流星

流星は、口語では流れ星と呼ばれ、小天体（通常は流星体）が地球の大気圏を通過する際に、上層大気の空気分子との衝突によって熱せられ白熱し、^{[2] [3] [4]}急速な運動によって光の筋を作り出し、時にはその跡に光る物質を放出することによっても光の筋を作り出す。流星は地球から数千フィート離れているように見えるかもしれないが、^[5]流星は通常、高度76～100 km（250,000～330,000フィート）の中間圏で発生する。 ^{[6] [7]}流星の語源は、ギリシャ語の 「meteōros」で「空中の高いところ」を意味する。^[3]

地球の大気圏では毎日何百万もの流星が生まれている。流星の原因となる流星体のほとんどは砂粒ほどの大きさで、通常は数ミリメートル以下である。流星体の大きさは質量と密度から計算でき、質量と密度は上層大気圏で観測された流星の軌道から推定できる。 ^[8]流星は、彗星が残した破片の流れを地球が通過するときに発生するシャワー として発生する場合もあれば、特定の宇宙破片の流れとは関係のない「ランダム」または「散発的」な流星として発生する場合もある。多数の特定の流星が観測されているが、その多くは一般の人々によって、また大部分は偶然であるが、流星を発生させる流星体の軌道が計算されるほど詳細である。流星の大気圏での速度は、地球が太陽の周りを約 30 km/s (67,000 mph) で回っていること、^[9]流星体の軌道速度、および地球の重力井戸によって生じる。

流星は地球の上空約75～120kmで観測可能になる。通常、高度50～95kmで崩壊する。^[10]流星が昼間（または昼間に近い時間）に地球に衝突する確率はおよそ50%である。しかし、ほとんどの流星は夜間に観測され、暗闇の中ではよりかすかな物体が認識できる。大きさが10cm（3.9インチ）以上数メートル以下の天体の場合、流星が見える理由は、大気の衝突圧（摩擦ではない）によって流星体が加熱され、光り輝き、ガスと溶融した流星粒子の輝く軌跡が作られるためである。ガスには、気化した流星物質と、流星が大気圏を通過する際に加熱される大気ガスが含まれる。ほとんどの流星は約1秒間光る。

流星が天文現象であると知られるようになったのは19世紀初頭になってからである。それ以前は、西洋では流星は雷のような大気現象とみなされており、空から岩が落ちてくるという奇妙な話とは結び付けられていなかった。1807年、イェール大学の化学教授ベンジャミン・シリマンは、コネチカット州ウェストンに落ちた隕石を調査した。^[11]シリマンは、この流星は宇宙起源であると信じていたが、流星は1833年11月の壮大な流星嵐まで天文学者の注目を集めることはなかった。 ^[12]米国東部全域の人々が、空の一点から放射状に広がる何千もの流星を目撃した。注意深い観察者は、放射点と呼ばれる点が星とともに移動し、獅子座に留まっていることに気づいた。^[13]

天文学者のデニソン・オルムステッドは、この嵐を徹底的に研究し、その起源は宇宙にあると結論付けた。ハインリヒ・ヴィルヘルム・マティアス・オルバースは、歴史的記録を見直した後、 1867年に嵐が再び起こると予測し、他の天文学者の注目を集めた。ヒューバート・A・ニュートンのより徹底した歴史的研究により、1866年というより正確な予測が導き出され、それが正しいことが証明された。[ ^12]ジョヴァンニ・スキアパレッリが、レオニデス流星群（そう呼ばれる）とテンペル・タットル彗星を結び付けることに成功したことで、流星の宇宙起源は確固たる地位を得た。それでも、流星は大気現象のままであり、ギリシャ語の「大気」に由来する「流星」という名前が残っている。^[14]

火球とは、日中でも見られる、通常よりも明るい流星のことである。国際天文学連合（IAU）は、火球を「どの惑星よりも明るい流星」（見かけの等級が−4以上）と定義している。^[15]国際流星機構（流星を研究するアマチュア団体）は、より厳密な定義をしている。同機構は、火球を天頂で見た場合、少なくとも等級が−3となる流星と定義している。この定義は、地平線近くの流星と観測者との間の距離が長いことを補正するものである。例えば、地平線から5度上にある等級−1の流星は、観測者が流星の真下にいた場合、等級−6として見えるため、火球に分類される。^[16]

見かけの等級が -14 以上の明るさに達する火球は、ボリデ (bolide ) と呼ばれます。^[17] IAU には「ボリデ」の公式な定義がなく、一般的に「火球」と同義語とみなされています。天文学者は、特に流星空中爆発で爆発する非常に明るい火球を指すために「ボリデ」という言葉をよく使います。 ^[18]これらは爆発火球と呼ばれることもあります。また、可聴音を出す火球を指す場合もあります。20 世紀後半には、ボリデは、その構成 (小惑星または彗星) に関係なく、地球に衝突して爆発するあらゆる物体を指すようになりました。^[19]ボリデという言葉は、ミサイルや閃光を意味するギリシャ語のβολίς ( bolis ) ^[20]に由来しています。ボリデの等級が -17 以上になると、スーパーボリデと呼ばれます。^{[17] [21]}比較的少数の火球が地球の大気圏に衝突し、その後再び消滅する。これらは地球をかすめる火球と呼ばれる。このような現象は1972年に北米で白昼に発生した。もう一つの珍しい現象は流星行列で、流星がいくつかの火球に分裂し、地球の表面とほぼ平行に移動する。

アメリカ流星協会では毎年、着実に増加している火球の数が記録されています。 ^[22]おそらく年間50万個以上の火球がありますが、^[23]そのほとんどは海上で発生し、半分は昼間に発生するため、ほとんどが気づかれません。ヨーロッパ火球ネットワークとNASA全天火球ネットワークは、多くの火球を検出し、追跡しています。^[24]

流星体が地球の大気圏に突入すると、大気分子のイオン化、流星体が放出する塵、通過時の音という 3 つの主な影響が生じます。流星体または小惑星が上層大気圏に突入すると、イオン化の痕跡が形成され、流星の通過によって空気分子がイオン化されます。このようなイオン化の痕跡は、一度に最大 45 分間続くことがあります。

砂粒大の小さな流星体は、基本的に大気圏のどの領域でも数秒おきに絶えず大気圏に突入しており、そのため上層大気では多かれ少なかれ継続的に電離雲が見られる。電波がこれらの雲から跳ね返ることを流星バースト通信という。流星レーダーは、流星雲の減衰率とドップラーシフトを測定することで、大気の密度と風を測定することができる。ほとんどの流星体は、大気圏に突入すると燃え尽きる。残った破片は流星塵または単に流星塵と呼ばれる。流星塵粒子は、大気圏に数ヶ月まで残留することがある。これらの粒子は、電磁放射を散乱させることと、上層大気で化学反応を触媒することの両方によって、気候に影響を及ぼす可能性がある。^[25]流星体またはその破片は、終端速度まで減速した後、暗黒飛行を達成する。^[26]暗黒飛行は、約2～4 km/s（4,500～8,900 mph）まで減速すると始まる。 ^{[27]大きな破片は}散乱した地面のさらに下方に落ちていきます。

流星が発する可視光線は、流星の化学組成や大気圏を通過する速度に応じて、さまざまな色合いを呈する。流星の層が摩耗してイオン化すると、鉱物の層構造に応じて放射される光の色は変化する。流星の色は、流星の金属含有量と、流星の通過によって生じる過熱された空気プラズマの相対的な影響によって決まる。^[28]

• オレンジイエロー（ナトリウム）
• 黄色（鉄）
• 青緑色（マグネシウム）
• バイオレット（カルシウム）
• 赤（大気中の窒素と酸素）

ソニックブームなど、流星が上層大気で発生させる音は、通常、流星の可視光が消えてから数秒後に届きます。 2001年のレオニデス流星群のように、流星のフレアと同時に発生する「パチパチ」、「シューッ」、「シューッ」という音が報告されることが時々あります。 ^{[29]これらは}エレクトロフォニック音と呼ばれることもあります。^{[30]同様の音は、地球の}オーロラが激しく出現した際にも報告されています。^{[31] [32] [33] [34]}

これらの音の発生に関する理論は、音を部分的に説明するかもしれない。例えば、NASAの科学者は、流星の乱流イオン化後流が地球の磁場と相互作用し、電波のパルスを生成すると示唆した。この軌跡が消散するにつれて、メガワットの電磁力が放出され、パワースペクトルのピークは可聴周波数にある。電磁インパルスによって誘発される物理的振動が、草、植物、眼鏡のフレーム、聞き手自身の身体（マイクロ波聴覚効果を参照）、およびその他の導電性材料を振動させるほど強力であれば、聞こえるはずである。^{[35] [36] [37] [38]}この提案されたメカニズムは、実験室での研究によってもっともらしいことが証明されているが、現場での対応する測定によって裏付けられていない。1998年にモンゴルで管理された条件下で行われた音声録音は、音が本物であるという主張を裏付けている。^{[39] （} Bolideも参照。）

流星群は、地球などの惑星と、彗星やその他の発生源からの破片の流れとの相互作用の結果である。彗星やその他の発生源からの宇宙の破片の中を地球が通過することは、多くの場合繰り返し起こる現象である。彗星は、1951 年にフレッド・ホイップルによって実証されたように、水蒸気の抵抗によって破片を生成することがあり、^{[40]分裂によっても破片を生成することがある。彗星が}軌道上で太陽のそばを通過するたびに、その氷の一部が蒸発し、一定量の流星体が放出される。流星体は彗星の軌道全体に沿って広がり、流星体の流れを形成する。これは「ダストトレイル」とも呼ばれる（太陽の放射圧によってすぐに吹き飛ばされる非常に小さな粒子によって生じる彗星の「ダストテイル」とは対照的である）。

春分の数週間、火球の目撃頻度は約 10～30% 増加します。^{[41]北半球の春の季節には、}隕石の落下もより一般的です。この現象はかなり前から知られていますが、この異常の背後にある理由は科学者によって完全には理解されていません。一部の研究者は、これは地球の軌道に沿った隕石の個体数の本質的な変動によるもので、春から初夏にかけて大きな火球を生成する破片のピークを迎えるためだと考えています。他の研究者は、この期間中、黄道は (北半球では) 午後遅くから夕方の早い時間に空高くにあると指摘しています。これは、隕石が地球に「追いつく」瞬間、小惑星源を持つ火球の放射体が空高くにある (比較的高い速度を促進する) ことを意味します。つまり、地球と同じ方向に後ろから飛んでくるのです。これにより相対速度が比較的低くなり、このことから進入速度も低くなり、隕石が生き残りやすくなります。^[42]また、夕方早い時間に火球の発生率が高くなり、目撃報告が増える。これは季節変動の一部を説明するものではあるが、すべてを説明するものではないかもしれない。この現象をより深く理解するために、流星の軌道をマッピングする研究が進行中である。^[43]

1992年 – ニューヨーク州ピークスキル

ピークスキル隕石は、 1992年10月9日に少なくとも16人の独立したビデオ撮影者によって記録されました。^[44]目撃者の証言によると、ピークスキル隕石の火球の突入は、23:48 UT（±1分）にウェストバージニア州で始まりました。北東方向に移動した火球は顕著な緑がかった色をしており、最大視等級は推定-13に達しました。40秒を超える発光飛行時間中に、火球は約430〜500マイル（700〜800 km）の地上経路を覆いました。 ^[45]ニューヨーク州ピークスキルで回収された隕石の1つは、この出来事と物体の名前の由来となり、質量が27ポンド（12.4 kg）で、後にH6モノミクト角礫岩隕石であると特定されました。^[46]ビデオ記録は、ピークスキル隕石が広い範囲にいくつかの伴隕石を持っていたことを示唆しています。ピークスキル近郊の丘陵地帯や森林地帯では、仲間が発見される可能性は低い。

2009年 – インドネシア、ボーン

2009年10月8日、インドネシアのスラウェシ島ボネ付近の上空で大きな火球が観測された。これは直径約10メートル（33フィート）の小惑星が原因と考えられている。火球のエネルギーはTNT火薬換算で50キロトン、長崎原爆の約2倍と推定される。負傷者は報告されていない。^[47]

2009 – 米国南西部

2009年11月18日、南東カリフォルニア、北アリゾナ、ユタ、ワイオミング、アイダホ、コロラドの上空で、大きな火球が目撃された。現地時間00:07、高高度WLエクルズ天文台（海抜9,610フィート（2,930メートル））の監視カメラが、物体が北へ通過する様子を撮影した。^{[48] [49]}球状の「ゴースト」画像がメインの物体のわずかに後ろに映り（おそらく強烈な火球のレンズ反射）、物体のかなりの部分の崩壊に伴う明るい火球の爆発が観測された。物体の軌跡は火球の後も北へ続いていた。最終的な崩壊による衝撃で、ユタ州北部の7つの地震観測所が活動を開始した。地震データから、物体の最終位置は北緯40.286度、西経-113.191度、高度90,000フィート（27キロメートル）と判明した。^[要出典]これは、閉鎖された陸軍の試験基地であるダグウェイ試験場の上にあります。

2013 – ロシア、チェリャビンスク州

チェリャビンスク隕石は、直径約17～20メートル（56～66フィート）で、比較的小型の小惑星が大気圏に突入した時点で推定11,000トンの、非常に明るい爆発火球（スーパーボリデ）であった。 ^{[50] [51]これは、1908年の}ツングースカ大爆発以来、大気圏に突入した最大の自然物体であることが知られている。2013年2月15日、ロシアのチェリャビンスク近郊の上空約25～30キロ（8万～10万フィート）で発生した大気爆発により、1,500人以上が負傷したが、そのほとんどは割れた窓ガラスによるものであった。午前中、次第に明るくなる筋と、その後ろに残る大きな飛行機雲が観測された。物体の爆発力がピークに達してから少なくとも1分後、最大3分後（痕跡からの距離による）、大きな衝撃を伴う爆発音が聞こえ、窓ガラスが割れ、車の警報が鳴り、その後、いくつかの小さな爆発が続いた。^[52]

2019 – アメリカ中西部

2019年11月11日、アメリカ中西部の空を横切る流星が目撃された。セントルイス地域では、防犯カメラ、ダッシュカム、ウェブカメラ、ビデオドアベルが、地球の大気圏で燃え尽きる様子を捉えた。この超球状流星は、南タウリッド流星群の一部であった。 ^{[53]流星は東から西へ移動し、}ミズーリ州ウェルズビル付近で飛行を終えた。^{[54] [55]}

さまざまな国で、流星を監視するための天体観測施設のネットワークが設置されています。

• フリポン
• 北米流星ネットワーク
• 砂漠の火球ネットワーク
• ヨーロッパファイアボールネットワーク

• 
  オリオン座流星
• 
  オーストラリア中央部の砂漠上空に散発的に現れる火球と琴座流星群（上端）
• 
  国際宇宙ステーションから見た流星（中央）
• 
  2004 年 3 月 7 日、火星からMERスピリットによって撮影された流星の可能性があるもの (中央)
• 
  シューメーカー・レヴィ第9彗星が木星に衝突：このシーケンスでは、木星の暗黒面で破片Wが火の玉に変わる様子が映し出されている。