen,kegelförmig. '
Für ihre Studie führte das Team mehrere Replikatorexperimente mit an einem Stab befestigten Tonobjekten durch. Diese dienten als ihre „Mock-Meteoriten“, deren Erosionsmuster untersucht wurden, während sie von Wasserströmungen geformt wurden. Schließlich wurden sie zu Kegeln geschnitzt, die die gleiche Form wie konische Meteoriten hatten.
WT1190F traf die Atmosphäre über dem Indischen Ozean, wo es gegen den blauen Himmel in mehrere Feuerbälle zerbrach. Bildnachweis: IAC/UAE Space Agency/NASA/ESA
Die Tonobjekte wurden schließlich zu Kegeln geschnitzt, die die gleiche Winkligkeit wie konische Meteoriten hatten. Die Forscher wussten jedoch, dass sie wirklich die richtigen Bedingungen simulieren und mehr als nur feststehende Objekte brauchten. Wenn sie durch unsere Atmosphäre fliegen, können sich Meteoriten frei drehen, taumeln und drehen, was die Frage aufwirft – was ermöglicht ihnen, eine feste Orientierung zu behalten?
Um dies zu beantworten, führte das Team zusätzliche Experimente durch, in denen es untersuchte, wie sich Zapfen unterschiedlicher Form in fließendem Wasser verhalten. Es wurde festgestellt, dass schmale Kegel übereinander klappen, während breitere flattern, aber die „Goldlöckchen“ -Kegel schafften es, gerade und treu zu fliegen.
Wie Ristroph erklärt , erklären diese Ergebnisse nicht nur ein fortwährendes Rätsel um Meteoriten, sondern könnten auch bei der Erforschung außerirdischer Körper helfen:
„Diese Experimente erzählen eine Entstehungsgeschichte für orientierte Meteoriten: Die aerodynamischen Kräfte, die Meteoroiden im Flug schmelzen und umformen, stabilisieren auch ihre Haltung, sodass eine Kegelform geschnitzt werden kann und schließlich auf der Erde ankommt. Dies ist eine weitere interessante Botschaft, die wir von Meteoriten lernen, die als „fremde Besucher“ der Erde wissenschaftlich wichtig sind, deren Zusammensetzung und Struktur uns über das Universum verraten.“
