Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Spektra meteorů v roce 2015 na Hvězdárně Valašské Meziříčí

Spektra meteorů v roce 2015 na Hvězdárně Valašské Meziříčí

Leonida 19.11.2015 (034504 UT), VM_N
Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí

Na hvězdárně Valašské Meziříčí jsou momentálně v provozu tři kamery opatřené spektroskopickým systémem. Hlavním cílem těchto kamer je zaznamenávání spekter meteorů a tedy zjištění chemického složení meteoroidů a také emisních čar prvků obsažených v atmosféře Země.

První kamera na pozorování meteorů opatřená spektrografem byla na Hvězdárně Valašské Meziříčí nainstalována v létě 2014. Je umístěna na jižní budově a její zorné pole směřuje severním směrem (VM_N), kamera je vybavena CCD snímačem s rozlišením 720x576 px. Na podzim 2015 pak byly zprovozněny další dvě spektrální kamery, které byly vybaveny modernější kamerou s vyšším rozlišením snímače (1280x960 px) a spektrálním rozlišením. Sledují jihozápadní (VM_SW) a severozápadní (VM_NW) obzor.

Severní kamera (VM_N) byla zprovozněna 25. 7. 2014. Rok 2015 byl tedy první rok, kdy toto zařízení fungovalo po celý rok. Jedná se o CCTV kameru VE6047 s difrakční mřížkou s hustotou 500 čar/mm, rozlišení prvního řádu spektra meteoru je 32,8 Å/px. Veškeré potřebné zařízení bylo zakoupeno díky finančním prostředkům SMPH (Sdružení pro MeziPlanetární Hmotu).

Severozápadní (VM_NW) a jihozápadní (VM_SW) kamery byly zprovozněny v říjnu 2015. Jedná se o CMOS kamery QHY5L-IIM, které jsou vybaveny kvalitnějším megapixelovým objektivem Tamron a jsou vybaveny difrakční mřížkou s hustotou 1000 čar/mm, rozlišení prvního řádu spektra meteoru je 9,7 Å/px (VM_SW) a 10,8 Å/px (VM_NW). Kamery byly koupeny z projektu „Rozvoj pozorování a spektroskopie meteorů a meteoritů“ ve spolupráci s Ústavem fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie Věd ČR, v.v.i.

Za rok 2015 zaznamenaly všechny tři kamery na hvězdárně Valašské Meziříčí opatřené spektrografy 44 spekter. Rozdělení počtu spekter jednotlivých kamer nalezneme v tabulce níže:

Označení Použitá kamera Objektiv Mřížka  Počet spekter v roce 2015 Zprovoznění 
VM_N VE6047EF Tokina 3-8 mm 500 čar/mm 26 25.7.2014
VM_NW QHY5LII-M Tamron 3-8 mm megapixel

 1000 čar/mm

8 24.10.2015
VM_SW QHY5LII-M Tamron 3-8 mm megapixel 1000 čar/mm 10 24.10.2015

Rozdělení spekter podle meteorických rojů

Kamera PER SPO STA ORI NTA LEO HYD GEM ORS LYR
VM_N 12 7 3   1 1 1     1
VM_NW   1 4 1 1 1        
VM_SW   1 6 1       1 1  

Vysvětlivky ke zkratkám: PER – Perseidy, SPO – sporadické meteory, STA – jižní Tauridy, ORI – Orionidy, NTA – severní Tauridy, LEO – Leonidy, HYD – Hydridy, GEM – Geminidy, ORS – jižní chi Orionidy, LYR – Lyridy

Zajímavá spektra zachycená v roce 2015

Orionida 28.10.2015 (202739 UT), VM_N. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí Jižní Taurida 6.11.2015 (001741 UT), VM_N. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí
Leonida 19.11.2015 (034504 UT), VM_N. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí Hydrida 14.12.2015 (030937 UT), VM_N. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí
Jižní Taurida 5.11.2015 (231201 UT), VM_SW. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí Jižní Taurida 6.11.2015 (001741 UT), VM_NW. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí
Jižní Taurida 11.11.2015 (181413 UT), VM_SW Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí Leonida 19.11.2015 (034504 UT), VM_NW. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí

Porovnání analýzy spektra Leonidy zachycené 19.11.2015 (034504 UT)

Tento jasný bolid byl zaznamenán dvěma spektrografy na Hvězdárně Valašské Meziříčí, a to konkrétně spektrografy VM_NW a VM_N. Z důvodu vyššího rozlišení bylo pro podrobnou analýzu vybráno spektrum pořízené spektrografem VM_NW. Rozlišení analyzovaného spektra, závislé na hustotě čar difrakční mřížky (1000 čar/mm) a na rozlišení CMOS čipu (1280x960 px) je 10,8 Å/px.

Spektrální analýza byla provedena ze 7 snímků v průběhu letu meteoru (snímkovací frekvence 15 sn/s) a výsledné spektrum bylo kalibrováno na citlivost použitého CMOS čipu (Aptina MT9M034) v rozsahu vlnových délek 3500 až 9000 Å. Výsledné spektrum obsahuje emisní čáry prvků v poměrném zastoupení typickém pro Leonidy – železo (FeI), hořčík (MgI), sodík (NaI), vápník (CaI, CaII), mangan (MnI), chrom (CrI) a také křemík (SiII). Poměr emise prvků náležejících ionizované atmosféře Země vůči hořčíku (NI/Mg, NII/Mg, O/Mg) je vysoký, neboť pro velmi rychlé Leonidy (vg= 70,2 km/s) jsou ve spektru dominantní emisní čáry multipletu OI-1 na vlnové délce 7774 Å.

Detailní náhled na spektrum Leonidy v rozsahu 3400 až 7600 Å pak umožňuje identifikaci velmi silných emisních čar multipletů MgI-3 (3836 Å), FeI-4 (3858, 3888 a 3923 Å), CaII-5 (3940 Å), MgI-22 (4354 Å), CaI-4 (4455 Å) a také SiII-2 (6347 Å). Dominantní multiplety MgI-2 (5174 Å) a NaI-1 (5893 Å) mají pak prakticky shodnou intenzitu emisí, která je ovšem také srovnatelná s intenzitou emisí FeI, MgI a CaII v rozsahu vlnových délek 3800 až 4000 Å.

Tento bolid také dosáhl jasnosti potřebné pro zobrazení druhého řádu spektra a také bylo zaznamenáno spektrum dohasínající stopy po průletu bolidu, a to na 2 snímcích. Zde je možné identifikovat rozdílnou rychlost dohasínání jednotlivých emisních čar multipletů, nejrychleji dohasíná multiplet CaII-5 a NaI-1, následovaný multiplety CaI-4, MgI-2, FeI-15, atd. Na druhém snímku spektra stopy bolidu je nejintenzivnější emisní čárou multiplet FeI-1 (5205 Å), případně CrI-7 (5207 Å) – emisní čáry těchto prvků se nachází na vlnových délkách velmi blízko sebe a není jmožné je rozlišit, nicméně při laboratorních měřeních meteoritů se intenzita emisních čar multipletu CrI-7 jevila řádově silnější jak intenzita emisních čar FeI-1.

Souhrnné kalibrované spektrum Leonidy ze dne 19.11.2015 (034504 UT), spektrograf VM_NW. Autor: Jakub Koukal Detail souhrnného kalibrovaného spektra Leonidy (3400 až 7600 Å)ze dne 19.11.2015 (034504 UT), spektrograf VM_NW. Autor: Jakub Koukal

Celkem zaznamenaných meteorů bylo na třech spektroskopických kamerách 1218. Počty meteorů podle jednotlivých kamer jsou následující: severní kamera (VM_N) zaznamenala 892 meteorů, jihozápadní (VM_SW) 199 meteorů a severozápadní (VM_NW) 127 meteorů. Rozdíl v počtu meteorů je daný tím, že severní kamera byla v provozu po celý rok, zatímco jihozápadní a severozápadní byly nainstalovány nově v říjnu 2015.

Kamery slouží dále také k astrometrii a fotometrii meteorů a výpočtu vícestaničních drah ve spolupráci s ostatními stanicemi sítě EDMONd. Za rok 2015 to bylo celkově 921 drah (severní 680, jihozápadní 151, severozápadní 90). Pro detekci společných vícestaničních meteorů se spektroskopickými systémy jsou důležité stanice Kroměříž, Otrokovice, Zlín a Havlíčkův Brod, Nýdek, Maruška, na území mimo Českou republiku to jsou: slovenské stanice AGO Modra, Blahová, Senec, Kráčany a stanice HULUD 1 v Maďarsku. Rekordem je pak společný meteor mezi stanicemi VM_SW a Maienfeld (švýcarská síť FMA), vzdušná vzdálenost obou stanic je 682 km.

Vícestaniční dráhy – spektrograf VM_N. Autor: Jakub Koukal Vícestaniční dráhy – spektrografy VM_SW a VM_NW. Autor: Jakub Koukal

Laboratorní měření spekter meteoritů

Spektrum vzorku meteoritu JaH 815 (Jiddat al Harasis) zjištěné pomocí spektrometrů Echelle ESA 4000, Ocean Optics a spektrografu QHY5LII-M a následná identifikace emisních čar jednotlivých prvků. Autor: Jakub Koukal
Spektrum vzorku meteoritu JaH 815 (Jiddat al Harasis) zjištěné pomocí spektrometrů Echelle ESA 4000, Ocean Optics a spektrografu QHY5LII-M a následná identifikace emisních čar jednotlivých prvků.
Autor: Jakub Koukal
V rámci projektu „Rozvoj pozorování a spektroskopie meteorů a meteoritů“ v současné době probíhá spolupráce s Ústavem fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR se sídlem v Praze, která by měla umožnit přesnější zpracování napozorovaných dat ze spektrografů a také případné spojení chemické analýzy tělesa během jeho letu a po dopadu na zemský povrch. Jako velmi užitečné se rovněž jeví simultánní měření zastoupení prvků ve vzorcích meteoritů – spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS), pomocí spektrometru Echelle ESA 4000 a spektrografu QHY5LII-M v konfiguraci shodné s jednotlivými spektrografy na Hvězdárně Valašské Meziříčí. Toto měření umožňuje zcela průkaznou identifikaci jednotlivých emisních čar prvků s následným využitím těchto znalostí při analýze spekter meteorů zaznamenaných spektrografy na Hvězdárně Valašské Meziříčí.

Videa zaznamenaných spekter

Souhrn vybraných spekter zachycených na Hvězdárně Valašské Meziříčí v roce 2015 - spektrograf VM_N (snímkovací frekvence 3 sn/s). Autor: Jakub Koukal
Souhrn vybraných spekter zachycených na Hvězdárně Valašské Meziříčí v roce 2015 - spektrograf VM_SW a VM_NW (snímkovací frekvence 3 sn/s). Autor: Jakub Koukal

Naším společným cílem je výzkumná činnost a publikování výsledků a závěrů činnosti v odborných publikacích.

 

Realizační tým projektu:

Ing. Jakub Koukal
Mgr. Sylvie Gorková
RNDr. Martin Ferus, Ph.D.
Jiří Srba



Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí



O autorovi

Sylvie Gorková

Sylvie Gorková

O astronomii se zajímá od svých 15 let. Pochází z Kroměříže. Zde se také na místní hvězdárně zapojila do aktivního pozorování meteorů. Je členkou Společnosti pro meziplanetární hmotu (SMPH).V současné době pracuje jako odborný pracovník Hvězdárny Valašské Meziříčí. Od roku 2012 publikuje články na stránkách SMPH, od roku 2014 pak také na astro.cz a na stránkách hvězdárny Valašské Meziříčí.

Štítky: Spektrograf, Leonidy, Spektrum meteoru, EDMOND, Hvězdárna Valašské Meziříč


49. vesmírný týden 2016

49. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 5. 12. do 11. 12. 2016. Měsíc bude v první čvrti, uvidíme Lunar X? Večer je krásně vidět Venuše na jihozápadě. Mars je výše a skoro nad jihem. Ráno je pěkně viditelný Jupiter. Slunce se po krátkém zvýšení aktivity opět uklidnilo. Poté, co došlo k selhání horního stupně rakety Sojuz, zřítila se nad Ruskem nákladní loď Progress, původně určená k zásobování ISS. Pokud se v tomto týdnu povede start japonské zásobovací lodi HTV, bude to pro osazenstvo stanice úplně v pohodě. Kromě tohoto startu se očekávají ještě další čtyři.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Planety

Hvězdy bloudivé, oběžnice, planety. Několik pojmenování téhož. Ostatně i řecké πλανήτης, neboli planétés, znamená vlastně „tulák“. Pro mnoho z nás obíhá kolem Slunce planet devět. Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Ovšem od roku 2006, od valného shromáždění

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Za súmraku

Vrch Ostrá 1247mnm. Počas astronomického súmraku ešte posledné slnečné svetlo osvetľovalo horizont. Na fotke je vidieť Mesiac, Mars, Venušu a Mliečnu cestu.

Další informace »