Kalter oder heißer Meteorit??

[herbraab]

@ Herbert : mich würde mal deine Quelle interessieren ??

https://en.wikipedia.org/wiki/Planetary_equilibrium_temperature

oder (nicht ganz so ausführlich):

https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichgewichtstemperatur

Die der Sonne zugewandte Mondseite hat über 100° C, die geringsten Temperaturen betragen dort minus 249 °C https://www.spektrum.de/news/eisige-kaelte-im-schatten-der-krater/1017676 . Wie ist das zu erklären? Haben kleine Körper eine Art "Mischtemparatur"? Vorne heiß, hinten kalt? Im Ergebnis lau?

Ja, so ungefähr. In dem oben verlikten Artikel in der englichen Wikipedia heisst es dazu:
"The Moon has a black body temperature of 271 K,[6] but can have temperatures of 373 K in the daytime and 100 K at night.[7] This is due to the relatively slow rotation of the Moon compared to its size, so that the entire surface doesn't heat evenly."


 
Herbert

[ironsforever]

Hallo Herbert,

o.k., aber die Gleichgewichtstemperatur funktioniert nicht ohne Materie. Demnach sollte das "leere" All in Erdentfernung um die Sonne doch weitaus kälter sein als -18°C (völlig "materiefreie" Bereiche gibt es zumindest im Sonnensystem nicht wirklich, aber zumindest annähernd). Das Problem ist doch, dass man ohne Materie nichts messen kann: Jeder Körper im All wird auf einer Seite von der Sonne aufgeheizt. Hielte man also ein Thermometer ins All, ist entweder das Thermometer selbst die Hitzequelle oder zumindest der Satellit bzw. das Raumschiff daneben. Mir ist das nach wie vor unklar und alles, was man darüber im Internet lesen kann, gibt nicht wirklich was her.

Gruß
Andi

[hugojun]

Hallo Andi ,

es ist ja richtig, so wie Du es sagst, muss die Strahlung erst einmal auf einen Körper treffen. Der Körper hat dann auf der Sonnenseite eine höhere Temperatur als auf der Schatten-Seite.
Diese Wärme wandert dann ins Innere. Ab irgendeiner Tiefe im Körper ist dann die Aufnahme von Wärme mit der Abgabe im Gleichgewicht. Dieses Gleichgewicht braucht aber Zeit und deshalb liegt die Grenze für den Radius des Körpers in Erdnähe wohl bei ca. 1,5m für Gesteinsbrocken. Die Temperatur im Inneren des Meteoriten, nach Verlust von ca. 50% des Radius entspricht dann dieser Gleichgewichtstemperatur. Körper größer als 1,5m Radius hatten in Erdnähe nicht genug Zeit, um sich der theoretischen Gleichgewichts-Temperatur im Inneren anzupassen, diese entspricht aber nicht dem Maxima an Sonnen- und Schattenseite.

[ironsforever]

Hallo hugojun,

  , jetzt wird mir das Ganze langsam deutlicher.

Gruß
Andi

[Gibeon2010]

Stichwort: Zeit.
Alle bisher geschilderten Effekte und der immer wieder genannte 1,5-m-Radius gelten wohl für Körper, die aus größerer Entfernung die Erde treffen. Etwas anders sieht es aus, wenn es sich um erdnahe Orbits mit geringer Exzentrizität handelt. Dann halten sich die Körper ja sehr lange in einer Sonnenentfernung von 1 AE ± x auf und haben somit auch viel Zeit für das Einstellen einer Gleichgewichtstemperatur. Und nicht zu vergessen diejenigen, die sich von innen der Erde nähern, z.B. Asteroiden des Aten-Typs, deren Perihel sogar innerhalb der Merkurbahn liegen kann. Die kühlen dann auf dem Weg Richtung Erde immer mehr aus, sind aber womöglich im Inneren auf Höhe der Erdbahn noch wärmer als es die Gleichgewichtstemperatur erwarten würde.

[DCOM]

Ich verstehe nicht, was die Gleichgewichtstemperatur im Weltraum mit der Frage zu tun hat, ob frisch gefallene Meteorite beim Anfassen heiß oder kalt sind. Entscheidend ist doch die Reibungshitze. Je mehr Masse der Meteoroid hatte und je höher seine Geschwindigkeit beim Eintritt in die Erdatmosphäre, desto heißer wird er beim Aufprall sein - im Extremfall wird so viel Energie frei, dass er komplett verdampft. Zwar werden die meisten Fragmente während des Dunkelflugs abgekühlt, aber nicht zwangsläufig bis Raumtemperatur. Wie kalt der Meteoroid und/oder Meteorit im Kern war bzw. ist, hat daher wohl keinen Einfluss auf die Oberflächentemperatur beim Aufprall, denn der Kern ist ja ziemlich gut wärmeisoliert (Eisenmeteorite ausgenommen). 

Oder reden wir aneinander vorbei?

Grüße, DCOM 

[Gibeon2010]

Einen gewissen Einfluss auf die Oberflächentemperatur nach dem Fall hat die Innentemperatur schon. Wenn der Stein im Inneren sehr kalt wäre, würde er nach dem Fall eine Teil der Wärme der Oberfläche aufnehmen und diese zusätzlich kühlen. Das dürfte jedoch recht langsem erfolgen. Je wärmer im Inneren, desto geringer dieser Effekt.

[hugojun]

Hallo DCOM,

Wie zur Einleitung gesagt, taucht diese Frage immer wieder auf: Warum war der Meteorit heiß beziehungsweise kalt
kurz nach dem Auffinden, beides ist wie Bernd an 28 Beispielen gezeigt hat, möglich.
Aber warum das Eine oder das Andere, denn am Boden kommen nur ca. 10% der Masse an und die hat dann die Temperatur des Meteoroiden Inneren.
Der Masseverlust geht so rasend voran, dass die Wärme der abschmelzenden äußeren Hülle nicht ins Innere vordringen kann, so die allgemeine Annahme, dennoch gibt es warme oder kalte Meteorite. Wärme beim Aufprall entsteht nur, wenn der Körper plastisch dauerhaft verformt wird oder verdampft. Verdampfung kommt beim Einschlag aber nur bei Endmassen von 100 Tonnen und mehr vor, die haben dann aber auch kosmische Geschwindigkeit bis zum Aufschlag.

[Thin Section]

Hier eine interessante Passage aus McSween, Jr. Harry (1999) Meteorites and Their Parent Planets, p. 20:

It may seem surprising that the Wethersfield meteorite was cool to the touch, because a significant portion of it must have been heated to melting temperature during its fall. Most of the molten material, however, had already been lost to ablation before impact, leaving only a very thin rind of quenched fusion crust. Although in some cases fusion crusts may still be warm, the interiors of these objects certainly are not. Meteorites have been stored in the deepfreeze of space for eons, and atmospheric heating does not signficantly affect their interiors because heat conduction in stones or even irons takes much longer than the minute or so required for atmospheric transit. The Colby (Wisconsin) and Dhurmasala (India) meteorites are reported to have been quickly coated with frost, even though both fell on hot days in midsummer.

Bernd 

[DCOM]

Ah, interessant! Danke für die Klarstellung

Gruß, DCOM 

[herbraab]

Eine Ergänzung zu Bernds Liste habe ich noch:

[29] Knyahinya:
 a) "Ich habe mir den Muth gefaßt, und nach einer Weile diesen Stein aufgehoben [...] Dieser Stein war lauwarm, gleich den von der Sonne erwärmten."
 b) Der Stein "den ich aufgehoben, und der erhitzt war als wenn man ihn aus einem geheizten Ofen herausgenommen hätte. Das Gras an dem Orte, wo er niederfiel, war verbrannt und schwarz geworden, somit mußte der Stein als er herabfiel, glühend heiß gewesen sein."

 
Herbert

[Thin Section]

... somit mußte der Stein als er herabfiel, glühend heiß gewesen sein.

Nanu, ... ich habe diese Zeilen gefunden:

Haidinger schreibt in seinem Bericht über den Fall des Knyahinya im Jahre 1866: "Der israelitische Gastwirth gab die bestimmte Äußerung ab, daß der Stein, der, wo er saß vor ihm herabfiel, und den er sogleich aufhob, eiskalt war, aber daß ihm die Hand intensiv nach Schwefel – und Pulver, auch Knoblauch - wie der Ausdruck war - roch, so zwar, daß die Hand noch zwei Tage lang den Geruch beibehielt."

Bernd 

[MetAur]

Haidinger hat - so lese ich als Fußnote in einer Sekundärquelle - im zweiten Bericht vom Oktober 1866 korrigiert, dass die aufgesammelten Steine doch nicht eiskalt gewesen wären, sondern lauwarm, wie von der Sonne beschienen, oder sogar warm, wie frisch aus einem Ofen genommen.

[DCOM]

Fazit: Zwischen "eiskalt" und "rotglühend" ist wohl alles drin. 

Gruß, DCOM