ASMODEUS-Projekt simuliert Meteore

Leoniden-Meteore, fotografiert im Jahr 1999 von der Leonid Multi Instrument Aircraft Campaign. (Credits: NASA / Ames Research Center / ISAS / Shinsuke Abe and Hajime Yano)
Leoniden-Meteore, fotografiert im Jahr 1999 von der Leonid Multi Instrument Aircraft Campaign. (Credits: NASA / Ames Research Center / ISAS / Shinsuke Abe and Hajime Yano)

Ein Meteor ist eine Leuchterscheinung, ausgelöst von einem Meteoroiden, der mit hoher Geschwindigkeit in die Erdatmosphäre (oder in die Atmosphäre eines anderen Planeten) eintritt und verglüht. Objekte, die die Reise überstehen und auf dem Boden landen, nennt man Meteoriten. Meteoriten zeigen eine breite Vielfalt an Größen und Zusammensetzungen und können nahezu überall zu jeder Zeit fallen. Einzelne Ereignisse wiederholen sich jedoch nicht.

Meteorforscher müssen sich daher auf genaue Messungen von verfügbaren Beobachtungen oder auf die statistische Verarbeitung großer Datenmengen stützen, um Vorhersagen und Theorien zu formulieren. Die besten aktuellen Modelle besitzen allerdings keine Grenzen für Schlüsselvariablen wie die Helligkeit eines Schweifs in Bezug auf den Verlust an kinetischer Energie des Objekts. Die Durchführung von Experimenten auf dem Gebiet der Meteorforschung wurde in Betracht gezogen, ist aber sehr schwierig. Der Start und die Beschleunigung künstlicher Objekte auf tausende Kilometer pro Stunde und die Nachbildung verschiedener Bedingungen des Eintritts sowie die Beobachtung des Abschwächungsprozesses ist schwierig und teuer.

Der Astronom Peter Veres vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) und seine Kollegen haben eine kosteneffiziente Zwischenlösung entwickelt: Es ist eine Computersimulation, die virtuelle Meteore basierend auf Bewegungsgleichungen, Abschwächung und Helligkeitsmodellen erzeugt, und deren Ergebnisse untersucht werden können. Die von dem Team entwickelten Hilfsmittel werden ASMODEUS (All-Sky Meteor Optical Detection Efficiency Simulator) genannt und umfassen die statistische Verarbeitung großer Meteor-Datensätze und weniger die präzisen Berechnungen für einzelne Meteore.

Für solche Simulationen wurden bereits früher schon verschiedene Ansätze gemacht, aber keiner umfasste ein adäquates Modell der Atmosphäre oder hatte das Ziel, die resultierenden Daten direkt mit Beobachtungen zu vergleichen. Der neue Code beinhaltet Parameter für die Erde und ihre Atmosphäre, Meteor-Materialeigenschaften, Formeln für die Bahn, darunter Gravitation und Luftwiderstand, und zur Abschwächung und Helligkeit.

Die Simulationen berücksichtigen auch die Orte der virtuellen Beobachter. Von zehntausend simulierten Meteoren wurden 1.354 “registriert”. Dazu zählten die hellsten, während andere (hauptsächlich die horizontnahen) wahrscheinlich unregistriert blieben. Die Verteilung der Eigenschaften der simulierten Meteore wurde dann mit den Ergebnissen verglichen.

Die Wissenschaftler werden den Code weiterhin verbessern, indem sie bessere Meteoroid-Dynamiken einbeziehen und das Auseinanderbrechen von Meteoroiden mit brüchigen Zusammensetzungen angehen. In der Zwischenzeit kann ASMODEUS verwendet werden, um die Bildvorauswahl von bodenbasierten Beobachtungssystemen zu verbessern und bei der Einschätzung der Masse und der Populationseinordnung von Meteorströmen zu helfen.

Abhandlung: “ASMODEUS Meteor Simulation Tool” von Martin Balaz, Juraj Toth, Peter Veres, Robert Jedicke, Planetary & Space Science 190, 104937, 2020.

Quelle

(THK)

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