Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Nové meteorické roje – ano či ne? (díl druhý)

Nové meteorické roje – ano či ne? (díl druhý)

Meteorický roj Geminid během noci maxima v roce 2012 nad Dashanbao
Autor: Jeff Dai

Ve druhém díle miniseriálu věnovanému objevování nových meteorických rojů se budeme věnovat problematickým aspektům, které provází mohutný nárůst počtu objevených meteorických rojů. Jako problematické se jeví rozdělování aktivity meteorických rojů s delší dobou činnosti a složitou vnitřní strukturou (např. komplex Taurid) a také ustanovení nových meteorických rojů, jejichž střední dráha je blízká již známému roji. V databázi meteorických rojů IAU MDC je v současné době 726 meteorických rojů, z nichž pouze 112 je pevně ustanovených (established) a 26 z nich je v kategorie nepotvrzených (pro tempore). 545 meteorických rojů z tohoto seznamu bylo objeveno/přidáno v uplynulých 12 letech, tedy od roku 2006 včetně.

Databáze meteorických rojů IAU MDC

Databáze rojů IAU MDC obsahuje veškeré informace, které jsou v daný okamžik dostupné, a to pro všechny zařazené meteorické roje. Kromě údajů o období aktivity obsahuje také orbitální elementy střední dráhy roje (pokud jsou známé), polohu radiantu, jeho denní pohyb, geocentrickou rychlost a také zdroj s počtem drah, které sloužily k výpočtu orbitálních elementů a celkových parametrů meteorického roje.

Obr. 1: Přehled středních drah z jednotlivých zdrojů pro meteorický roj Perseid (007 PER), včetně uvedení jednotlivých zdrojů v databázi IAU MDC. Autor: IAU MDC
Obr. 1: Přehled středních drah z jednotlivých zdrojů pro meteorický roj Perseid (007 PER), včetně uvedení jednotlivých zdrojů v databázi IAU MDC.
Autor: IAU MDC

Pro známé a silné meteorické roje (např. Perseidy, Geminidy, Leonidy, atd.) je množství zdrojů pro výpočet střední dráhy proudu značné, poměrně značná část meteorických rojů má ovšem střední dráhu stanovenou pouze z jednoho zdroje, přičemž poměrně často je množství drah pro výpočet poměrně malé, někdy je výpočet realizován z méně jak 10 drah. Každopádně množství meteorických rojů je v současné době vyšší než celkový počet jednotlivých fotografických drah meteorů před 30 lety.

Obr. 2: Střední dráhy všech 726 meteorických rojů v databázi IAU MDC při bočním pohledu do centra Sluneční soustavy (pozice planety Země je vyznačena modře). Autor: Jakub Koukal
Obr. 2: Střední dráhy všech 726 meteorických rojů v databázi IAU MDC při bočním pohledu do centra Sluneční soustavy (pozice planety Země je vyznačena modře).
Autor: Jakub Koukal

 

Rozdělování známých meteorických rojů

 

Typickým a velmi složitým případem je komplex Taurid, respektive komplex komety 2P/Encke. Do mohutného a složitého komplexu s velmi dlouhou dobou aktivity patří kromě jižních (002 STA) a severních (017 NTA) Taurid mnoho menších rojů (např. severní a jižní delta Piscidy, severní a jižní říjnové delta Arietidy, atd.) ale také dva silné denní roje – beta Tauridy a zeta Perseidy, které vznikají v druhém průsečíku (uzlu) dráhy komplexu a dráhy Země. Členění komplexu Taurid na dílčí meteorické roje se pokouší postihnout rozmanitost a množství mateřských těles, která se zde nachází a která, stejně jako komety 2P/Encke, vznikla v minulosti rozpadem mohutného původního kometárního tělesa. Celkovou situaci navíc znesnadňují gravitační perturbace planet, zejména Jupitera, a také fakt, že se jedná o největší proud hmoty ve vnitřní části Sluneční soustavy. Hledání asteroidů, které lze asociovat s komplexem, případně hledání filamentů komplexu, se věnovala a nejspíše v budoucnosti věnovat bude celá řada vědeckých prací. Například „The Taurid complex meteor showers and asteroids“ (Porubčan a kol., 2006) zmiňuje 7 filamentů v komplexu a 9 asociovaných NEO asteroidů (2001 HB, 2003 SF, 2001 QJ96, 1999 RK45, 2003 QC10, 2003 WP21, 2004 TG10, 2003 UL3, 2003 WP21 a 2002 XM35), z nichž 4 (2003 QC10, 2004 TG10, 2003 UL3 a 2002 XM35) byly v této práci vyhodnoceny jako nejpravděpodobnější mateřská tělesa pro jednotlivé nalezené filamenty. Rovněž práce „Discovery of a new branch of the Taurid meteoroid stream as a real source of potentially hazardous bodies“ (Spurný a kol., 2017) hovoří o nově nalezené větvi v komplexu v souvislosti se zvýšenou aktivitou jasných meteorů (bolidů) komplexu v roce 2015. V této práci jsou s komplexem Taurid asociovány celkem 3 asteroidy (2015 TX24, 2005 UR a 2005 TF50).

V tabulce 1 je uveden přehled středních drah nových meteorických rojů z katalogu IAU MDC ve vztahu k hlavním rojům komplexu Taurid (002 STA a 017 NTA), včetně dráhových elementů a hodnoty Drummondova kritéria podobnosti drah ve vztahu k oběma hlavním rojům. Některé nové meteorické roje jsou asociovány s již dříve uvedenými asteroidy (např. 630 TAR – 2005 TF50, 632 NET – 2004 TG10), nicméně např. meteorický roj s Taurid (628 STS) je asociován přímo s kometou 2P/Encke a vzhledem k nízké hodnotě kritéria DD ve vztahu ke střední dráze proudu jižních Taurid (DD=0,035) nebude možné spolehlivě přiřadit jednotlivé meteory k jeho střední dráze.

Tab. 1: Přehled středních drah nových meteorických rojů z katalogu IAU MDC ve vztahu k hlavním rojům komplexu Taurid (002 STA a 017 NTA). Použité dráhové elementy středních drah rojů jsou převzaty z práce „The established meteor showers as observed by CAMS“ (Jenniskens a kol., 2016). Sloupec „DD“ označuje hodnotu Drummondova kritéria podobnosti drah ve vztahu k hlavní rojům komplexu (STA, NTA), zároveň je specifikováno i mateřské těleso, pokud je známo (Jenniskens a kol., 2016). Autor: Jakub Koukal
Tab. 1: Přehled středních drah nových meteorických rojů z katalogu IAU MDC ve vztahu k hlavním rojům komplexu Taurid (002 STA a 017 NTA). Použité dráhové elementy středních drah rojů jsou převzaty z práce „The established meteor showers as observed by CAMS“ (Jenniskens a kol., 2016). Sloupec „DD“ označuje hodnotu Drummondova kritéria podobnosti drah ve vztahu k hlavním rojům komplexu (STA, NTA), zároveň je specifikováno i mateřské těleso, pokud je známo (Jenniskens a kol., 2016).
Autor: Jakub Koukal

Obr. 3: Graf diferenciálních a kumulativních počtů meteorů roje 002 STA pro zvyšující se hodnoty kritéria DD (metoda „break-point“). Graf ukazuje složitost celého komplexu, podobnost drah jednotlivých meteorů a taktéž pozice dalších filamentů komplexu, včetně meteorického roje 017 NTA. Autor: Jakub Koukal
Obr. 3: Graf diferenciálních a kumulativních počtů meteorů roje 002 STA pro zvyšující se hodnoty kritéria DD (metoda „break-point“). Graf ukazuje složitost celého komplexu, podobnost drah jednotlivých meteorů a taktéž pozice dalších filamentů komplexu, včetně meteorického roje 017 NTA.
Autor: Jakub Koukal
Jak jsme si ukázali v minulém díle, samotné „jádro“ meteorického roje spadá obvykle do hodnot 0,03 < DD < 0,05, samotná šířka meteorického roje se obvykle pohybuje mezi hodnotami 0,15 < DD < 0,20, pro rozptýlené meteorické roje může být i vyšší. A komplex Taurid je přesně tímto případem, vzhledem k jeho vývoji a gravitačním perturbacím ze strany planety Jupiter. Stejný problém je viditelný pro několik dalších meteorických rojů, např. pro 630 TAR (0,020), 632 NET (0,028), 635 ATU (0,043) a 629 ATS (0,056), jejichž střední dráhy jsou velmi blízké střední dráze hlavního roje 017 NTA. Stejný problém nastává i pro nové roje 626 LCT (0,021) a 637 FTR (0,053) ve vztahu ke střední dráze druhého hlavního roje 002 STA. Střední dráhy všech těchto meteorických rojů, včetně jižních a severních Taurid, jsou uvedeny na obrázku 4. Proto by bylo vhodnější v těchto případech hovořit o větvích nebo filamentech obou hlavních rojů komplexu a nikoliv o nových meteorických rojích.

Obr. 4: Střední dráhy všech 13 meteorických rojů, které jsou uvedeny v tabulce 1 a jejichž dráhové elementy jsou velmi podobné (DD < 0,15) dráhovým elementům hlavních rojů komplexu (002 STA a 017 NTA). Autor: Jakub Koukal
Obr. 4: Střední dráhy všech 13 meteorických rojů, které jsou uvedeny v tabulce 1 a jejichž dráhové elementy jsou velmi podobné (DD < 0,15) dráhovým elementům hlavních rojů komplexu (002 STA a 017 NTA).
Autor: Jakub Koukal

 

Nové meteorické roje na silném sporadickém pozadí

 

Typickým představitelem této skupiny je meteorický roj kappa Cepheid (751 KCE, Šegon a kol., 2015). Pro střední dráhu roje uvedenou v databázi IAU MDC bylo použito podle zdrojové práce 17 meteorů. Celková plocha individuálních radiantů 17 meteorů je ovšem, vzhledem k poměrně vysoké geocentrické rychlosti (vg = 33,7 km/s) poměrně rozsáhlá, rozměr radiantu v deklinaci přesahuje 10°. S použitím Drummondova kritéria DD bylo v databázi EDMOND nalezeno 29 drah pro DD < 0,05, 441 drah pro DD < 0,10 a dokonce 1354 drah pro DD < 0,15.

Obr. 5: Dráhy 29 meteorů přiřazených k meteorickému roji 751 KCE s hodnotou Drummondova kritéria DD < 0,05. Autor: Jakub Koukal
Obr. 5: Dráhy 29 meteorů přiřazených k meteorickému roji 751 KCE s hodnotou Drummondova kritéria DD < 0,05.
Autor: Jakub Koukal

 

Obr. 6: Dráhy 441 meteorů přiřazených k meteorickému roji 751 KCE s hodnotou Drummondova kritéria DD < 0,10. Autor: Jakub Koukal
Obr. 6: Dráhy 441 meteorů přiřazených k meteorickému roji 751 KCE s hodnotou Drummondova kritéria DD < 0,10.
Autor: Jakub Koukal

 

Graf diferenciálních a kumulativních počtů meteorů roje 751 KCE je uveden na obrázku 7 a ukazuje strmý nárůst kumulativních počtů meteorů přiřazených ke střední dráze roje se vzrůstající hodnotou kritéria DD. Vzhledem k tomu se zdá, že v případě meteorického roje kappa Cepheid se jedná pouze o náhodně vybrané dráhy ze sporadického pozadí, případně o zhuštění sporadického pozadí v místě předpokládaného roje. Existence tohoto meteorického roje je tedy velmi diskutabilní.

Obr. 7: Graf diferenciálních a kumulativních počtů meteorů roje 751 KCE pro zvyšující se hodnoty kritéria DD (metoda „break-point“). Graf ukazuje strmý nárůst kumulativních počtů meteorů roje a také jednotlivé peaky v diferenciálních počtech meteorů, které odpovídají blízkým meteorickým rojům, případně další oblastem s vyšší hustotou sporadického pozadí. Autor: Jakub Koukal
Obr. 7: Graf diferenciálních a kumulativních počtů meteorů roje 751 KCE pro zvyšující se hodnoty kritéria DD (metoda „break-point“). Graf ukazuje strmý nárůst kumulativních počtů meteorů roje a také jednotlivé peaky v diferenciálních počtech meteorů, které odpovídají blízkým meteorickým rojům, případně další oblastem s vyšší hustotou sporadického pozadí.
Autor: Jakub Koukal

 

Zdvojené meteorické roje na silném sporadickém pozadí

 

V tomto případě se vlastně jedná o kombinace problému komplexu Taurid a problému roje kappa Cepheid. V databázi IAU MDC se již nachází meteorický roj (v tomto případě phi Draconidy - 045 PDF) a nově objevený roj (psi Draconidy - 754 POD) má střední dráhu velmi podobnou původnímu roji. Navíc se oba nachází v oblasti toroidálního komplexu, který obsahuje velké množství sporadických meteorů a existenci jakýchkoliv rojů zde je velmi obtížné prokázat. V podstatě počet zjištěných meteorických rojů v této oblasti závisí pouze na kritériích, která jsou při výběru zvolena a výsledkem je určitý počet středních drah "rojů" o velmi podobných drahách, které se pouze stáčí v délce perihelia. Střední dráha roje 754 POD má ve vztahu ke střední dráze roje 045 PDF hodnotu Drummondova kritéria DD = 0,048. Což opět znamená (stejně jako u Taurid) problém při přiřazení jednotlivých meteorů k oběma rojům v rámci uvažované šířky aktivity rojů, střední dráhy obou meteorických rojů jsou znázorněny na obrázku 8.

Obr. 8: Střední dráhy meteorických rojů phi Draconid (45 PDF) a psi Draconid (754 POD). Autor: Jakub Koukal
Obr. 8: Střední dráhy meteorických rojů phi Draconid (45 PDF) a psi Draconid (754 POD).
Autor: Jakub Koukal

Pro střední dráhu roje uvedenou v databázi IAU MDC bylo použito podle zdrojové práce 31 meteorů (Šegon a kol., 2015). S použitím Drummondova kritéria DD bylo v databázi EDMOND nalezeno 77 drah pro DD < 0,05, 493 drah pro DD < 0,10 a dokonce 1038 drah pro DD < 0,15. Graf diferenciálních a kumulativních počtů meteorů roje 754 POD (stejně jako roje 045 PDF) je uveden na obrázku 9 a ukazuje strmý nárůst kumulativních počtů meteorů přiřazených ke střední dráze roje se vzrůstající hodnotou kritéria DD. Vzhledem k tomu se zdá, že v případě meteorického roje psi Draconid se jedná pouze o náhodně vybrané dráhy ze sporadického pozadí, případně o zhuštění sporadického pozadí v místě předpokládaného roje. Existence tohoto meteorického roje je tedy velmi diskutabilní. Totéž se ovšem týká i roje 045 PDF (Jenniskens a kol., 2006), který má velmi podobnou střední dráhu a ta je pouze pootočena v délce perihelia.

Obr. 9: Graf diferenciálních a kumulativních počtů meteorů roje 754 POD pro zvyšující se hodnoty kritéria DD (metoda „break-point“). Graf ukazuje strmý nárůst kumulativních počtů meteorů roje a také jednotlivé peaky v diferenciálních počtech meteorů, které odpovídají blízkým meteorickým rojům, případně další oblastem s vyšší hustotou sporadického pozadí. Autor: Jakub Koukal
Obr. 9: Graf diferenciálních a kumulativních počtů meteorů roje 754 POD pro zvyšující se hodnoty kritéria DD (metoda „break-point“). Graf ukazuje strmý nárůst kumulativních počtů meteorů roje a také jednotlivé peaky v diferenciálních počtech meteorů, které odpovídají blízkým meteorickým rojům, případně další oblastem s vyšší hustotou sporadického pozadí.
Autor: Jakub Koukal

 

Závěr

 

Ačkoliv by mohl tento článek vyznít jako kritický, nebyl takto myšlený. Autor si naopak velmi váží práce všech výše zmíněných a pouze poukazuje na problémy, které se vyskytují v rámci mohutného rozvoje tohoto odvětví astronomie. Vzhledem k výše uvedeným problémům se ovšem jeví revize katalogu IAU MDC jako nutná. Minimálním (a prvním krokem) by měl být nezávislý „clustering“ všech meteorů v databázích, bez ovlivnění středními drahami již známých meteorických rojů. Rovněž by v případech, kdy je to možné, měl být uvažován dynamický vývoj drah jednotlivých meteorů v minulosti (zpětná integrace drah). Se vzrůstajícím počtem zaznamenaných drah samozřejmě také roste náročnost analýz, přičemž stávající metodika i při použití nových postupů (Welch, 2001) nedokáže vyřešit veškeré problémy vznikající obrovským vstupním množstvím dat.

Předchozí díl

Nové meteorické roje – ano či ne? (díl první)

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] The Taurid complex meteor showers and asteroids
[2] Discovery of a new branch of theTaurid meteoroid stream as a real source of potentially hazardous bodies
[3] The established meteor showers as observed by CAMS
[4] Four possible new high-declination showers
[5] Meteor Showers and their Parent Comets
[6] Katalog meteorických rojů IAU MDC
[7] EDMOND (European viDeo MeteOr Network Database)



O autorovi

Jakub Koukal

Jakub Koukal

Narodil se v roce 1977 v Kroměříži (kde také začal v roce 1991 navštěvovat astronomický kroužek při Gymnáziu Kroměříž), vystudoval VUT FAST v Brně. Od roku 1991 se věnuje vizuálnímu pozorování meteorů, od roku 2010 pak videopozorování meteorů. Je členem Společnosti pro meziplanetární hmotu (SMPH), kde má na starosti koordinaci pozorování meteorů. Od roku 1995 je vedoucím Hvězdárny Kroměříž. V současné době působí jako hlavní koordinátor databáze EDMOND (European viDeo MeteOr Network Database). Doplňující činností je pak vizuální pozorování komet. Kontakt: j.koukal@post.cz

Štítky: Meteorický roj, EDMOND


50. vesmírný týden 2017

50. vesmírný týden 2017

Přehled událostí na obloze od 11. 12. do 17. 12. 2017. Měsíc bude v novu. Večer je vidět Neptun a Uran. Nad ránem je vidět Mars a Jupiter. Týden bude nabitý kosmonautikou. Blue Origin by mohla provést test kabiny pro balistické skoky. SpaceX provedla úspěšně statický zážeh na rampě SLC-40 a očekáváme start s lodí Dragon k ISS. Startovat by měla také čínská raketa CZ-3B, z Nového Zélandu raketa Electron, Ariane 5 s dalšími družicemi Galileo, přistávat má Sojuz MS-05 s částí posádky z ISS a naopak vydat se tam má další posádka v lodi Sojuz MS-07.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Temná mračna v Perseovi, IC348, NGC1333

Titul Česká astrofotografie měsíce za listopad 2017 obdržel snímek „Temná mračna v Perseovi“,  jehož autorem je Evžen Brunner Podzimní čas, zejména v našich končinách, nebývá velkým příznivcem astrofotografů. Ti bojují nejen s tradičními mraky, mlhami a deštěm, ale i s rosením

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Pravé parhelium

Pravé parhelium

Další informace »