Tulipallo on määritelmien
mukaisesti planeetta Venusta kirkkaampi tähdenlento. Määritelmä on yksinkertaisesti tähtitieteilijöiden sopima.
Rajaksi mainitaan usein samassa yhteydessä
-4 magnitudia, mutta Venus on toisinaan tätä kirkkaampi.
Ilmiönä tulipallo ja tavallinen tähdenlento eli meteori ovat yksi ja sama asia. Ero
on vain suuruusluokassa. Tähdenlennon aiheuttaja on pölyhiukkanen tai
hiekanmuru. Venuksen kirkkaudella loistavan tulipallon aiheuttaja on
sormenpään kokoinen kappale. Ylärajaa ei periaatteessa ole.
Esimerkiksi Tseljabinskin aurinkoa 3x kirkkaamman (absoluutinen kirkkaus
-28 magnitudia) tulipallon 15.2. 2013 Venäjällä aiheutti n. 20 metrin
läpimittainen asteroidi.
Tulipallo ja bolidi ovat melkein synonyymit samasta
asiasta. Usein tehdään kuitenkin sellainen ero että
bolidi on lennon jossain vaiheessa räjähtävä tai
välähtävä tulipallo. Lisäksi eräät törmäyskraattereita tutkivat
geologit puhuvat aina bolidista kun he puhuvat törmäyskraatterin
synnyttävästä kappaleesta. Törmäävä kappale kun kirjaimellisesti
räjähtää törmäyksessä. Erottelu jossa
tulipallo ei räjähdä ja bolidi välähtää tai räjähtää on ihan
hyvä käytäntö.
Tulipallon määritelmällä taikka sen kirkkaudella ei ole yhteyttä siihen selviääkö tulipallosta mitään alas asti.
Tutkimusten mukaan raja on jossain -6 magnitudin kohdalla. Tätä
himmeämmät tulipallot ovat yleensä sen verran pienten kappaleiden
aiheuttamia että ne tuhoutuvat ilmakehässä kokonaan tai jos
selviävät alas asti, ovat liian pieniä löydettäviksi. Toisaalta jopa
auringon kirkkaudella loistava tulipallo saattaa tuhoutua kokonaan jo korkealla ilmakehässä.
Todella pienikokoiset kappaleet eivät
aiheuta valoilmiötä ilmakehään tullessaan ja tätä
"avaruuspölyä" sataa maapallolle eräiden arvioiden mukaan
jopa 100 tonnia vuorokaudessa.
Ilmiö kaavakuvana
Alla oleva kaavakuva yrittää selvittää mitä tulipallossa (ja
tähdenlennoissa yleensä) oikein
on kyse. Kappale lentää kuvassa nuolen suuntaan.

Kirjainten selitykset:
- Kappaleen eteen kappaleen ja paineaallon (E) väliin puristuu kaasupatja.
Tällä alueella ilmakehän kaasut (typpi ja happi) ionisoituvat ja lämpötila nousee
useisiin tuhansiin asteisiin. Syntyvä ionisoitunut kaasu eli plasma sulattaa kappaleen
pintaa ja virtaa sen sivuilta kappaleen taakse. Se myös säteilee
voimakkaasti valoa ja mm. lämpö- ja UV-säteilyä.
- Kappaleen pinnasta sulava ja kaasuuntuva kivimateriaali (punainen)
valuu kohti kappaleen takaosaa ja siirtää samalla lämpöä
pois kappaleesta. Vaikka tämä sula kiviaines
voi olla valkohehkuista, ei sen kirkkaus ole riittävä maasta käsin
havaittavaksi.
- Ionisoituneen kaasun pallo, joka syntyy kappaleen eteen puristuneen
ilmapatjan (A) lämpösäteilystä. Nyrkin kokoisen kappaleen
ympärillä voi olla jopa 100 metrin läpimittainen ionisoituneen
kaasun pallo, joten se ei oheisessa kaaviossa ole mittakaavassa. Varsinkin nopeissa meteoreissa tämä ionisoitunut kaasu voi
jättää tulipallon perään nopeasti hiipuvan vanan. Tämä
ionisoituneen kaasun pallo voidaan havaitaan maasta
käsin.
- Toinen alue tulipallosta joka synnyttää huomattavan osan
maanpinnalle asti näkyvää valoa on kappaleen perässä oleva
rekompinaatioalue. Siinä paineen alennettua ionisoitunut kaasu
rekompinoituu takaisin typpi- ja happimolekyyleiksi. Reaktiossa
vapautuu fotoni. Tämä voi olla merkittävämpi valolähde kuin
kappaleen eteen puristunut ionisoitunut kaasu.
- Kappaleen etupuolelle syntyy kartiomainen shokki- eli paineaalto
(engl. detached tai bow shock). Tämä on se mikä kuullaan maassa
yliäänipamauksena kun se ohittaa havaitsijan. Paineaalto voi olla
hyvinkin voimakas kuten Tunguskassa 1908, jossa paineaalto kaatoi 2000
neliökilometriä metsää tai Tseljabinskissa 2013 kun tuhansia
ikkunoita hajosi ja ihmisiä kaatui paineaallon voimasta. Lähes
puolet kappaleen liike-energiasta vapautuu paineaaltona ja toinen
puoli lämpösäteilynä. Jos kappaleita on useampia niin pamauksia
kuullaan useampia. Yksi kappale synnyttää käytännössä aina vain
yhden paineaallon. Todellisuudessa kappaleen perään syntyy toinen
paineaalto, kun kappaleen ohi kulkenut virtaus hidastuu alle
äänennopeuden. Sitä ei ole piirretty kuvaan. Näiden paineaaltojen
välimatka vain on yleensä niin lyhyt (n. kappaleen läpimitta) että
ne sulautuvat yhteen.
- Kappaleen taakse jäävä ionisoituneen kaasun vana. Tämä usein
katoaa sekunneissa ja vaikuttaa vihertävältä revontulisäikeeltä.
Ionisoitunut vana syntyy kappaleen lämpösäteilyn ionisoimasta
ilmasta.
- Kappaleen pinnasta irronneet sulapisarat ja kaasuuntunut kiviaines
muodostavat kappaleen perään pöly- eli savuvanan, joka voi jäädä tunneiksi
taivaalle. Kaasuuntunut aines tiivistyy pieniksi pallosiksi eli ns.
sferuleiksi jäähtyessään. Ajan myötä tämä
materiaali putoaa alas maanpinnalle. Savuvana ei itse loista, joten
sen näkee vain jos jokin valaisee sen tai sen taustan. Erityisen
hyvin se näkyy jos esim. jo laskenut tai pian nouseva aurinko paistaa
siihen, mutta kuun valokin voi tuoda sen esille. Savuvanassa voi
nähdä ajan myötä tapahtuvaa mutkittelua joka voi olla hyvinkin
voimakasta sotkien vanan mutkikkaaksi kuvioksi. Tämän mutkittelun
aiheuttaa yläilmakehässä vallitsevat erisuuntaiset tuulet. Tosin
suurissa tulipalloissa pölyvanan sekaan voi jäädä hyvin kuumaa
plasmaa joka näkyy hetken aikana punaisena ylöspäin kohoavana
liekkinä kuten eräissä Tseljabinskin tulipallon videoista voi
nähdä.
|