Meteorbecsapódás a meteorológiai műhold szemével
(Rovat: A hét képe, Orsz. Meteorológiai Szolgálat , Katasztrófák ellen - 2008.10.13 13:00.)

2008. október 7-én 02:46 UTC-kor a 3 m átmérőjű, 2008 TC3 nevű kisbolygó a Föld légterébe lépett Szudán felett.

Nem érte el a felszínt, kb. 14 km magasan robbant fel, csak kisebb darabok juthattak le. (A szövegben a becsapódás alatt légkörbe történő csapódást, illetve a légkörbeli felrobbanást értjük.) Évente 5-10 hasonló méretű égitest csapódik a Földbe, illetve a légkörbe. A 2008 TC3 kisbolygónak az adta a különleges jelentőséget, hogy ez volt az első olyan meteor, amit még a becsapódás előtt a világűrben sikerült megfigyelni. Az első megfigyelés és a becsapódás között kevesebb, mint egy nap telt el. Ezalatt majd 535 észlelés készült a Föld felé közelítő kisbolygóról. Az egyik ilyen csillagászati észlelést az alábbi ábrán láthatjuk.

Kisbolygó-fogyatkozás. Reiner Stoss és munkatársai felvétele a Föld árnyékába belépő kisbolygóról. A 6 perces expozíciós idejű kép szélessége 1 fok, a nyom hossza 45 ívperc. A jobbról balra mozgó égitest kb. 25 ívperc megtétele után kezd el halványodni, és az expozíció végére teljesen eltűnik, mert a Föld árnyékába jut. (Forrás: hirek.csillagaszat.hu)

Az Arizonai Egyetem csillagászai kiszámolták, hogy pontosan hol és mikor történik majd a becsapódás. A számítások szerint a kisbolygó 02:45:28 UTC-kor lép majd be a légkörbe és 02:45:54 UTC-kor robban fel, ±15 másodperc pontossággal. A csillagászok kíváncsian várták, hogy a valóság igazolja-e majd számításaikat, tényleg akkor és oda érkezik-e majd a kisbolygó.

A meteor előrejelzett becsapódási helye (piros pont). A szürke háromszög az infrahangdetektor helye, a fekete vonal pedig a beérkezett jel iránya. Ez a detektor észlelte a meteor robbanása keltette hanghullámokat.

A kisbolygó 12,8 km/s sebességgel lépett a Föld légkörébe. Ez a sebesség 46 ezer km/órának felel meg, ami a hangsebesség kb. 40-szerese. Amikor egy meteor a légtérbe kerül, a levegőt igen erősen és hirtelen megtolja maga előtt. A nagy nyomás hatására a levegő felmelegszik, és felmelegíti az égitestet is, ami ezáltal egy „tűzlabdává” válik. A 2008 TC3 kisbolygó elégése során felszabaduló energia megegyezett egy kisebb atombomba vagy 1000-2000 tonna dinamit felrobbanásakor keletkező energiamennyiséggel.

A meteor becsapódási helye részben lakatlan, ezért a „tűzlabdáról” felszíni kép sajnos nem készült. Megfigyelték viszont repülőgépről, hangdetektorral, és mint majd látni fogjuk, meteorológiai műholddal is.

Az Air France-KLM egyik járata az előrejelzett időben a várt becsapódási helytől kb. 1400 km-re repült. Egy holland meteorológus előre figyelmeztette a repülőgép legénységét, hogy mikor és milyen irányban várható a meteor felrobbanását kísérő fényjelenség. A személyzet és az utasok a jelzett időben és irányban valóban láttak egy néhány másodpercig tartó erős felvillanást, de maga a jelenség a horizontjuk alatt játszódott le.

A 2. ábrán bejelölt kenyai infrahangdetektorral sikerült a robbanáskor keletkező hanghullámot azonosítani. Az ábrán a háromszög jelzi az infrahangdetektor helyét, fekete vonal a pedig a beérkezett jel irányát. (Az infrahang az emberi fül számára nem hallható, annál alacsonyabb rezgésszámú hanghullám.)

Csodával határos módon a METEOSAT-8 európai operatív meteorológiai műhold is észlelte a felrobbanó kisbolygót. A METEOSAT geostacionárius pályán mozog, azaz a földfelszínhez képest áll, és időben folyamatosan látja az alatta lévő féltekét. (Tipikus „meteorológiai műholdpálya”: a minél gyakoribb képek segítik a meteorológusokat a felhőalakzatok elmozdulásának nyomon követésében.) A METEOSAT-8 műhold Európáról és Észak-Afrikáról 5 percenként készít képet. A képet egy ún. forgó letapogató berendezés készíti, amely egy-egy irányba csak századmásodpercig néz, azaz gyakorlatilag pillanatnyi képet készít. Mivel a meteor robbanása, égése csak néhány másodpercig tartott, így a relatíve sűrű, 5 percenkénti mérés ellenére is nagyon kicsi volt a valószínűsége, hogy a meteorológiai műhold észlelje azt.

De szerencsénk volt, és a METEOSAT-8 műhold rögzítette a robbanást! A jelenség a látható spektrumtartományú képen (amely éjszaka egyébként teljesen „fekete”) egy igen apró fehér foltként jelent meg. Az ábrán a robbanáskor történő felvillanás figyelhető meg.

A nagyfelbontású látható (HRV) képen a meteor felrobbanásakor keletkező villanás látszik. A legfényesebb képpont alapján megmondható a robbanás pontos helye: 20,98° északi szélesség, 31,15° keleti hosszúság, mely megegyezik az előrejelzett helyszínnel.

Míg a látható tartományban a robbanás fényét rögzíti a műhold, addig az infravörös tartományban a robbanás hőmérsékletét, hősugárzását észleli. A METEOSAT-8 műhold 8 infravörös csatornája közül a 3,9 μm-es (IR3.9) sáv a legalkalmasabb a kis kiterjedésű tüzek detektálására. (A műholdas mérés szempontjából mindegy, hogy a tűz a légkörben vagy a felszínen megy-e végbe, hiszen az adott irányból érkező hősugárzást méri a műszer. A műholdas tűzdetektálás elméletéről, valamint két konkrét tűzesetnek az IR3.9 képeken való vizsgálatáról itt olvashat bővebben.)

A 4. ábrán láthatjuk a 3,9 μm-es infravörös sávban készült képet, rajta a legmelegebb pixelek jelzik a meteor robbanásának a helyét. A kép ideje és a robbanás előrejelzett ideje (02:45:54 UTC ±15sec) szinte teljesen megegyezik. A műholdkép tanúsítja, hogy a csillagászok előzetes számításai pontosak voltak, az aszteroida valóban akkor robbant fel, amikorra ezt megjósolták.

IR3.9 képen a meteor becsapódása, 2008.10.07. 02:45:47 UTC. A skála a hőmérsékletet mutatja kelvinben.

Az 5. ábrán egymásra vetítve látjuk a kétféle sávban rögzített jelet, az optikai és a hősugárzási jeleket. Meglepetéssel láthatjuk, hogy a felvillanás helye és a legmelegebb pont nem esik egybe.

A nagyfelbontású látható (HRV) és az IR10.8 infravörös csatornák együttes képe.

Az eltérés valószínű okát még vizsgálják. Az ok valószínűleg technikai jellegű. A HRV és az infravörös sávokat két különböző műszerrel mérik. A két műszert ugyan összehangolták, de az összehangolás pontosságát nem tervezték ilyen gyorsan mozgó objektumokra, mint egy becsapódó meteor.

Az esettanulmányunkban bemutatott műholdképeket Hans Peter Rösli, a Svájci Meteorológiai Szolgálat és az EUMETSAT (az európai meteorológiai műholdakat működtető szervezet) munkatársa készítette. Zdenek Charvat, a Cseh Hidrológiai és Meteorológiai Intézet munkatársa találta meg elsőnek a meteort a METEOSAT-8 műhold nagyfelbontású látható képén.

Kocsis Zsófia, Putsay Mária
Országos Meteorológiai Szolgálat