科学家们对太空岩石在坠入地球大气层并幸存到达地面时发生的事情有了更清晰的理解。在检查了75次陨石降落的视频录制和照片后，研究人员确定了七个阶段，描述这些物体如何转变为陨石。他们的分析揭示，融化和破碎在决定岩石损失多少物质、减速多快以及碎片最终落在哪里方面的作用远比之前认为的要大。这些发现发表于《陨石学与行星科学》期刊。SETI研究所和NASA艾姆斯研究中心的主要作者、陨石天文学家彼得·杰尼斯肯斯博士说：“我们曾认为，固体岩石会因为在空气碰撞中产生的巨大热量和明亮的光而蒸发。相反，我们发现首先是融化，然后是碎裂控制了岩石如何失去质量。”研究人员确定，来袭的太空岩石在穿越大气层时经历七个不同的阶段。每个阶段主导着不同的物理过程，影响岩石的外观、行为和最终命运。太空岩石如何变成明亮的流星火球 旅程始于第一阶段，位于地球上方高空，此时大气变得足够密集，让来袭的岩石在其前方产生冲击波。当岩石与空气分子碰撞时，其表面和周围的气体加热并开始发光。这产生了通常被称为流星或“流星”的光带。在第二阶段，流星进入越来越密集的空气中，导致其亮度增强。一些流星还表现出重复的亮度变化，这可以显示它们旋转的速度。在此项研究中，调查的记录过的陨石降落之一。2023年2月13日，2023 CX1小行星在法国诺曼底上空产生的火球。当天的圣皮埃尔-勒-维吉尔陨石降落地面并随即被回收。图片由G. de Reijke提供。到了第三阶段，流星变得更加明亮，发展成一个火球。此时，融化成为从岩石上去除物质的主要过程。强烈的气流将熔融物质从表面剥离，产生的液滴在与主身体分离后继续蒸发。“在实验室中，我们无法产生在这种速度下自然大气进入所发生的辐射量，”之前在NASA艾姆斯工作、现为超空间技术公司首席科学家的埃里克·斯特恩说。“岩石可能会剧烈碎裂和侵蚀，但那样我们就不会期望火球亮度的观察系统学。”火球在大约60公里（约40英里）的高度进入第四阶段，此时融化达到了相对稳定的平衡。在这一阶段，火球的亮度要么保持几乎恒定，要么以稳定的速度增加。研究人员表示，仅仅通过融化，最终可以去除原始岩石质量的多达40%。流星为什么在接近地球时破裂 当火球下降到更密集的大气层时，增加的气压开始使岩石破裂。这标志着第五阶段的开始，部分物料从主身体分离并可能产生重复的光爆。一项特别令人惊讶的发现是，这种分裂开始得如此早。研究人员发现，当作用于其前表面的气压仅达到地球上陨石测量的强度约五分之一时，岩石就可以开始碎裂。他们建议，大气进入时的加热，加上空间中先前碰撞留下的裂缝，可能会削弱岩石，解释这种意想不到的行为。正是在这一阶段，剩余的岩石开始迅速缩小并经历显著减速。碎裂越严重，速度下降得越快。“我们能够将碎裂引起的减速与基于蒸发的先前数学描述相结合，”SETI研究所的共同作者斯图·皮洛兹说。研究人员还发现，幸存岩石的形状可以影响更小的碎片最终落在哪里。如果其后部保持完整，主身体就会在其后形成一个减压区域，将小的碎片拉向其后面。“我们的建模显示，只要太空岩石的后部保持完整，那块岩石就会在其后拉出一个真空，碎片往往会流入其中，”NASA艾姆斯研究中心的共同作者达雷尔·罗伯逊说。“那些小陨石将在地面形成一条狭窄的带状区域。”最后的爆炸与坠落阶段 当主岩石的后部最终破裂时，第六阶段开始。