Un campione del meteorite del Michigan recuperato da scienziati cittadini utilizzando mappe prodotte dalla tecnica radar Doppler dell'assistente professore UA Vishnu Reddy. Credito:Vishnu Reddy
Alle 20:10 il 16 gennaio centinaia di persone nel Michigan hanno riferito del bagliore luminoso di una meteora che sfrecciava nel cielo, finestre che sbattevano mentre rompevano la barriera del suono. La meteora si è poi frantumata nell'atmosfera terrestre, e i suoi pezzi piovvero tranquillamente a terra.
Utilizzando le previsioni del rilevamento rapido e del recupero dei meteoriti, o RADARMET, progetto, scienziati e cacciatori di meteoriti sono stati in grado di recuperare più di mezza dozzina di frammenti della roccia entro due giorni dalla caduta.
RADARMET è guidato da Vishnu Reddy, assistente professore presso il Lunar and Planetary Laboratory dell'Università dell'Arizona. Ha ottenuto finanziamenti dalla NASA per far funzionare RADARMET, che utilizza i dati del radar Doppler del National Weather Service e i modelli informatici per localizzare i meteoriti entro poche ore dalla loro caduta.
"Storicamente, la gente vedrebbe una meteora nel cielo e direbbe, 'L'ho visto andare in quel modo dietro l'albero, '" ha detto Reddy. "Anche se qualcuno scatta una foto della meteora, usare l'immagine per tracciare una traiettoria per il meteorite è difficile e può richiedere molto tempo".
I venti dell'alta atmosfera rendono difficile l'estrapolazione, ha detto Reddy. Affinché una meteora sopravviva al viaggio attraverso l'atmosfera e cada a terra come un meteorite, deve rallentare dalla sua velocità cosmica. L'attrito dell'atmosfera fa brillare visibilmente la meteora tra 30 e 65 miglia dal suolo.
"Tipicamente, le meteore che cadono meteoriti devono rallentare fino a circa 6, 700 miglia orarie, la velocità quando non brillano più mentre scendono nell'atmosfera, " ha detto Reddy.
Immagine composita delle firme radar meteorologiche del meteorite in caduta. Credito:Marc Fries
Caduta al Terminal Velocity
La meteora entra quindi in un periodo noto come "volo oscuro, " durante il quale cade a velocità terminale. Durante questo volo oscuro, i venti nell'alta atmosfera possono spingere il meteorite a miglia di distanza da dove termina il suo volo luminoso e incandescente.
Marc Fries, Il co-investigatore di Reddy per RADARMET e uno scienziato del Johnson Space Center della NASA, ha sviluppato un metodo in grado di prevedere come viaggerebbe un meteorite durante il suo volo oscuro. Ha anche sviluppato strumenti software per calcolare dove atterrano i meteoriti sotto l'influenza dei venti, e stimare la massa totale che raggiunge il suolo.
Tanner Campbell, uno studente laureato UA in ingegneria aerospaziale e meccanica, ha adattato il modello di volo oscuro di Fries in un programma per computer che determina rapidamente e con precisione dove cadrà un meteorite.
"Possiamo farlo perché la cinetica di un oggetto quasi in caduta libera è nota abbastanza bene, " ha detto Campbell. "Dato che questi meteoriti sono in genere abbastanza piccoli, possiamo fare alcune ipotesi su come viaggiano attraverso l'atmosfera. Possiamo quindi prendere tutti i dati che possono essere raccolti sul meteorite mentre brilla nel cielo, e misurato i dati atmosferici da vicino all'evento, e usalo per prevedere il percorso verso il suolo."
I dati atmosferici includono la velocità del vento e le informazioni raccolte dalle stazioni radar meteorologiche, che rilevano tutto ciò che cade nell'aria, se piove, uccelli, aeroplani o meteoriti. Sebbene il radar non sia in grado di distinguere tra un passero e una roccia spaziale, il team RADARMET ha un metodo per farlo.
"Il primo fattore scatenante sono i resoconti dei testimoni oculari del pubblico, " ha detto Reddy.
Campo disseminato calcolato del meteorite. L'arancione scuro mostra dove il più grande, caddero i pezzi più pesanti del meteorite, e il giallo mostra dove sono caduti i pezzi più leggeri e più piccoli. Credito:Marc Fries
Utilizzando uno strumento online sul sito Web dell'American Meteor Society, i membri del pubblico possono registrare la loro posizione, in quale direzione erano rivolti e per quanto tempo la meteora era visibile nel cielo. Quando un evento ha video corroboranti e altre prove come boom sonici, Reddy e i suoi co-investigatori scaricano i dati radar dalla stazione meteorologica più vicina e accendono il modello di volo oscuro.
La precisione della posizione è vitale
A poche ore dall'evento, il team di RADARMET può individuare l'area esatta in cui sono caduti i frammenti di meteorite. Le informazioni vengono rapidamente condivise con il pubblico, compresi scienziati e cacciatori di meteoriti. Il metodo di RADARMET è così accurato che i cacciatori sono stati in grado di recarsi in un luogo, parcheggia le loro auto e trova meteoriti all'interno di quel parcheggio.
Quando si cacciano i meteoriti, tempo è dell'essenza. Prima si trova un campione, più gli scienziati possono imparare da esso.
"Più a lungo un meteorite rimane sulla Terra, meno scientificamente utile diventa, perché il processo di invecchiamento degrada i minerali e li distrugge, " ha detto Reddy.
La pioggia può dissolvere e lavare via i minerali, i microbi possono contaminare qualsiasi prova degli elementi costitutivi della vita, e l'ossigeno può arrugginire il ferro nel meteorite in un giorno.
Sebbene il recupero di pezzi del meteorite del Michigan abbia richiesto poco più di un giorno, alcuni campioni sono stati trovati in condizioni quasi incontaminate. Un pezzo è stato trovato nel ghiaccio, protetto dall'esposizione all'acqua liquida. Campioni incontaminati come questo consentono agli scienziati di studiare materiali che possono essere facilmente distrutti o di significato astrobiologico.
Reddy e gli studenti del Dipartimento di Scienze Planetarie dell'UA prevedono di essere coinvolti nello studio del meteorite.
"Anche se non siamo là fuori a caccia di meteoriti, stiamo facendo la scienza, " ha detto Reddy.