Meteoren, der kastede sig ned gennem Jordens atmosfære over Rusland den 15. februar 2013 varede bare øjeblikke. Men det skabte et bælte af støv, der varede i måneder.
Den 15. februar 2013 lavede en stor meteor nyheder rundt om i verden med sit korte, men dramatiske udseende i himlen over den russiske by Chelyabinsk. Observationer fra NASA-NOAA Suomi National Polar-Orbiting Partnership satellit sporet meteorens støvstrøm i den øvre atmosfære, da det tog kun fire dage at cirkle tilbage til himlen over Chelyabinsk. I de dage, uger og måneder, der fulgte, hjalp satellitobservationer af støv fra Chelyabinsk-meteoren - plus computermodeller af øverste atmosfæriske vindstrømme - forskere med at forudsige udviklingen af støvpylen, da den dannede en ring af støv i den øvre atmosfære, over nordlige breddegrader.
Himmelen efter daggry over den russiske by Chelyabinsk den 15. februar blev oplyst af, hvad der virkede som en øjeblikkelig anden sol. En enorm ildkugle strækkede sig over himlen, lysende, da den kulminerede med en strålende blitz, der blev fanget af mange kameraets instrumentbrætkameraer. Ikke længe efter springer høje lydsignaler fra eksplosionen knuste glasvinduer, endda ødelægger nogle bygninger. Der var udbredt panik og forvirring; nogle gamle nok til at huske den kolde krig antog endda, at det var et atomangreb.
NASA atmosfærisk fysiker Nick Gorkavyi gik glip af den oplevelse, der var en gang i livet, som forbløffet og skræmtede befolkningen i hans hjemby. Men fra sit kontor i NASA's Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, greb han og hans kolleger en hidtil uset mulighed for at spore efterspørgslen efter meteorets fald til jorden ved at følge dens store støvrør i den øvre atmosfære ved hjælp af observationer fra NASA-NOAA Suomi National Polar-Orbiting Partnership satellit. Deres fund blev for nylig accepteret til offentliggørelse i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve.
Meteor set over Rusland 15. februar 2013
Før dens undergang i Jordens atmosfære blev denne store meteor, også kendt som en bolide, blev antaget at måle 59 fod på tværs og veje 11.000 tons. Støber gennem atmosfæren omkring 41.000 miles i timen, pressede meteoren kraftigt luft på sin måde, hvilket fik trykluften til at varme op, hvilket igen opvarmede meteoren. Denne proces eskalerede, indtil, 14.5 miles over Chelyabinsk, eksploderede meteoren.
Mens nogle bunker af den opløste rumsten faldt til jorden, blev hundreder af tons meteor reduceret til støv under dens ildfulde indtræden i atmosfæren. Gorkavyi sagde i en pressemeddelelse:
Vi ønskede at vide, om vores satellit kunne registrere meteorstøv. Faktisk så vi dannelsen af et nyt støvbælte i Jordens stratosfære og opnåede den første rumbaserede observation af den langsigtede udvikling af en bolide-plume.
Cirka 3,5 timer efter eksplosionen foretog Suomi-satellitten sine første observationer af støvpylen i en højde af 25 miles og bevægede sig hurtigt øst med 190 miles i timen. Et døgn senere observerede satellitten den østgående bevægelse, der transporteres af den stratosfæriske jetstrøm - luftstrømme i den øvre atmosfære - over de Aleutiske øer, der ligger mellem Alaskan-halvøen og Russlands Kamchatka-halvø. På det tidspunkt blev tyngre støvpartikler langsommere og faldt ned til lavere højder, mens lettere støv fortsatte med at holde sig højt i vindhastighederne i deres respektive højder. Fire dage efter eksplosionen havde de lettere støvpartikler, der kørte hurtigere luftstrømme, lavet en komplet cirkel rundt om den øverste nordlige halvkugle og vendte tilbage til, hvor det hele startede, over Chelyabinsk.
Gorkavyi og hans kolleger fortsatte med at følge plymen, da den spredte sig i et bælte i de øverste højder af atmosfæren. Tre måneder senere kunne støvbæltet stadig detekteres af Suomi-satellitten.
Ved hjælp af indledende satellitmålinger af meteorstøv og atmosfæriske modeller skabte Gorkavyi og hans samarbejdspartnere simuleringer af støvpluggens rejse gennem den øvre atmosfære på den nordlige halvkugle. Deres forudsigelser blev bekræftet via efterfølgende satellitobservationer af meteorstøvspredningen. Paul Newman, chefforsker for Goddard's Atmospheric Science Lab, sagde i samme pressemeddelelse,
For tredive år siden kunne vi kun oplyse, at plymen var indlejret i den stratosfæriske jetstrøm. I dag tillader vores modeller os nøjagtigt at spore boliden og forstå dens udvikling, når den bevæger sig rundt om i verden.
Den simulerede spredning af meteorstøvsuger, som vist i denne video, forudsagde nøjagtigt den faktiske bevægelse af støvslyngen, der blev optaget af satellitobservationer.
Hver dag bombarderes Jorden af tonsvis af partikler i sin vej, når den kredser om solen. Meget af det havner ophængt i den øvre atmosfære. I sammenligning med lavere lag i atmosfæren, der har mere suspenderede partikler fra vulkaner og andre naturlige kilder, synes den øvre atmosfære relativt ren, selv med den nylige tilføjelse af partikler fra Chelyabinsk-meteoren. Suomi-satellitobservationer af støvstrømmen har demonstreret, at fine partikler i atmosfæren kan måles ganske præcist, hvilket åbner nye muligheder for at studere fysikken i den øvre atmosfære, overvåge meteoropbrud i atmosfæren og for at lære, hvordan disse udenjordiske partikler påvirker skydannelse i den øverste og yderste rækkevidde af atmosfæren. Sagde Gorkavyi i pressemeddelelsen,
... nu i rumalderen kan vi med al denne teknologi opnå et meget andet niveau af forståelse for injektion og udvikling af meteorstøv i atmosfæren. Naturligvis er Chelyabinsk-boliden meget mindre end 'dinosaurier-morderen', og det er godt: Vi har den unikke mulighed for med sikkerhed at studere en potentielt meget farlig type begivenhed.
Nederste linje: Da en stor meteor eksploderede over byen Chelyabinsk, Rusland, den 15. februar 2013, gav den NASA atmosfæriske fysikere en enestående mulighed for at spore den store støvplomme, der blev resultatet af meteorens eksplosion og opløsning. Støvpartikler blev observeret i adskillige måneder af NASA-NOAA Suomi National Polar-Orbiting Partnership satellit. De oprindelige observationer efter eksplosionen og modellerne af de atmosfæriske luftstrømme kunne med succes forudsige udviklingen af støvslyngen, da den satte sig ned i en global ring af støv i den øvre atmosfære, ophængt over den nordlige halvkugle. Denne analyse åbner nye døre i overvågning af partikler i rummet, der trænger ind og bliver fanget i den øvre atmosfære, og hvordan det påvirker skydannelse i store atmosfæriske højder.