Forskare vid University of Illinois Urbana-Champaign såg fragment av två meteorer när de ökade värmen från rumstemperatur till den temperatur den når när den kommer in i jordens atmosfär och gjorde en betydande upptäckt. Den förångade järnsulfiden lämnar efter sig tomrum, gör materialet mer poröst. Den här informationen hjälper dig att förutsäga vikten av en meteor, sannolikheten att den går sönder, och den efterföljande skadebedömningen om den skulle landa.

"Vi extraherade prover från interiörerna som inte redan hade exponerats för den höga värmen från ingångsmiljön, sa Francesco Panerai, professor vid institutionen för flygteknik vid UIUC. "Vi ville förstå hur mikrostrukturen hos en meteorit förändras när den färdas genom atmosfären."

Panerai och medarbetare vid NASA Ames Research Center använde en röntgenmikrotomografiteknik som gjorde att de kunde observera proverna på plats när de värmdes upp till 2, 200 grader Fahrenheit och skapa bilder i tre dimensioner. Experimenten utfördes med användning av synkrotron Advanced Light Source vid Lawrence Berkeley National Laboratory.

"Järnsulfiden inuti meteoriten förångades när den värmdes upp. En del av kornen försvann faktiskt och lämnade stora tomrum i materialet, ", sade Panerai. "Vi blev överraskade av denna observation. Förmågan att titta på meteoritens inre i 3D, medan den värms upp, ledde till att vi upptäckte en progressiv ökning av materialporositet med uppvärmning. Efter det, vi tog tvärsnitt av materialet och tittade på den kemiska sammansättningen för att förstå fasen som hade modifierats av uppvärmningen, ändra dess porositet.

"Denna upptäckt ger bevis på att meteoritmaterial blir porösa och permeabla, som vi spekulerar kommer att ha en effekt på dess styrka och benägenhet för fragmentering."

NASA valde Tamdakht som fallstudie, en meteorit som landade i en marockansk öken för några år sedan. Men teamet av forskare ville bekräfta vad de hade sett så de upprepade experiment på Tenham för att se om en meteorit med olika sammansättning skulle bete sig på samma sätt. Båda exemplaren kom från en liknande klass av meteoriter som kallas kondriter, den vanligaste bland de meteoritfynd som består av järn och nickel, som är högdensitetselement.

"Båda blev porösa, men porositeten som utvecklas beror på halten av sulfider, " sade Panerai. "En av de två hade högre järnsulfider, vilket är det som avdunstar. Vi fann att förångningen av järnsulfider sker vid milda ingångstemperaturer. Detta är något som skulle hända, inte vid meteoritens yttre fusionsskorpa där temperaturen är mycket högre, men precis under ytan."

Studien motiverades av det potentiella hotet som meteoriter utgör människor – det tydligaste exemplet är Chelyabinsk-meteoren som sprängde jordens atmosfär över Ryssland 2013 och resulterade i cirka 1, 500 personer skadas av indirekta effekter som krossat glas från stötvågen. Efter den händelsen, NASA skapade Asteroid Threat Assessment Program för att tillhandahålla vetenskapliga verktyg som kan hjälpa beslutsfattare att förstå potentiella meteorithot mot befolkningen.

"Det mesta av det kosmiska materialet brinner bort när det kommer in. Atmosfären skyddar oss, ", sade Panerai. "Men det finns betydande meteoriter som kan vara skadliga. För dessa större föremål som har en sannolikhet som inte är lika med noll att träffa oss, vi måste ha verktyg för att förutsäga vilken skada de skulle göra om de skulle träffa jorden. Baserat på dessa verktyg, vi kan förutsäga hur det kommer in i atmosfären, dess storlek, hur det beter sig när det går genom atmosfären, etc. så att beslutsfattare kan vidta motåtgärder."

Panerai sa att Asteroid Threat Assessment Program för närvarande utvecklar modeller för att visa hur meteoriter beter sig och modeller kräver mycket data. "Vi använde maskininlärning för dataanalysen eftersom mängden data att analysera är enorm och vi behöver effektiva tekniker.

"Vi använder också verktyg som förfinats genom åren för design av hypersoniska infartsfordon och överför denna kunskap till studiet av meteoroider, de enda hypersoniska systemen i naturen, vilket är väldigt spännande. Detta ger NASA kritiska data om mikrostrukturen och morfologin för hur en vanlig meteorit beter sig under uppvärmning, så att dessa funktioner kan integreras i dessa modeller."