Ett prov av meteoriten från Michigan som återvunnits av medborgarforskare med hjälp av kartor producerade av UA:s biträdande professor Vishnu Reddys Doppler-radarteknik. Kredit:Vishnu Reddy
Klockan 20.10 den 16 januari, hundratals människor i Michigan rapporterade det ljusa skenet från en meteor som strök genom himlen, skramlande rutor när den bröt ljudmuren. Meteoren bröts sedan isär i jordens atmosfär, och dess bitar regnade tyst till marken.
Genom att använda förutsägelser av snabb detektering och återhämtning av meteoriter, eller RADARMET, projekt, Forskare och meteoritjägare lyckades återvinna mer än ett halvdussin fragment av stenen inom två dagar efter fallet.
RADARMET leds av Vishnu Reddy, biträdande professor vid University of Arizonas Lunar and Planetary Laboratory. Han skaffade finansiering från NASA för att driva RADARMET, som använder National Weather Service Doppler-radardata och datormodeller för att lokalisera meteoriter inom några timmar efter deras fall.
"Historiskt sett, folk skulle se en meteor på himlen och de skulle säga, "Jag såg det gå den vägen bakom trädet, "" sa Reddy. "Även om någon tar en bild av meteoren, att använda bilden för att spåra en bana för meteoriten är svårt och kan vara ganska tidskrävande."
Vindar i övre atmosfären gör extrapolering utmanande, sa Reddy. För att en meteor ska överleva resan genom atmosfären och falla ner på marken som en meteorit, den måste sakta ner från sin kosmiska hastighet. Friktionen från atmosfären gör att meteoren lyser synligt mellan 30 och 65 miles över marken.
"Vanligtvis, meteoritfallande meteorer måste sakta ner till cirka 6, 700 mph, hastigheten när de inte längre lyser starkt när de går ner i atmosfären, sa Reddy.
Sammansatt bild av väderradarsignaturer av den fallande meteoriten. Kredit:Marc Fries
Faller vid terminalhastighet
Meteoren går sedan in i en period som kallas "mörk flygning, " under vilken den faller med sluthastighet. Under denna mörka flygning, vindar i den övre atmosfären kan skjuta meteoriten mil bort från där dess glödande ljusa flygning slutar.
Marc Fries, Reddys medutredare för RADARMET och en vetenskapsman vid NASA:s Johnson Space Center, utvecklat en metod som kan förutsäga hur en meteorit skulle färdas under sin mörka flygning. Han har också utvecklat mjukvaruverktyg för att beräkna var meteoriter landar under inverkan av vindar, och att uppskatta den totala massan som når marken.
Tanner Campbell, en UA doktorand i flyg- och maskinteknik, anpassat Fries mörka flygmodell till ett datorprogram som snabbt och exakt avgör var en meteorit ska falla.
"Vi kan åstadkomma detta eftersom kinetiken för ett föremål i nära fritt fall är känd ganska väl, ", sa Campbell. "Eftersom dessa meteoriter vanligtvis är ganska små, vi kan göra några antaganden om hur de färdas genom atmosfären. Vi kan sedan ta vilken data som helst som kan samlas in på meteoriten medan den lyser på himlen, och uppmätta atmosfäriska data från nära händelsen, och använd den för att förutsäga vägen till marken."
Atmosfärsdata inkluderar vindhastigheter och information som samlats in av väderradarstationer, som upptäcker allt som faller genom luften, om det är regn, fåglar, flygplan eller meteoriter. Även om radarn inte kan skilja mellan en sparv och en rymdsten, RADARMET-teamet har en metod för att göra just det.
"Den första triggern är ögonvittnesrapporter från allmänheten, sa Reddy.
Beräknat strödda fält av meteoriten. Den mörkorange visar var den största, de tyngsta bitarna av meteoriten föll, och den gula visar var de lättaste och minsta bitarna föll. Kredit:Marc Fries
Med hjälp av ett onlineverktyg på American Meteor Societys webbplats, medlemmar av allmänheten kan logga sin plats, vilken riktning de var vända mot och hur länge meteoren var synlig på himlen. När ett evenemang har bekräftande videor och andra bevis som ljudbommar, Reddy och hans medutredare laddar ner radardata från närmaste väderstation och sätter på den mörka flygmodellen.
Platsens noggrannhet är avgörande
Inom några timmar efter evenemanget, RADARMET-teamet kan lokalisera det exakta området där meteoritfragment har fallit. Informationen delas snabbt med allmänheten, inklusive vetenskapsmän och meteoritjägare. RADARMETs metod är så exakt att jägare har kunnat resa till en plats, parkera sina bilar och hitta meteoriter på den parkeringsplatsen.
När man jagar meteoriter, tiden är högst betydelsefull. Ju tidigare ett prov hittas, desto mer kan forskarna lära sig av det.
"Ju längre en meteorit sitter på jorden, desto mindre vetenskapligt användbar blir den, eftersom vittringsprocessen bryter ner mineralerna och förstör dem, sa Reddy.
Regn kan lösa upp och tvätta bort mineraler, mikrober kan kontaminera alla bevis på livets byggstenar, och syre kan rosta järnet i meteoriten inom ett dygn.
Även om det tog något mer än ett dygn att återhämta bitar av Michigan-meteoriten, några prover hittades i nästan orörda skick. En bit hittades i is, skyddas från exponering för flytande vatten. Orörda prover som detta gör det möjligt för forskare att studera material som lätt kan förstöras eller av astrobiologisk betydelse.
Reddy och studenter vid UA Department of Planetary Sciences planerar att vara involverade i studiet av meteoriten.
"Medan vi inte är ute och jagar meteoriterna, vi håller på med vetenskapen, sa Reddy.