Techniklexikon

Meteor

beim Eindringen eines Körpers in die Erdatmosphäre verursachte Leuchterscheinung. Entsprechend der Helligkeit des Ereignisses, die von der Grösse des Körpers beeinflusst wird, unterscheidet man mehrere Formen von Meteoren. Sternschnuppen werden in der Regel nicht heller als der Planet Venus (-4 mag). Sie tauchen irgendwo am Himmel auf und bewegen sich auf einer Bahn unterschiedlicher Länge, bis sie ebenso plötzlich wieder verlöschen. Sie entstehen zumeist in einer Höhe von 110-90 km. Sternschnuppen werden durch sog. Meteoroide (ein Meteorit vor Auftreffen auf der Erdoberfläche) hervorgerufen. Hellere Leuchterscheinungen werden als Feuerkugeln bzw. Bolide bezeichnet. Sie können die Helligkeit des Vollmondes (-13 mag) erreichen. Bisweilen treten entlang der Bahn eines Boliden Lichtausbrüche, Funkenschauer oder Teilungen auf. Boliden hinterlassen oft Schweife entlang der Bahn, die minutenlang nachleuchten können.

Das Aufleuchten und Verglühen der Meteoroide wird durch den Zusammenprall der Objekte mit den Molekülen der Atmosphäre hervorgerufen, die beim Aufprall auf die Meteoroide Atome aus dem mit hoher Geschwindigkeit in die Erdatmosphäre eintretenden Objekt herausschlagen. Die kinetische Energie der Meteoroide wird so an die Atome der Luft übertragen und dabei zum grössten Teil in Wärme umgewandelt. Nur etwa ein Prozent der freigesetzten Energie dient zur Anregung der Atome und nur ein Bruchteil der Energie ist in der Lage, die Atome zu ionisieren. Die Rekombination der angeregten Atome verursacht das Leuchten der Meteoroide. Während die kleinsten abgebremst werden und schliesslich als Staub zur Erde schweben, verglühen Sternschnupen vollständig in der Atmosphäre. Meteoroide, die Boliden hervorrufen, können in Höhen von 50-10 km über dem Erdboden gelangen. Dort bildet sich vor dem Meteor eine Stossfront aus, in dem sich die meisten Leuchtprozesse abspielen. Die Oberfläche der Meteoroide heizt sich dabei auf Temperaturen bis zu etwa 3 000 K auf, während das Innere aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Gesteins verhältnismässig kühl bleibt. Die dadurch auftretenden thermischen Spannungen können dazu führen, dass die Meteoroide zerplatzen. Sofern sie nicht vollständig in der Atmosphäre verglühen, wird ihre kinetische Energie schliesslich durch die Luftreibung aufgezehrt, so dass sie im freien Fall zur Erde gelangen und dort als Meteorite geborgen werden können.

Meteoroide bewegen sich überwiegend auf elliptischen Bahnen. Zusammen mit den Geschwindigkeiten, die von den Relativbewegungen der Meteoroide und der Erde abhängt und bis zu 72 km / h betragen kann, zeigt dies, dass der weitaus grösste Teil dem Sonnensystem entstammt. Lediglich ein geringer Teil könnte aus dem interstellaren Raum stammen. Von der Erde aus beobachtet kann man Meteore gemäss der Verteilung ihrer scheinbaren Bahn in zwei weitere Gruppen einteilen. Bei den sog. sporadischen Meteoren sind die Bahnen völlig regellos am Himmel verteilt, während bei den Strommeteoren die rückwärtige Verlängerung der Bahn auf einen Bereich des Himmels, den sog. Radiant weist. Die Meteorströme werden daher nach dem Sternbild benannt, in dem sich der Radiant befindet. Die Bahnen der Strommeteore im Weltraum stimmt oft mit Kometenbahnen überein. Diese verlieren auf der Reise durch das Sonnensystem ständig Staubpartikel, die sich entlang der Kometenbahn um die Sonne bewegen. Auch die Auflösungsprodukte von Kometen bewegen sich auf diesen Bahnen. Aufgrund von Störungen durch die Planeten werden die Teilchen schnell entlang der ganzen Kometenbahn verteilt. Im Laufe der Zeit diffundieren die Teilchen so von der Bahn nach aussen, bis sich die Teilchendichte so sehr verringert hat, dass die Meteore nicht mehr einem Strom zugeordnet werden können und als sporadische Meteore eingeordnet werden.

Kreuzen die Teilchenbahnen die Erdbahn, können besonders viele Meteoroide mit der Erdatmosphäre kollidieren. Dabei ist sowohl eine tägliche wie auch eine jährliche Variation zu beobachten. Im Rahmen der täglichen Variation ist die Anzahl der Meteore in den frühen Morgenstunden am grössten. Aufgrund der täglichen Drehung der Erde »fegt« sie gewissermassen mit der Hemisphäre, die in Bewegungsrichtung der Erde um die Sonne weist, den Weltraum von Meteoroiden »leer«, so dass die Hemisphäre, in der die Nacht erst begonnen hat, nur relativ wenige erreichen. Die jährliche Variation hängt von der Höhe des Zielpunkts der Erdbewegung - bezogen auf ihre Bahn um die Sonne - über dem Horizont ab. Steht der Zielpunkt im Herbst am höchsten über dem Horizont der Nordhalbkugel der Erde, ist auch die Zahl der sichtbaren Meteore am grössten. Aufgrund der täglichen Drehung der Erde kulminiert der Zielpunkt der Erdbewegung ebenfalls in den frühen Morgenstunden.

Meteor 1: Auf die Ebene der Ekliptik projizierte Bahn des Kometen 1866I, der den Meteorstrom der Leoniden verursacht.

Meteor 2: Bahnen eines Meteoroidenschwarms. Stellung der Erde zu Beginn (1), im Maximum (2) und am Ende (3) der Sichtbarkeitsperiode. Die Ellipse deutet die Schnittfläche von Meteorstrom und Erdbahn an.

Meteor 3: Zur täglichen und jährlichen Variation der Meteorhäufigkeit.