Meteoren



Als je op een kraakheldere nacht - liefst vanuit een comfortabele ligstoel - de sterrenhemel een half uurtje in de gaten houdt, is de kans groot dat je ten minste één ‘vallende ster’ langs het firmament ziet scheren. In feite verwonder je je dan over niets meer dan een minuscuul brokje ruimtepuin dat razendsnel door de dampkring dringt en daarbij een heet, oplichtend, spoor achterlaat: een meteoor...



Af en toe zijn meteoroïden, de materiële veroorzakers van meteoren, iets groter en ontketenen ze zich tot ware vuurbollen; daarbij al dan niet uiteenspattend in diverse fragmenten. Met name tijdens periodieke ‘meteorenzwermen’ ontmoet de aarde in het heelal aanzienlijk meer stof- en gruisdeeltjes dan gewoonlijk. En vooral op zo’n moment is een nachtelijke waarneemsessie zeer de moeite waard.

Tocht door de dampkring
In tegenstelling tot wat vaak wordt beweerd, ontstaat het lichtspoor van meteoren niet door de verbranding van een meteoroïde. Door de enorme snelheid (11 tot 72 kilometer per seconde) en energie waarmee een typisch deeltje de atmosfeer binnendringt, ioniseert de omringende lucht. Hierbij komt zowel licht als warmtestraling vrij. De meeste meteoroïden zijn niet veel groter dan enkele millimeters en verdampen al op een hoogte van ongeveer honderd kilometer.

Veel minder frequent komt het voor dat meteoroïden verder in de aardatmosfeer doordringen. Het gaat dan meestal om een groot brokstuk. Onder gunstige waarneemomstandigheden kunnen we in zo’n geval een vuurbol langs de hemel zien trekken. De meeste van zulke vuurbollen breken in de troposfeer alsnog in stukken om vervolgens te volledig te verdampen. Of een meteoroïde de tocht door de atmosfeer overleeft, is afhankelijk van veel factoren, waaronder zijn snelheid, samenstelling en omvang. Hoewel objecten die (deels) uit metalen zijn opgebouwd eerder in aanmerking komen om als meteoriet op aarde te belanden, bestaan de meeste meteorieten op aarde uit steenachtig materiaal.

Meteorenzwermen
Alleen al gedurende een gemiddelde nacht zijn bij helder weer tientallen meteoren zichtbaar. Maar de meteorenactiviteit is pas écht hoog wanneer de aarde een geconcentreerde interplanetaire stofwolk doorkruist. Dergelijke gordels van stof en gruis ontstaan doordat kometen tijdens hun omloop materie verliezen. Omdat onze planeet sommige stofwolken ieder jaar passeert, is het mogelijk vrij nauwkeurig te voorspellen wanneer zich zogenoemde meteorenzwermen voordoen.



Iedere jaarlijkse meteorenzwerm wordt vernoemd naar het sterrenbeeld waaruit zijn meteoren lijken te komen. Uiteraard is dit slechts een perspectivistisch effect, vergelijkbaar met het verschijnsel dat, wanneer we door een kilometers lange tunnel kijken, de wanden elkaar aan het uiteinde lijken te raken. Bij een meteorenzwerm noemen we dit punt de radiant. Wanneer deze radiant zich bijvoorbeeld in het zenith bevindt, kunnen we weliswaar overal aan de hemel ‘vallende sterren’ observeren; maar als we hun lichtsporen achterwaarts verlengen, ontmoeten deze elkaar in dit ene specifieke punt. Van een meteoor die récht op een waarnemer afkomt, zal echter slechts een puntvormig lichteffect in de radiant zichtbaar zijn.



Elk jaar passeren ongeveer vijftien noemenswaardige meteorenzwermen de revue. Hun activiteitsperiode varieert tussen enkele dagen en vele weken. Ook de ‘typische’ meteoren van iedere zwerm hebben hun eigen kenmerken. Zo verschillen ze in snelheid, helderheid en chemische samenstelling. Eén van de beruchtste zwermen is die der Perseïden. Elk jaar staat deze ‘vallende-sterrenregen’, met zijn radiant in het sterrenbeeld Perseus, garant voor vele tientallen meteoren per uur.

Overigens kennen sommige meteorenzwermen ook een langperiodieke intensiteitcyclus. Berucht is wat dat betreft vooral de zwerm van de Leoniden, die zich jaarlijks in de maand november manifesteert. Om de ruwweg 33 jaar kan de activiteit van dit doorgaans onopvallende zwermpje extreme vormen aannemen. Zo was er in 1966 zelfs sprake van een ware ‘Leonidenstorm’. Binnen een uur tijd werden indertijd tienduizenden, zo niet honderdduizenden, lichtsporen langs het firmament waargenomen. En in 1999 was het opnieuw raak, met zo’n 1500 Leoniden per uur.

‘Luisteren’ naar meteoren
Het signaleren hoeft zich niet alleen tot visuele inspanningen te beperken. Tijdens hun barre tocht door de atmosfeer, ioniseren binnenkomende deeltjes de omringende lucht gedurende enkele seconden. Geioniseerd gas heeft de eigenschap op bepaalde golflengten radiostraling te reflecteren. Hierdoor kunnen meteoren met behulp van radarachtige technieken op afstanden van vele kilometers worden geregistreerd.

Om in staat te zijn een meteoor te detecteren, moet een radio-ontvanger worden afgestemd op het frequentiegebied van een zender die zich onder de horizon bevindt. Dit lijkt op het eerste gezicht dom, omdat het zo onmogelijk is een signaal op te pikken. Toch is juist dit de essentie van het mechanisme. Immers, zodra een meteoor tussen de twee stations een spoor van geïoniseerd gas veroorzaakt, wordt het betreffende radiosignaal tijdelijk gereflecteerd. De ontvanger vangt dan een kortstondig signaal op.

Hoewel in de praktijk enige ervaring op radiogebied onontbeerlijk is, kan een installatie waarmee u naar meteoren kunt luisteren betrekkelijk eenvoudig worden gebouwd. De aanschaf van een zender kunt u zichzelf in ieder geval besparen. Doorgaans maken amateurs gebruik van reeds bestaan tv- of radiostations in het buitenland. Voor wie beschikt over de juiste kennis, ontvangstapparatuur en een goede antenne, is het karwei snel geklaard. Toch wordt deze tak van amateur-sterrenkunde maar door weinigen beoefend.



Het waarnemen van meteoren met behulp een radio-installatie heeft natuurlijk ook zo zijn voordelen. Niet alleen is het mogelijk om de ‘vallende sterren’ tot onder de horizon te signaleren; minstens even belangrijk is dat waarnemingen ook overdag kunnen worden verricht. Verder is de methode erg gevoelig, waardoor ook kleinere en zwakkere verschijnselen kunnen worden geregistreerd.

Waarnemen
Omdat de ochtendschemeringszijde van de aarde als het ware voortdurend de ‘boeg’ vormt tijdens haar ‘vaart’ door het heelal, is dit ook de zijde waar de meeste deeltjes onze planeet treffen. Het beste moment om meteoren waar te nemen is dan ook meestal de periode tussen middernacht en zonsopkomst. Dit neemt niet weg dat vallende sterren ook eerder kunnen worden gezien. Immers, de aarde wordt in haar baan om de zon ook ingehaald door ruimtestof; zij het in veel mindere mate.

Het observeren van meteoren is een leuke tijdsbesteding. Maar er kleeft ook een wetenschappelijk belang aan. In het sporadische geval dat een stuk ruimtepuin niet volledig in de atmosfeer verdampt, kunnen waarnemingen van amateurs helpen bij de opsporing van een resterende meteoriet. Eenvoudige driehoeksmetingen op basis van zowel visuele als fotografische registraties, wijzen onderzoekers vervolgens de weg. Tegenwoordig worden met dit doel overal te wereld grootschalige waarneemacties georganiseerd. Maar ook volledige geautomatiseerde fotografische installaties draaien al jaren op volle toeren.

Wie serieus met het semi-wetenschappelijk waarnemen van meteoren wil beginnen, heeft alleen aan een sterrenkaart voor het optekenen van ‘vallende sterren’ niet genoeg. Systematische en nauwkeurige registraties vereisen een flinke batterij camera’s; indien mogelijk met een propeller erboven. De schroef hakt het spoor van een meteoor op een opname als het ware in mootjes, zodat onder meer de zichtbaarheidsduur van het lichtende spoor kan worden berekend.

Om effectief iets te weten te komen over de weg die een meteoroïde door de aardatmosfeer heeft afgelegd, moeten rekenkundigen beschikken over waarnemingen vanaf ten minste drie locaties. Op de drie opnamen of registraties zal dezelfde meteoor immers verschillend tegen de sterrenhemel afsteken. Om er zeker van te kunnen zijn dat het daadwerkelijk om hetzelfde verschijnsel gaat, is een nauwkeurige tijdsaanduiding bij elke opname belangrijk. Daarom noteren waarnemers doorgaans in atoomtijd (UT - universele tijd).

Auteur(s):     A.S.