Siste forskningsnytt om meteorsvermen Geminidene

* Store muligheter for å se stjerneskudd rundt Lucia-dagen

* Hvert døgn tilføres atmosfæren 20 tonn masse fra meteorer

* Rakettoppskytinger har undersøkt effekten på atmosfæren

Meteorsvermen Geminidene når maksimum mellom 13. og 14. desember. Bildet viser en annen meteorsverm, Perseidene. Foto: JPL/Nasa

Meteorsvermen Geminidene opptrer hvert år i desember. Med sine mange stjerneskudd er den synlig for det blotte øye, forutsatt klarvær.

Geminidene er den mest intense meteorsvermen, med en hyppighet på 120 meteorer per time1 - bare Quadrantidene er like sterk.

Geminidene når sitt maksimum om natten mellom 13. og 14. desember. Aktiviteten øker gradvis i fire dager før maksimum og avtar raskt deretter.

Meteorene treffer atmosfæren i en hastighet på omtrent 35 kilometer per sekund2 og de smelter mellom 80 og 110 kilometer opp i atmosfæren.

Meteorer er kilden til metall-laget vi finner i denne høyden og, tror man, opprinnelsen til sotpartikler vi finner her.

Under Geminidene i 2010 ble den siste av tre ECOMA forskningsraketter skutt opp fra Andøya rakettskytefelt.

Rakettprogrammet er et samarbeid mellom Forsvarets forskningsinstitutt (FFI), UiO og Leibniz-Institute of Atmospheric Physics in Kühlingsborn (IAP).

Målet med rakettprogrammet var å undersøke hvilken effekt en stor meteorsverm har på atmosfæren.

Laserstrålene på ALOMAR. De gule strålene fra natriumlidar er ikke synlig, fordi de er ikke kraftige nok. De grønne strålene er fra RMR-lidar, som tilhører Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik i Kühlungsborn, Tyskland. Byen i bakgrunnen er Andenes.

Vår studie er basert på observasjoner gjort med Alomar Weber natrium-lidar og radar i tillegg til tre rakettoppskytinger.

Sporadiske meteorer treffer atmosfæren hele tiden og fra alle retninger. Meteorsvermer kommer imidlertid med en bestemt stråleretning slik at det er mulig å skille dem fra sporadiske meteorer.

Under Geminidene i 2010 kom nesten 50 % av alle målte meteorer på Andøya fra Geminidenes strålingspunkt. En skulle derfor tro at en stor meteorsverm skulle ha betydelig påvirkning på sammensetningen av den midlere atmosfæren, der meteorene brenner opp.

Vi fant at Geminidene ikke har merkbar effekt på natriumtettheten. Natriumtettheten avtok jevnt gjennom de tre ukene vi gjennomførte målinger. Radarmålinger viser at antall sporadiske meteorer avtok i løpet av desember 2010. Dette stemmer godt med natriummålingene.

Vi sammenliknet data fra 2010 med data innsamlet i 2009 og 2011. Heller ikke i disse årene fant vi noe tegn på at Geminidene påvirker natriumtettheten.

Overraskende nok fant vi at natriumtettheten i desember 2010 var mye lavere enn en gjennomsnittsvinter.

Oppskyting av den siste ECOMA-raketten fra Andøya rakettskytefelt, desember 2010. Foto: Kjell Bjarne Pettersen

De tre forskningsrakettene målte blant annet sotpartikler. Vi ser en reduksjon også her: Geminidene øker ikke meteoriske sotpartikler.

Det kan se ut til at meteorsvermen har liten eller ingen påvirkning på natrium og meteoriske sotpartikler. Sporadiske meteorer er antakelig viktigere.

Tilfeldivis detekterte lidaren to meteorspor under vår kampanje. Signaturen til en meteor som smelter i atmosfæren kan måles som en tydelig økning i natriumtetthet.

Fra disse to meteorsporene estimerer vi at atmosfæren globalt treffes av 20 tonn meteorer per døgn, gitt at meteorstrømmen ikke varerier over året eller geografisk.

Denne verdien stemmer godt med tidligere tall vi har for den største mulige meteorstrømmen som kan gi opphav til blant annet natriumtettheten.3

Vår artikkel om funnene, Development of the mesospheric Na layer at 69° N during the Geminids meteor shower 2010, Dunker et al., 2012 er nylig antatt av tidsskriftet Annales Geophysicae. Ecoma-kampanjen i 2010 resulterte i mer enn ti vitenskapelige artikler som vil bli publisert som en spesialutgave med tittelen Structure, composition and dynamics of the middle atmosphere and lower ionosphere during a major meteor shower.

Artikkelen blir snart tilgjengelig på tidsskriftets nettside.

 

Forsvarets forskningsinstitutt (FFI), Norsk Romsenter og Forskningsrådet finansierte den norske halvdelen av Ecoma-prosjektet. Alomar Weber natriumlidar eies og drives av Universitetet i Tromsø, Andøya Rakettskytefelt og GATS, Inc i Boulder, Colorado.

Referanser

1 Correira, J., Aikin, A. C., Grebowsky, J. M. and Burrows, J. P.: Metal concentrations in the upper atmosphere during meteor showers, Atmos. Chem. Phys., 10, pp. 909-917, 2010.

2 Stober, G., Schult, C., Baumann, C., Latteck, R. and Rapp, M.: The Geminid meteor shower during the ECOMA rocket campaign: specular and head echo radar observations, submitted to Ann. Geophys., 2012.

3 Plane, J. M. C.: A time-resolved model of the mesospheric Na layer: constraints on the meteor input function, Atmos. Chem. Phys., 4, pp. 627-638, 2004.

Av Tim Dunker, Ulf Peter Hoppe
Publisert 11. des. 2012 09:02 - Sist endret 12. mai 2020 12:38