Meteor yang jatuh melalui atmosfer Bumi di atas Rusia pada 15 Februari 2013 hanya berlangsung beberapa saat. Tapi itu menciptakan sabuk debu yang bertahan selama berbulan-bulan.
Pada 15 Februari 2013, sebuah meteor besar membuat berita di seluruh dunia dengan penampilannya yang singkat namun dramatis di langit kota Rusia Chelyabinsk. Pengamatan dari Satelit Kemitraan Pengorbit Kutub Nasional NASA-NOAA melacak bulu meteor di atmosfer atas karena hanya butuh empat hari untuk kembali ke langit di atas Chelyabinsk. Pada hari-hari, minggu, dan bulan-bulan berikutnya, pengamatan satelit terhadap debu dari meteor Chelyabinsk - plus model komputer dari arus angin atmosfer atas - membantu para ilmuwan memprediksi evolusi bulu debu ketika membentuk cincin debu di atmosfer atas, lebih dari garis lintang utara.
Langit pasca fajar di atas kota Rusia Chelyabinsk pada 15 Februari diterangi oleh apa yang tampak seperti matahari kedua sesaat. Sebuah bola api besar melesat melintasi langit, bersinar saat memuncak dalam kilatan cemerlang yang ditangkap oleh banyak kamera dasbor mobil. Tidak lama kemudian, ledakan sonik yang keras dari ledakan itu menghancurkan kaca jendela, bahkan merusak beberapa bangunan. Terjadi kepanikan dan kebingungan yang meluas; beberapa cukup tua untuk mengingat perang dingin bahkan menganggap itu adalah serangan nuklir.
Fisikawan atmosfer NASA Nick Gorkavyi merindukan pengalaman sekali seumur hidup, yang membuat kagum dan menakutkan orang-orang di kota asalnya. Tetapi dari kantornya di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, ia dan rekan-rekannya memanfaatkan kesempatan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk melacak setelah jatuhnya meteor ke bumi, dengan mengikuti bulu debu besar di atmosfer atas menggunakan pengamatan dari Satelit Kemitraan Pengorbit Kutub Nasional NASA-NOAA. Temuan mereka baru-baru ini diterima untuk dipublikasikan di jurnal Surat Penelitian Geofisika.
Meteor terlihat di atas Rusia 15 Februari 2013
Sebelum kehancurannya di atmosfer Bumi, meteor besar ini, juga dikenal sebagai a bolide, diyakini berukuran 59 kaki dan beratnya 11.000 metrik ton. Terjun melalui atmosfer dengan kecepatan sekitar 41.000 mil per jam, meteor itu dengan kuat memadatkan udara di jalannya, menyebabkan udara bertekanan memanas, yang kemudian memanaskan meteor. Proses ini meningkat hingga, pada 14,5 mil di atas Chelyabinsk, meteor itu meledak.
Sementara beberapa bongkahan batu ruang angkasa yang hancur jatuh ke tanah, ratusan ton meteor itu berkurang menjadi debu selama masuknya api ke atmosfer. Gorkavyi mengatakan dalam siaran pers:
Kami ingin tahu apakah satelit kami dapat mendeteksi debu meteor. Memang, kami melihat pembentukan sabuk debu baru di stratosfer Bumi, dan mencapai pengamatan berbasis ruang pertama dari evolusi jangka panjang bulu-bulu gumpal.
Sekitar 3,5 jam setelah ledakan, satelit Suomi melakukan pengamatan pertamanya terhadap debu di ketinggian 25 mil, dengan cepat bergerak ke timur dengan kecepatan 190 mil per jam. Sehari kemudian, satelit itu mengamati bulu-bulu yang bergerak ke arah timur yang dibawa oleh aliran jet stratosfer - arus udara di atmosfer atas - di atas pulau-pulau Aleut yang terletak di antara Semenanjung Alaska dan Semenanjung Kamchatka Rusia. Pada saat itu, partikel debu yang lebih berat melambat dan turun ke ketinggian yang lebih rendah, sementara debu yang lebih ringan terus tetap tinggi pada kecepatan angin dari ketinggian masing-masing. Empat hari setelah ledakan, partikel-partikel debu yang lebih ringan yang mengendarai arus udara yang lebih cepat telah membuat lingkaran penuh di belahan bumi utara atas, kembali ke tempat semuanya dimulai, di atas Chelyabinsk.
Gorkavyi dan rekan-rekannya terus mengikuti bulu-bulu itu saat menghilang di sabuk di ketinggian atas atmosfer. Tiga bulan kemudian, sabuk debu masih dapat dideteksi oleh satelit Suomi.
Menggunakan pengukuran satelit awal dari debu meteor dan model atmosfer, Gorkavyi dan rekan-rekannya menciptakan simulasi perjalanan bulu debu melalui atmosfer atas belahan bumi utara. Prediksi mereka dikonfirmasi melalui pengamatan satelit selanjutnya tentang penyebaran debu meteor. Paul Newman, kepala ilmuwan untuk Atmospheric Science Lab Goddard, mengatakan dalam siaran pers yang sama,
Tiga puluh tahun yang lalu, kita hanya bisa menyatakan bahwa bulu-bulu itu tertanam di aliran jet stratosfer. Saat ini, model kami memungkinkan kami untuk melacak dengan tepat bolide dan memahami evolusinya saat bergerak di seluruh dunia.
Simulasi penyebaran debu meteor, seperti yang diperlihatkan dalam video ini, secara akurat memprediksi gerakan bulu-bulu debu aktual yang direkam oleh pengamatan satelit.
Setiap hari, Bumi dihujani oleh banyak partikel di jalurnya saat mengorbit matahari. Sebagian besar berakhir di atmosfer atas. Namun, jika dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lebih rendah yang memiliki lebih banyak partikel tersuspensi dari gunung berapi dan sumber-sumber alam lainnya, atmosfer bagian atas tampaknya relatif bersih, bahkan dengan penambahan partikel baru-baru ini dari meteor Chelyabinsk. Pengamatan satelit Suomi terhadap bulu debu telah menunjukkan bahwa partikel halus di atmosfer dapat diukur dengan cukup tepat, membuka peluang baru untuk mempelajari fisika atmosfer bagian atas, memantau meteor yang pecah di atmosfer, dan untuk mempelajari bagaimana partikel-partikel luar angkasa ini memengaruhi pembentukan awan. di bagian atas dan luar jangkauan atmosfer. Kata Gorkavyi, dalam siaran pers,
... sekarang di era ruang angkasa, dengan semua teknologi ini, kita dapat mencapai tingkat pemahaman injeksi dan evolusi debu meteor yang sangat berbeda di atmosfer. Tentu saja, Chelyabinsk bolide jauh lebih kecil daripada 'pembunuh dinosaurus,' dan ini bagus: Kami memiliki kesempatan unik untuk mempelajari dengan aman jenis peristiwa yang berpotensi sangat berbahaya.
Intinya: Ketika sebuah meteor besar meledak di atas kota Chelyabinsk, Rusia, pada 15 Februari 2013, meteor itu memberikan kesempatan unik kepada fisikawan atmosfer NASA untuk melacak bulu debu besar yang dihasilkan dari ledakan dan disintegrasi meteor. Partikel debu diamati selama beberapa bulan oleh Satelit Kemitraan Pengorbit Kutub Nasional NASA-NOAA. Pengamatan awal setelah ledakan dan model-model arus udara di atmosfer berhasil memprediksi evolusi bulu-bulu debu ketika ia memasuki cincin debu global di atmosfer bagian atas, tergantung di belahan bumi utara. Analisis ini membuka pintu baru dalam memantau partikel di ruang yang masuk dan terperangkap di atmosfer atas, dan bagaimana hal itu memengaruhi pembentukan awan di ketinggian atmosfer tinggi.