IAP Kühlungsborn
Leibniz-Gemeinschaft

Meteorbeobachtungen

Es gibt drei verschiedene Arten von Meteorechos, welche mit einem Radar detektiert werden können. Die bekannteste Signalart wird durch eine Spiegelstreuung am Meteorschweif erzeugt („specular trail echo“) und kann bereits mit kleinen kompakten Meteorradarsystemen detektiert werden. Diese Art von Radarechos ermöglicht es, viele Informationen über die Hintergrundatmosphäre der Mesosphäre und unteren Thermosphäre zu gewinnen. In den letzten Jahren wurden am IAP mehrere Radarnetzwerke entwickelt um die Detektion dieser Radarechos zu verbessern und die räumliche und zeitliche Auflösung von Wellen in der Atmosphäre  zu optimieren. Des Weiteren wurden diese Echos innerhalb einer Messkampagne mit MAARSY beobachtet, wodurch es uns gelang kleinste Mikrometeoride nahe des Verdampfungslimits zu beobachten (Schult et al., 2020). Die beobachteten Zählraten für die langsameren Meteore innerhalb der Erdatmosphäre wichen dabei von Modellrechnungen erheblich ab. Sowohl die Modelle, als auch die Massenabschätzung der Beobachtungsmethode müssen daher weiter untersucht werden. Die zweite Art von Meteorechos wird durch Radarreflektionen an Plasmairregularitäten um den eintretenden Meteoroiden selbst hervorgerufen. Für die Beobachtung dieser Meteor-Kopf-Echos („meteor head echoes“) werden meist sehr leistungsstarke Radarsysteme benötigt. Am IAP werden Messungen von Meteor-Kopf-Echos seit November 2013 mit MAARSY durchgeführt. Diese Messungen geben uns die Möglichkeit astrophysikalische Größen, wie Trajektorienparameter, Massenabschätzungen und Quellradianten zu ermitteln, welche durch andere Messungen nicht, für den beobachteten Massenbereich, zu bestimmen wäre. Um den Verdampfungsprozess der Meteoroide in der Erdatmosphäre besser zu verstehen, wurden die Meteor-Kopf-Echomessungen mit optischen Kamerasystemen ergänzt (Brown et al., 2017). Diese Messungen sollen in Zukunft helfen, Modelle zu validieren und Verdampfungsparameter, wie z.B. die Leuchteffizienz, genauer zu quantifizieren.
Zu guter Letzt gibt es die Meteorschweifechos, welche nicht durch eine Spiegelgeometrie erklärt werden können. Diese lang anhaltenden Meteorechos wurden zunächst nur in äquatorialen Regionen beobachtet, wodurch der Streuprozess Plasmairregularitäten, aufgrund der speziellen Geometrie der dortigen Magnetfeldlinien, zugeschrieben wurde. Die Tatsache, dass wir diese Art von Meteorechos in polaren Breiten beobachten, hat unser Verständnis der zugrundeliegenden Physik des Streuprozesses enorm verändert (Chau et al., 2014).

Veröffentlichungen

  • C. Schult, G. Stober, D. Janches, J. L. Chau, Results of the first continuous meteor head echo survey at polar latitudes, Icarus, 297, 1-13, 2017. http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2017.06.019
  • C. Schult, P. Brown, P. Pokorný , G. Stober , J. L. Chau, A meteoroid stream survey using meteor head echo observations from the Middle Atmosphere ALOMAR Radar System (MAARSY), Icarus, 309, 177-186, 2018. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2018.02.032
  • P. Brown, G. Stober, C. Schult, Z. Krzeminski, W. Cooke, J.L. Chau, Simultaneous optical and meteor head echo measurements using the Middle Atmosphere Alomar Radar System (MAARSY): Data collection and preliminary analysis, Planetary and Space Science, 141, 25-34, 2017, 10.1016/ j.pss.2017.04.013.
  • J. L. Chau, I. Strelnikova, C. Schult, M. M. Oppenheim, M. C. Kelley, G. Stober und W. Singer, Non-specular meteor trails from non-field-aligned irregularities: Can they be explained by presence of charged meteor dust?, Geophys. Res. Lett., doi:10.1002/2014GL059922, 2014
  • C. Schult, G. Stober, P. Brown, P. Pokorn'y und M. Campbell-Brown, Characteristics of very faint (+16) meteors detected with the Middle Atmosphere ALOMAR Radar System (maarsy), Icarus, 340, 1-12, doi:10.1016/j.icarus.2019.113444, 2020.