Prenumerata Uranii na rok 2017 - promocja

Bliżej rozwiązania zagadki "hałasujących" meteorów

Astronomia zna wiele przypadków bardzo jasnych meteorów, które zdają się wydawać odgłosy. Zdarza się, że wyraźnie syczą i trzeszczą – ale właściwie dlaczego tak się dzieje? Ostatnie doniesienia naukowe z Sandia National Laboratories sugerują możliwe przyczyny.
 
Większość widzianych przez nas na niebie meteorów to dość drobne ziarna pyłu. Spalają się one w górnych warstwach ziemskiej atmosfery, poruszając się w niej z prędkościami rzędu 70 kilometrów na sekundę. Dają wówczas dobrze widoczne, efektowne smugi światła. Jednak raz na jakiś czas do atmosfery wpada coś naprawdę dużego – na przykład meteor wielkości piłki, palący się jako wielki bolid.

Czasem obserwatorzy słyszą towarzyszące tym zjawiskom wyraźne dźwięki - syki i trzaski. Pojawiają się one zwykle jednocześnie z największym rozbłyskiem meteoru. Jednak nie powinna na to pozwalać... odległość. Nie dość, że typowe meteory znajdują się w bardzo rozrzedzonych, górnych warstwach atmosfery (słabo przewodzących dźwięk), to są dodatkowo bardzo daleko od nas. Nie jest więc możliwe ich zobaczenie i jednoczesne usłyszenie – podobnie jak najpierw widzimy błysk pioruna, a dopiero po kilku sekundach słyszymy wyładowanie atmosferyczne, chyba że burza znajduje się dokładnie nad nami! Ale meteor nie może przelatywać aż tak blisko nas ze względu na dużo większą wysokość nad Ziemią.

Badania naukowców z Sandia National Laboratories w Stanach Zjednoczonych dowodzą jednak, że silne milisekundowe błyski meteorów mogą indukować radiacyjne ogrzewanie się różnych materiałów dielektrycznych, takich jak suche liście, odzież, włosy – nawet jeśli znajdują się one tylko w bliskim sąsiedztwie obserwatora - poprzez tak zwany efekt fotoakustyczny. Napromieniowane w ten sposób powierzchnie ogrzewają pobliskie masy powietrza, tworząc w efekcie niewielkie oscylacje ciśnienia – czyli, innymi słowy, właśnie dźwięki.

Badanie pokazały , że bolid o jasności około -12 wielkości (w połowie tak jasny jak Księżyc w pełni) może wywołać słyszalny dźwięk materiału dielektrycznego o natężeniu 25 decybeli. To dźwięk  wystarczająco głośny, abyśmy mogli go bez trudu zauważyć (zwykły szept, uznawany za dolna granicę słyszalności, ma dla porównania 10 do 20 decybeli). Co więcej – naukowcy podejrzewają, że kręcone włosy mogą być w tym kontekście jeszcze bardziej efektywnym przekaźnikiem efektu fotoakustycznego. Ludzie z takimi włosami mają więc dużo większe szanse na „usłyszenie” bolidu. Podobnie jest z każdymi włosami (fryzurami) o dużym stosunku łącznej powierzchni do objętości, który także maksymalizuje tworzenie się tego rodzaju dźwięków.

Efekt fotoakustyczny to generowanie dźwięku po zaabsorbowaniu przez dany materiał pewnej ilości światła. Wynalazca m.in. telefonu, Alexander Graham Bell, jako pierwszy zwrócił na niego uwagę w roku 1880. Zastosował go wówczas w jednym ze swoich wynalazków - fotofonie.

Przez wiele lat słyszalne meteory uważano za czysto psychologiczny efekt. Spekulowano także, że może je wywoływać zjawisko tworzenia się fal o niskiej częstotliwości w tak zwanym efekcie elektrofonicznym. Słynny Edmond Halley zebrał wiele doniesień o dającej się słyszeć kuli ognia, jaka rozbłysła ponad Anglią 10 marca 1718 roku. Znawca meteorów Harvey Nininger gromadził dane o podobnych zjawiskach w datowanej na rok 1952 książce „Out of the Sky”. Niskoczęstotliwościowy efekt elektrofoniczny, indukowany z fal radiowych VLF, byłby generowany w zakresie 1 do 10 Hz i mógłby wywoływać dźwięki w pobliskich przewodnikach takich jak linia telefoniczne, drzewa czy trawa. Teorię tą zdawały się potwierdzać badania japońskich naukowców z 1988 roku. Ale jest tu jeden problem – wiadomo z drugiej strony, że bolidy nie wypromieniowują zbyt dużych ilości energii na falach radiowych. Szukano więc dalej – a dziś można już mówić, że rozumiemy to zjawisko dużo lepiej.

Jest jeszcze jedna, prostsza metoda „usłyszenia” meteorów – wystarczy do tego odbiornik radiowy z pasmem FM. Należy znaleźć nie używaną przez żadną rozgłośnię częstotliwość, a następnie uważnie wsłuchać się w charakterystyczne trzaski, nieco podobne do „wybuchów radiowych” generowanych w radiu przez błyskawice. Zdarza się też, że zjonizowany szlak wytworzony w powietrzy przez wyjątkowo jasny meteor może nawet przenieść na nasze pasmo nasłuchu bardzo odległą, normalnie nie odbieraną stację radiową.

Czytaj więcej:



Źródło: astronomy.com

Zdjęcie: smuga meteoru w górnych warstwach atmosfery ziemskiej sfotografowana z pokładu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Źródło: NASA