Meteoritenkunde - Kleiner Exkurs

Meteorit - Camel Donga Eukrit Australien

Was ist ein Meteorit?

Generelle Fachbegriffe

Meteoroid	Materielle Objekte, die innerhalb des Sonnensystems die Sonne umkreisen.
Meteor	Sichtbare Leuchterscheinung eines Meteoroiden in der Erdatmosphäre.
Meteorit	Ein Meteoroid, der die Erdoberfläche erreicht und auf dem Boden einschlägt.

Kurz-Info
Der Name Meteorit kommt aus dem Griechischen und kann in etwa mit in der Luft befindlich übersetzt werden. In vergangenen Zeiten waren auch Bezeichnungen wie Luftstein, Himmelsstein, Mondstein und Donnerstein gebräuchlich.

Als Meteorit wird ein Festkörper außerirdischen Ursprungs bezeichnet, der die Atmosphäre unserer Erde durchquert und den Erdboden erreicht. Die Boten aus dem Weltraum bestehen gewöhnlich überwiegend aus Silikat-Mineralen oder einer Eisen-Nickellegierung.

Definition
Als Meteoroid bezeichnet man den Ursprungskörper, während er noch durch das Sonnensystem fliegt. Beim rasanten Eintritt in die immer dichter werdende Atmosphäre unseres Planeten Erde erzeugt das kosmische Geschoss eine faszinierende Leuchterscheinung am Firmament. Diese wird als Meteor oder Sternschnuppe bezeichnet. Meteore mit einer Helligkeit von mehr als -4 mag entspricht der Helligkeit der Venus werden Feuerkugeln und noch hellere Meteore als Boliden bezeichnet. Wenn der Körper in der Atmosphäre nicht vollständig verglüht, sondern ein Restteil den Boden erreicht, wird er schließlich zum Meteoriten.

Sternschnuppe - Meteor - Feuerkugel - Bolide

Kurz-Info
Als Meteor oder Sternschnuppe wird die faszinierende Leuchterscheinung bezeichnet, die ein kosmischer Festkörper bei seinem rasanten Flug durch die Atmosphäre der Erde verursacht.

Sternschnuppen, wie sie der Bürger üblicherweise von zufälligen Sichtungen kennt, besitzen eine relativ geringe Größe des verursachenden Eindringlings. Vom Laien wird die Größe des Körpers in Bezug zu der erzeugten Leuchterscheinung bei weiten überschätzt. Hier handelt es sich um kosmische Körper von nur wenigen Millimeter im Durchmesser. Diese fliegen jedoch mit unvorstellbaren Geschwindigkeiten in die immer dichter werdenden Luftschichten unseres Planeten Erde. Die daraus resultierende extreme Luftreibung wird dem Meteor letztendlich zum „Verhängnis". Salopp formuliert, unter Umständen „verglüht" der Körper restlos.

Wesentlich heller und spektakulärer als Sternschnuppen sind die als Feuerkugeln bezeichneten Leuchterscheinungen, die bereits eine beachtliche Helligkeit von -4 mag erreichen. Dies entspricht in etwa der Helligkeit der Venus. Von Boliden spricht der Fachmann, wenn die sichtbaren Objekte eine mit dem Vollmond vergleichbare Helligkeit aufweisen. Boliden sind so hell, dass irdische Gegenstände bereits Schatten werfen. Der Erdtrabant ist -12,5 mag hell.

Von diesen größeren außerirdischen Körpern erreicht oftmals Restmaterial die Oberfläche der Erde und wird dann als Meteorit bezeichnet.

Asteroidengürtel - Herkunft der Meteoriten

Kurz-Info
Zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter befindet sich der Asteroidengürtel, der aus einer Ansammlung von Asteroiden und Zwergplaneten besteht. Derzeit sind mehr als 400.000 solcher Objekte erfasst. Entsprechend der Keplerschen Gesetzen kreisen diese Körper in einer Zeitspanne von etwa 3 bis 6 Jahren um unser Zentralgestirn die Sonne. Die meisten dieser Himmelskörper sind von unregelmäßiger Gestalt, wobei ihre Größe im Allgemeinen zwischen einigen Zentimetern und 100 km liegt. Einen Sonderfall bildet der Planetoid Ceres, dessen Durchmesser knapp über 1.000 km beträgt. Der Gesamtbereich der Umlaufbahnen beträgt 2 bis 3,4 Astronomische Einheiten (AE = 149.500.000 km).

Nicht alle Asteroiden gehören dem Hauptgürtel an. So gibt es zwei kleine Familien, die sogenannten Trojaner, die in der gleichen Entfernung wie Jupiter um die Sonne wandern und die 60° vor bzw. hinter dem Planeten liegen. Andere Asteroiden, wie etwa Apollo folgen stark exzentrischen Umlaufbahnen, die sie bis ins Innere des Sonnensystems führen.

Verschiedene dieser Himmelskörper kreuzen die Umlaufbahn der Erde, und das manchmal sogar mehrmals im Jahr, weshalb sie auch als Erd-Crosser bezeichnet werden. Die Gefahr, dass ein größerer Asteroid mit der Erde kollidiert, ist relativ gering, jedoch wie aus der Erdgeschichte bekannt nicht auszuschließen.

Warum leuchten Meteore?

Wie kommt das Leuchten der Meteore zustande?
Immer wieder wird in der Literatur vereinfacht von dem Verglühen der Meteore bei ihrem Flug durch die Erdatmosphäre geschrieben. Der Vorgang ist jedoch wesentlich komplizierter und komplexer. Der Physiker spricht hier von einem Rekombinationsleuchten.

Wissenschaftliche Erklärung 1/2
Zuerst wird die Luft ionisiert und es entsteht vor dem Meteoroiden quasi ein ausgeprägtes „Luftplasma-Polster", das radial nach hinten abströmt und sich ununterbrochen erneuert. Auf solch einem Polster reitet jedes Shuttle in Richtung Erdoberfläche mit möglichst keiner Ablation und Wärmeleitung. Zuerst entsteht allerdings wenig Plasma, das von dem kosmischen Körper selber stammt. Erst wenn die Atmosphäre zunehmend dichter wird, kollidieren die Luftmoleküle vorrangig mit der erzeugten Schockfront vor dem Meteoroiden, dem bereits entstandenen Plasma, und erhöhen die Dichte und die innere Energie des Fluides (denn Plasma ist eine Art Flüssigkeit), welches nach hinten abfließt. Diese Plasmaphase kann dabei dichter werden als das Material des Eindringlings. Die stattfindende Ablation ist dabei sehr hoch. Die Abtragung ist wie schon erwähnt schneller als die Wärmeleitung. Warum? Weil innerhalb von 5 Sekunden Flugzeit der Körper (z.B. Durchmesser ein Meter) zu 95% ionisiert wurde. Das Plasma, also das zerschlagene Material des Meteoroiden und der Atmosphäre, kann in dieser zerstörerischen Phase jedoch nicht leuchten. Das abgetragene Material und die Luft selber können in sehr verschiedene Ionisierungen gebracht werden. Jedoch erst, wenn der Prozess der Zerstörung ein Ende findet, kann sich die aufgestaute Bewegungsenergie wieder abbauen. Dies bedeutet, Ion (mindestens ein Atomkern und die vielleicht noch verbliebenen Restelektronen) und frei bewegliche Elektronen finden wieder zu einander. Ganz einfach gesagt, solange noch ein Elektron frei herumfliegt oder sich noch nicht an der richtigen Stelle befindet, so lange besteht noch Plasma, dass durch Rekombination dieser Elektronen mit zu hoher kinetischer Energie Licht emittieren kann. Diese geben die zu hohe und nicht benötigte Energie in Form von Licht ab. Theoretisch ist ein sehr breiter Bereich im elektromagnetischen Spektrum möglich.

Hinter dem Meteoroiden entsteht der Meteor

Wissenschaftliche Erklärung 2/2
Dieser leuchtet in der Ionosphäre manchmal längere Zeit. Der Effekt des Nachleuchtens wurde schon bis zu einer Stunde beobachtet. Grund dafür ist die Tatsache, dass die dünne Atmosphäre einfach zu wenig Atome oder Ionen zur Verfügung stellen kann, um die Plasmaphase zu beenden. Wenn Meteore nachleuchten sind dies nicht, wie oft angenommen Staub- oder Rauchwolken. Dieses Phänomen ist nur am Tageshimmel zu erkennen, weil die Partikel dann durch das Sonnenlicht sichtbar werden.

Meteoriten / Int. Institutionen

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