Учёные уточнили, что происходит, когда космические камни входят в земную атмосферу и выживают до поверхности. По анализу видео и фотографий 75 падений метеоритов исследователи выделили семь этапов преобразования этих объектов в метеориты. В рамках работы отмечается, что плавление и разрушение играют намного большую роль в том, сколько материала теряет камень, как быстро он замедляется и где в итоге распадаются фрагменты. Результаты опубликованы в журнале Meteoritics & Planetary Science.

«Раньше мы думали, что твёрдые камни должны испаряться от огромного нагрева и яркого свечения при входе в воздух», — заявил доктор Питер Дженнискенс из SETI Institute и NASA Ames Research Center. — «На деле выяснилось, что первыми идут плавление и затем фрагментация, которые контролируют потерю массы».

Исследователи определили, что входящее космическое камнеобразное тело проходит через семь разных фаз. Разные физические процессы доминируют на каждой стадии, что влияет на внешний вид, поведение и окончательную судьбу объекта. Эти выводы дополняют картину того, как камни меняют характер и направление движения в атмосфере.

Этапы начинают свой отсчёт на высоте над планетой, где атмосфера становится достаточно плотной, чтобы перед камнем образовался ударный волновой фронт. При столкновении с воздухом поверхность камня и окружающий газ нагреваются и загораются, образуя светящуюся трассу — тот самый метеор или «падающую звезду».

На втором этапе метеор входит в ещё более плотный воздух, яркость его увеличивается, а повторяющиеся колебания яркости могут подсказать, как быстро вращается объект — у самых быстро вращавшихся зафиксировано поворот на полный оборот за 0,5–5 секунд. На следующих фазах яркость становится ещё сильнее и превращается в огненный шар, где плавление становится основным процессом удаления материала. Молчаные капли расплавленного материала отрываются от основной массы и продолжают испаряться.

На пятом этапе, когда воздух становится ещё плотнее, камень начинает распадаться на части. Удивительно, что разрушения иногда начинаются уже при давлении воздуха примерно в одну пятую прочности тех камней, что später находят на Земле. Считается, что нагрев и трещины, оставшиеся после прошлых столкновений в космосе, могут ослаблять камень и объяснять такую раннюю фрагментацию.

Часть оставшегося камня начинает сокращаться и стремительно терять скорость. Чем больше фрагментов — тем быстрее он теряет скорость. По словам соавтора Стю Пилорца, связь снижения скорости с фрагментацией согласуется с более ранними математическими описаниями абляции. Эта динамика помогает понять, почему тем временем фигуры падающих обломков изменяют путь после прохождения термического экстремума.

На завершающих стадиях, когда основная масса окончательно распадается, камера заднего плана камня отделяется и разрывы сопровождаются ярким всплеском света. Позже зажигание уменьшается, и выжившие фрагменты под действием ветров атмосферы могут улетать от их исходного траекторного курса перед тем, как упасть на поверхность в виде метеоритов. Первая попытка изучить исходные размеры и поведения падений включала 75 отмеченных падений разных типов космических пород. Эти данные помогают понять не только процесс попадания мелких камней, но и поведение гораздо больших астероидов, вплоть до размеров автомобилей и городских кварталов, которые могут вызвать мощные взрывы в атмосфере.