Astronomiskt tillämpade
meteorstudier
Csilla Szasz
([email protected])
Institutet för rymdfysik (IRF), Kiruna
finansierad av den Nationella forskarskolan i rymdteknik
Jorden bombarderas dagligen med ungefär 100 ton extraterrestiellt material.
Visst kan det hända att stora partiklar dimper ner på jordytan som meteoriter, men i genomsnitt är partiklarna som träder in i vår atmosfär av storleken
10 µg. Stoftet från rymden kommer in med hög hastighet i atmosfären där
de hettas upp genom kollisioner med luftens molekyler. Om en partikel är
tillräckligt stor och snabb kan ett ljussken ses med blotta ögat. Detta ljusfenomen på himlen orsakat av en rymdpartikel, meteoroid, kallas meteor och
är samma sak som det vi i vardagligt tal kallar för stjärnfall.
Figur 1: Norrsken och meteor. Foto: Torbjörn Lövgren
Meteorer är den röda tråden i mitt forskningsprojekt. Meteorer kan detekteras på flera olika sätt. Den äldsta metoden är att observera dem optiskt,
till exempel genom att fotografera dem. Med radar kan man detektera meteorer även om de inte är tillräckligt kraftiga för att synas med blotta ögat.
Partikeln lämnar efter sig ett spår av elektroner som utsända radiovågor studsar mot och skapar ett eko. Ekot i sin tur registreras av en radiomottagare.
1
Figur 2: EISCAT UHF-konfigurationen som används vid meteormätningar.
Elektronspåret skapas genom att luften joniseras av energin som partikeln
överför.
I mitt arbete använder jag främst radaranläggningen EISCAT1 . Den del
av anläggningen som jag har störst nytta av är det trestatiska 930 MHz UHF2 systemet som består av tre stycken 32 m paraboler. Sändaren, som också
fungerar som mottagare, finns i Tromsø (Norge) och två andra mottagare är
belägna i Kiruna (Sverige) respektive Sodankylä (Finland). I konfigurationen
som visas i figur 2 är mottagarna riktade mot samma volym i atmosfären på
cirka 100 km höjd.
När en meteoroid passerar genom den gemensamma volymen kan den
tillbakareflekterade signalen detekteras med alla tre mottagare. I sådana fall
fås information om meteoren från tre olika riktningar. Detta gör att vi kan
bestämma meteoroidernas hastigheter, samt även riktningarna de kommer
ifrån. Den trestatiska EISCAT UHF-radarn är ett unikt instrument i världen. Med dess hjälp ska jag beräkna de detekterade meteoroidernas banor
och bestämma hur stor del av stoftet som har sitt ursprung i vårt solsystem
(interplanetärt stoft) och hur stor del som härstammar från utanför vårt solsystem (interstellärt stoft). Dessa två grupper av meteoroider särskiljs med
hjälp av deras hastigheter. Understiger meteoroidens hastighet solens flykthastighet3 vid jordens bana, 42 km/s i ett heliocentriskt koordinatsystem,
vet vi att meteoroiden är bunden i vårt solsystem, annars är den interstellär.
1
Europeiska inkoherenta spridningsradaranläggningen
UltraHög Frekvens
3
den minsta hastighet som krävs för att lämna en himlakropps gravitationsfält
2
2
