Wanneer een vallende ster door de nachtelijke hemel schiet, lijkt het alsof er een kort lichtspoor verschijnt dat wit, geel, groen, blauw of rood kan zijn. Deze kleuren zijn geen toeval en ook geen optische illusie: ze ontstaan door natuurkundige processen die optreden wanneer een meteoroïde met enorme snelheid de aardatmosfeer binnendringt. De kleur van een meteor geeft waardevolle informatie over de chemische samenstelling van het ruimteobject, de temperatuur tijdens de verbranding, en zelfs de snelheid en hoogte waarop het verschijnsel plaatsvindt.
Een meteoroïde komt de atmosfeer binnen met snelheden tussen ongeveer 11 km/s (40.000 km/u) en 72 km/s (260.000 km/u). Door deze extreme snelheid wordt de lucht vóór het object samengedrukt en sterk verhit. Dit veroorzaakt een schokgolf en temperaturen die kunnen oplopen tot 2.000–5.000 kelvin, vergelijkbaar met het oppervlak van sommige sterren. Het oppervlak van de meteoroïde verdampt (dit proces heet ablatie) en de vrijgekomen atomen en ionen zenden licht uit op specifieke golflengten. Dat licht bepaalt de kleur die wij waarnemen.
De meest voorkomende kleur is wit of lichtgeel. Dit komt doordat veel meteoroïden bestaan uit gesteente met silicaten zoals olivijn en pyroxeen. Wanneer dit materiaal verhit wordt, zendt het een breed spectrum van licht uit, dat voor het menselijk oog wit lijkt. Een lichte gele tint komt vaak door natrium (Na), een element dat sterk licht uitzendt op een golflengte van 589 nanometer (de bekende natrium-D-lijnen), dezelfde kleur die ook straatlantaarns kunnen hebben.
Groene meteoren zijn bijzonder opvallend en worden vaak geassocieerd met magnesium (Mg). Magnesium produceert een sterke emissielijn bij 518 nanometer, wat door het menselijk oog als groen wordt waargenomen. Ook ijzer (Fe) kan bijdragen aan een groene of geelgroene gloed. Groene vuurballen worden vaak gezien bij rijke meteorenzwermen zoals de Perseïden en Geminiden, vooral bij grotere deeltjes die intens verdampen.
Blauwe of blauwgroene meteoren zijn zeldzamer en wijzen vaak op zeer hoge temperaturen. Deze kleuren kunnen ontstaan door geïoniseerde koperatomen (Cu), die emissielijnen hebben rond 510–520 nanometer, of door geïoniseerde stikstof en zuurstof in de atmosfeer, die bij extreem hoge energie blauwe en paarse tinten kunnen produceren. Zeer snelle meteoren, zoals die van de Leoniden (tot 71 km/s), hebben vaak een blauwere kleur omdat ze hogere temperaturen bereiken en meer luchtionisatie veroorzaken.
Rode en oranje meteoren ontstaan meestal bij lagere temperaturen of bij specifieke chemische samenstellingen. Calcium (Ca) produceert sterke emissielijnen in het rode deel van het spectrum, bijvoorbeeld bij 422 nanometer en 657 nanometer. Ook zuurstof in de atmosfeer kan rood licht uitzenden, vooral op grotere hoogten boven 80–100 km, waar de lucht ijler is. Langzamere meteoren, zoals sommige Geminiden of sporadische meteoren van asteroïdale oorsprong, vertonen vaker warme rood-oranje tinten omdat hun temperatuur lager is dan die van snelle kometenmeteoren.
De kleur van een meteor verandert soms tijdens zijn vlucht. Het begin van de baan kan blauw of wit zijn, terwijl het eind roodachtig wordt. Dit komt doordat de meteoroïde afremt, afkoelt en fragmenten verliest. Ook kunnen verschillende lagen van het object verschillende elementen bevatten, waardoor tijdens de verdamping telkens andere kleuren zichtbaar worden. Soms ziet men zelfs een meerkleurig spoor, met een wit centrum en rode of groene randen, veroorzaakt door temperatuurgradiënten en plasma in de omringende lucht. Wetenschappers gebruiken spectroscopie om de kleuren van meteoren nauwkeurig te analyseren. Met speciale camera’s en spectrografen worden spectra opgenomen waarin de emissielijnen van elementen zichtbaar zijn. Op basis daarvan zijn meer dan 20 verschillende elementen geïdentificeerd in meteoren, waaronder magnesium, natrium, ijzer, calcium, silicium, aluminium, nikkel en zelfs zeldzamere elementen zoals lithium en titanium. Deze analyses laten zien dat meteoroïden vaak een samenstelling hebben die lijkt op die van primitieve gesteenten uit het vroege zonnestelsel.
De kleur kan ook iets zeggen over de oorsprong van het object. Meteoroïden afkomstig van kometen bevatten vaak meer vluchtige stoffen en fijne stofdeeltjes, wat snelle, heldere en soms blauwachtige of groene meteoren oplevert. Asteroïdale meteoroïden zijn vaak compacter en rijker aan metalen, waardoor ze vaker geel, wit of roodachtig lijken en soms als meteorieten de grond bereiken.
