Boliden

Um was geht es

Im Rahmen des Osterwettbewerb bei ATDS war die erste Aufgabe, das Verhalten der Boliden zu beschreiben. Genauer gesagt ging es darum, das Zerbrechen des Boliden beim Eintritt in die Athmosphäre zu erklären.

Hier also mein kläglicher Versuch...

...dann mal los...

Der Begriff Bolide kommt aus dem griechischen und heißt so viel wie Geschoss oder Blitz. Wir verwenden auch den deutschen Begriff Feuerkugel.

Ein Bolide (astronomisch) ist nicht anderes wie eine Sternschnuppe (=Meteor), nur ein wenig heller. Man spricht von einem Boliden, wenn diese heller ist als die Venus, also heller als so etwa -4 mag. Eine andere Definition sagt, das die scheinbare Helligkeit -3 mag oder heller im Zenit sein muss. Jedenfalls ist klar, das es besonders helle Erscheinungen am Nachthimmel sind.

Der feste Klumpen (=Meteoroid), der durch's All in Richtung Erde fliegt (und das ziemlich schnell) und dann in der Athmosphäre verglüht (=Meteor), kommt aus unserem Sonnensystem. Seine Größe ist maximal 10..50 Meter im Durchmesser. Was dann auf die Erde fällt (und wir dann in der Hand halten können) ist nur noch ein kleiner Brocken (=Meteorit).

Die Entstehung der Meteoroiden hat verschiedene Ursachen. Viele entstehen wohl durch Kollisionen. Dabei können Astreroiden zusammenstoßen und Brocken werden herausgeschleudert, die dann fort vom Asteroiden durch das Sonnensystem fliegen. Weiterhin können durch Einschläge auf z.B. Mars oder Mond Gesteinsbrocken herausgeschlagen werden. Auch das Material aus einem Kometenschweif kann zu einem Meteor werden.

Bei einem Meteorstrom (eigentlich Meteoroidenstrom) sind viele kleine Teilchen beteiligt, die meist in Verbindung mit einem Kometen auftauchen. Kreuzt solch eine 'Wolke' aus interplanetaren Trümmern die Erdbahn, so werden einige dieser Partikel in der Athmosphäre verglühen, sie werden zu Meteoren.

Was passiert da oben...

Der Weltall beginnt für uns bei 100km, für die Ami's bei 50 Meilen. Also was da oben abgeht, ist schon ein Stückchen über unseren Köpfen hinweg.

Wenn der Klumpen in die Athmosphäre eintritt, wird durch die Reibung mit der (immer dichter werdenden) Luft das Material enorm erhitzt. Dabei wird der Meteor so heiß, das das Material thermisch abgetragen wird (=Ablation), also einfach gesagt herausgeschmolzen wird. Es entsteht durch die enorme Hitze ein Plasma.

Dabei wird der Meteor (noch nicht Bolide) hell.

Die Helligkeit an sich wird aber nicht durch Größe oder Geschwindigkeit bestimmt, maßgeblich Verantwortlich für die Helligkeit ist, wie viel Material in welcher Zeit abgetragen wird, also durch Ablation pro Zeit. Anders ausgedrückt heißt das, das je mehr Material verloren geht, desto heller wird er.

Nun, da Material verloren geht, kann die Leuchterscheinung auch nicht beliebig lang andauern. Weiche Materialien verlieren schnell an Material und nach ca. 2 Sekunden ist der Spuk vorbei. Diese sind dann durch den schnellen Materialvelust auch heller. Hartes Material ist da schon zäher, aber auch hier ist nach ca. 6 Sekunden der Docht abgebrannt. Also wirklich Eintagsfliegen für Eintagsfliegen.

Wenn der Meteor aus viel hartem Material besteht, sind die Chancen groß, das dieser weit in die Atmosphäre eindringt. Weit meint dann ein Eindringen von so etwa 20..40 km weit. Durch die immer dicker werdende Luft wird auch der Druck auf den Brocken immer größer. Der Druck wird dann so groß, das es zu einem Gewaltbruch kommt, etwa wie beim Hammerschlag auf eine Tonvase.

Durch den Bruch entstehen dann viele kleine Stück'chen. Damit automatisch verbunden ist eine direkte Vergrößerung der Oberfläche des ehemals zusammenhängenden Klumpens. Die größere Oberfläche bewirkt aber weiter, das die Ablationsrate, also das Abtragen des Materials, sich gleichzeitig vergrößert. Das hat ja (siehe oben) hauptsächlich zur Leuchterscheinung beigetragen. Also kommt es dann mit einem mal zu einer (explosionsartigen) Aufhellung (Aufhellung ist vielleicht falsch, fast ein Blitz).

Der Bolide ist geboren (und lebt dann nicht mehr lange).

Die Stück'chen bleiben dann nicht mehr zusammen, durch die frei werdenden Gase, die sich rasch ausdehnen, werden diese Teilchen auseinandergewirbelt.

Durch die hohe Geschwindigkeit (Überschallgeschwindigkeit), die der Meteor hat, entsteht auch ein gewaltiger Knall. Dieser folgt der Leuchterscheinung wie beim Gewitter der Donner dem Blitz.

Auf die Erde selbst muss dabei nichts fallen. Das meiste Material wird verglühen und ist weg. Nur die größten Brocken, die nicht auf dem Weg zur Erde ganz 'aufgezehrt' werden, fallen auf den Boden (oder in Nachbars Garten).

Begriffe

Im folgenden einige Begriffe, die im Text verwendet wurden. Diese sind hier kurz, prägnant zur Übersicht aufgeführt.

Meteoroid

Der Brocken, der durch's Sonnensystem fliegt (und eigentlich nicht aufällt).

Meteor

Der(selbe) Brocken, der in der Athmosphäre dann verglüht (also die Leuchterscheinung).

Meteorit

Der(selbe) Brocken (oder was davon übrig bleibt), der auf die Erde fällt.

Ablation

Fachbegriff für das Abtragen von Material durch Hitze.

Plasma

Der vierte Agregatzustand (neben fest, flüssig und gasförmig). Das Plasma ist ein ionisiertes Gas, hat also viele freie Ladungsträger.

Fazit

So, das war meine Beschreibung zum Boliden. Ich hoffe, es hat gefallen und ihr habt euch ein wenig amüsiert.

Stand: 16. März 2009