I ricercatori dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign hanno osservato frammenti di due meteore mentre aumentavano il calore dalla temperatura ambiente alla temperatura che raggiunge quando entra nell'atmosfera terrestre e hanno fatto una scoperta significativa. Il solfuro di ferro vaporizzato lascia dei vuoti, rendendo il materiale più poroso. Queste informazioni aiuteranno a prevedere il peso di una meteora, la sua probabilità di rompersi, e la successiva valutazione del danno se dovesse atterrare.

"Abbiamo estratto campioni dagli interni che non erano già stati esposti al calore elevato dell'ambiente di ingresso, " disse Francesco Panerai, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell'UIUC. "Volevamo capire come cambia la microstruttura di un meteorite mentre viaggia attraverso l'atmosfera".

Panerai e i collaboratori dell'Ames Research Center della NASA hanno utilizzato una tecnica di microtomografia a raggi X che ha permesso loro di osservare i campioni sul posto mentre venivano riscaldati fino a 2, 200 gradi Fahrenheit e crea immagini in tre dimensioni. Gli esperimenti sono stati eseguiti utilizzando la sorgente di luce avanzata di sincrotrone presso il Lawrence Berkeley National Laboratory.

"Il solfuro di ferro all'interno del meteorite si è vaporizzato mentre si riscaldava. Alcuni dei grani sono effettivamente scomparsi lasciando grandi vuoti nel materiale, "Panerai ha detto. "Siamo rimasti sorpresi da questa osservazione. La capacità di guardare l'interno del meteorite in 3D, mentre viene riscaldato, ci ha portato a scoprire un progressivo aumento della porosità del materiale con il riscaldamento. Dopo di che, abbiamo preso sezioni del materiale e guardato la composizione chimica per capire la fase che era stata modificata dal riscaldamento, modificandone la porosità.

"Questa scoperta fornisce la prova che i materiali dei meteoriti diventano porosi e permeabili, che ipotizziamo avrà un effetto sulla sua forza e propensione alla frammentazione".

La NASA ha selezionato Tamdakht come caso di studio, un meteorite atterrato in un deserto marocchino qualche anno fa. Ma il team di ricercatori voleva confermare ciò che avevano visto, quindi hanno ripetuto gli esperimenti su Tenham per vedere se un meteorite con composizione diversa si sarebbe comportato allo stesso modo. Entrambi gli esemplari provenivano da una classe simile di meteoriti chiamati condriti, il più comune tra i ritrovamenti di meteoriti che sono costituiti da ferro e nichel, che sono elementi ad alta densità.

"Entrambi sono diventati porosi, ma la porosità che si sviluppa dipende dal contenuto dei solfuri, " disse Panerai. "Uno dei due aveva solfuri di ferro più alti, che è ciò che evapora. Abbiamo scoperto che la vaporizzazione dei solfuri di ferro avviene a temperature di ingresso miti. Questo è qualcosa che accadrebbe, non sulla crosta di fusione esterna del meteorite dove la temperatura è molto più alta, ma appena sotto la superficie."

Lo studio è stato motivato dalla potenziale minaccia che i meteoriti rappresentano per gli esseri umani:l'esempio più chiaro è la meteora di Chelyabinsk che ha fatto esplodere l'atmosfera terrestre sulla Russia nel 2013 e ha provocato circa 1, 500 persone ferite da effetti indiretti come vetri rotti dall'onda d'urto. Dopo quell'incidente, La NASA ha creato l'Asteroid Threat Assessment Program per fornire strumenti scientifici che possono aiutare i decisori a comprendere le potenziali minacce di meteoriti per la popolazione.

"La maggior parte del materiale cosmico brucia quando entra. L'atmosfera ci protegge, " ha detto Panerai. "Ma ci sono meteoriti di dimensioni significative che possono essere dannosi. Per questi oggetti più grandi che hanno una probabilità diversa da zero di colpirci, abbiamo bisogno di strumenti per prevedere quali danni farebbero se colpissero la Terra. Sulla base di questi strumenti, possiamo prevedere come entra nell'atmosfera, la sua taglia, come si comporta mentre attraversa l'atmosfera, ecc. in modo che i decisori possano adottare contromisure".

Panerai ha affermato che l'Asteroid Threat Assessment Program sta attualmente sviluppando modelli per mostrare come si comportano i meteoriti e che i modelli richiedono molti dati. "Abbiamo utilizzato l'apprendimento automatico per l'analisi dei dati perché la quantità di dati da analizzare è enorme e abbiamo bisogno di tecniche efficienti.

"Stiamo anche utilizzando strumenti perfezionati nel corso degli anni per la progettazione di veicoli ipersonici di ingresso e trasferendo questa conoscenza allo studio dei meteoroidi, gli unici sistemi ipersonici in natura, che è molto eccitante. Ciò fornisce alla NASA dati critici sulla microstruttura e la morfologia di come si comporta un meteorite comune durante il riscaldamento, in modo che queste caratteristiche possano essere integrate in quei modelli."