Die Spur der Feuerbälle

Iye und seine Kollegen wollten im August 2004 mit dem Subaru-Teleskop auf Hawaii eigentlich den Andromeda-Nebel beobachten, als sie auf ihren Aufnahmen die Spuren mehrerer Meteoroide entdeckten. Es handelte sich um Sternschnuppen aus dem Perseiden-Schauer, der jedes Jahr um den 13. August seinen Höhepunkt erreicht. Den Forschern gelang es, Sternschnuppen von Satelliten unterscheiden, da Satelliten sich in einer Höhe von 500 und mehr Kilometern bewegen, während Sternschnuppen in 110 Kilometern Höhe in die Atmosphäre eintreten. Da die Kamera des Teleskops auf die Unendlichkeit fokussiert ist, sei das Licht der Sternschnuppen wesentlich unschärfer als die Reflexionen vorüberziehender Satelliten, berichten die Forscher.

Als nächstes zählten die Wissenschaftler Lichtteilchen mit einer Wellenlänge von 558 Nanometern. Dieses grüne Licht wird von neutralen Sauerstoff-Atomen abgegeben, bei denen ein Elektron durch den Zusammenstoß mit dem Meteoroid oder mit einem anderen, durch den Meteorid beschleunigten Teilchen in einen angeregten Zustand versetzt wurde. Nach 0,7 Sekunden fällt das Elektron wieder in den Grundzustand zurück, wobei es ein Photon abgibt. Das Sauerstoff-Atom hat sich in dieser Zeit freilich schon bis zu 300 Meter vom Ort der Kollision entfernt. Dadurch erscheinen Sternschnuppen für Beobachter am Boden oft als breite Leuchtspur. Die Bestimmung des Tunneldurchmessers wurde durch diesen Effekt aber bislang erschwert.

Iye und Kollegen waren nun aber in der Lage, die Zahl der Sauerstoff-Atome, die mit dem Meteoroid zusammenstießen, zu bestimmen. Da sowohl die Dichte der Atmosphäre als auch die Geschwindigkeit der kosmischen Staubkörnchen bekannt waren, konnten die Forscher daraus den Durchmesser der Sternschnuppen-Tunnel berechnen.