Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Spektra pomalých meteorů

Spektra pomalých meteorů

Souhrnný snímek spektra bolidu 20151230_222303
Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí

V období od konce prosince do poloviny dubna není v činnosti žádný významný meteorický roj (s výjimkou lednových Quadrantid), celková aktivita meteorických rojů je tudíž velmi nízká a rovněž sporadické pozadí se nachází na minimu své činnosti v průběhu roku. V uvedeném období jsou v činnosti převážně meteorické roje patřící do antihelionového zdroje, přičemž převažuje v měsících leden až březen aktivita komplexu Virginid–Leonid, která pak v dubnu přechází do komplexu Scorpio-Sagittarid.

Společnou charakteristikou meteorů náležejících antihelionovému zdroji je pak poměrně nízká geocentrická rychlost, která pro většinu rojových meteorů z tohoto zdroje leží mezi 20 až 30 km/s. V uvedeném období, na přelomu roku 2015 a 2016, byla spektrografy na Hvězdárně Valašské Meziříčí zaznamenána dvě spektra velmi pomalých bolidů náležejících ke sporadickému pozadí. U těchto pomalých meteorů je zaznamenané spektrum velmi obsáhlé, mnohdy zahrnuje více jak 20 snímků pořízených v průběhu letu meteoru, na kterých je spektrum detekovatelné a také jej lze bez problémů vyhodnotit. Nejinak tomu bylo v tomto případě, spektrum bolidu 20151230_222303 zahrnuje celkem 21 snímků se zaznamenaným spektrem, v případě bolidu 20160326_222333 je to pak 19 snímků, přičemž obě spektra byla zaznamenána spektrografem s označením VM_SW (jihozápadní kamera) instalovaným na Hvězdárně Valašské Meziříčí.

Vybavení a analýza dat

Spektrografy VM_NW (severozápadní kamera) a VM_SW (jihozápadní kamera) byly zprovozněny v říjnu 2015. Jedná se o kamery QHY5L-IIM s CMOS snímačem Aptina MT9M034, které jsou vybaveny světelným megapixelovým objektivem Tamron (F/1,0) s proměnným ohniskem (3-8 mm) a jsou vybaveny difrakční mřížkou s hustotou 1000 čar/mm. Pro dané nastavení ohniska objektivu je efektivní zorné pole systému 80x60º (VM_SW) a 89x67º (VM_NW), rozlišení prvního řádu spektra meteoru je 9,7 Å/px (VM_SW) a je 10,8 Å/px (VM_NW). Vzhledem ke konfiguraci systému jsou zaznamenána spektra meteorů o zdánlivé jasnosti -3mag (a jasnější), toto omezení systému závisí mimo jiné na geocentrické rychlosti pozorovaného meteoru. Záznam a zpracování zaznamenaných meteorů (spekter) je realizováno pomocí programů UFO Tools. Pro samotný záznam meteorů je využíván program UFO Capture, pro astrometrii a fotometrii za účelem výpočtu dvojstaničních drah pak program UFO Analyzer a UFO Orbit.

Bolid 20151230_222303 SPO

Pro výpočet atmosférické dráhy bolidu a dráhy meteoroidu ve Sluneční soustavě byly použity nahrávky pořízené ze stanic Valašské Meziříčí (spektrograf SW) a Senec. Průmět počátku atmosférické dráhy se nacházel na souřadnicích N49,294º E16,632º poblíž obce Útěchov (CZ), výška meteoru v tomto okamžiku činila 77,0 km nad povrchem Země. Průmět konce atmosférické dráhy se nacházel na souřadnicích N49,606º E16,648º poblíž obce Skočova Lhota (CZ), výška meteoru v tomto okamžiku činila 41,4 km nad povrchem Země. Bolid dosáhl absolutní jasnosti -3,65 mag, odhad vstupní hmotnosti částice je 200,5±35,3 g. 2D projekce dráhy meteoru v atmosféře je uvedena níže (obr. 1).

2D projekce atmosférické dráhy bolidu 20151230_222303 na povrch Země. Autor: Jakub Koukal

Projekce dráhy meteoroidu ve Sluneční soustavě, včetně započítání vlivu decelerace na geocentrickou rychlost vg. Autor: Jakub Koukal
Obr. 1: 2D projekce atmosférické dráhy bolidu 20151230_222303 na povrch Země. Autor: Jakub Koukal Obr. 2: Projekce dráhy meteoroidu ve Sluneční soustavě, včetně započítání vlivu decelerace na geocentrickou rychlost vg. Autor: Jakub Koukal

Jednalo se o pomalý meteor, geocentrická rychlost meteoroidu před vstupem do gravitačního pole Země byla pouze 15,00±0,03 km/s (včetně vlivu decelerace), orbitální elementy dráhy meteoroidu byly následující: a = 1,703 AU (velká poloosa dráhy), q = 0,7770±0,0001 AU (vzdálenost perihelia), e = 0,544±0,001 (excentricita dráhy), i = 10,54±0,01º (sklon dráhy), argument šířky perihelia 66,21±0,02º, délka vzestupného uzlu 98,677º. Bolid patřil mezi sporadické meteory (bez rojové příslušnosti) s pozorovaným radiantem RA = 88,9±0,1º, DEC = -0,4±0,1º. Projekce dráhy meteoroidu ve Sluneční soustavě je uvedena výše (obr. 2), včetně započítání vlivu decelerace na geocentrickou rychlost vg.

V kalibrovaném souhrnném spektru bolidu byly identifikovány emisní čáry prvků v následujícím zastoupení – železo (FeI), hořčík (MgI), sodík (NaI), mangan (MnI), chrom (CrI), křemík (SiI) a také poměrně slabé čáry vápníku (CaI). Poměr emise prvků náležejících ionizované atmosféře Země vůči hořčíku (N2/MgI, NI/MgI a OI/MgI) je nízký, neboť toto nezávisí na hmotnosti tělesa, ale na jeho rychlosti. Toto znamená, že množství emise těchto prvků je přímo úměrné hmotnosti tělesa, ovšem koeficient úměry se zvyšuje s rychlostí meteorů. Poměr relativních intenzit multipletů OI-1/MgI-2 je pouze 0,212, u meteorických rojů s vysokou geocentrickou rychlostí (např. u Leonid nebo Perseid) tento poměr běžně přesahuje hodnotu 3 a nezřídka dosahuje hodnot blížících se k číslu 6. Celkový poměr relativních intenzit MgI-2:NaI-1:FeI-15 je 0,389:0,082:0,528, těleso lze tedy charakterizovat jako příslušník skupiny "Na-free", tedy skupiny těles s velmi nízkým nebo prakticky chybějícím obsahem sodíku (NaI). Kalibrované souhrnné spektrum bolidu 20151230_222303 je uvedeno níže (obr. 4).

Souhrnný snímek spektra bolidu 20151230_222303. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí

Kalibrované souhrnné spektrum bolidu 20151230_222303 v rozsahu vlnových délek 3500-8200 Å. Autor: Jakub Koukal
Obr. 3: Souhrnný snímek spektra bolidu 20151230_222303. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí Obr. 4: Kalibrované souhrnné spektrum bolidu 20151230_222303 v rozsahu vlnových délek 3500-8200 Å. Autor: Jakub Koukal

Emisní čáry multipletů FeI jsou naopak výrazně zastoupeny, nejvíce pro maximum na vlnové délce 4271 Å s relativní intenzitou 422,8 RU (pozorovaná vlnová délka), což odpovídá emisním čarám FeI-42 (4272 Å – laboratorní vlnová délka), dále pak v rámci multipletu FeI-15 s maximy na vlnových délkách 5267 Å - 486,1 RU (5270 Å), 5327 Å - 382,7 RU (5328 Å) a 5404 Å - 379,8 RU (5406 Å). Nejvyšší relativní intenzitu emisních čar v souhrnném kalibrovaném spektru bolidu má triplet MgI-2 s maximem na vlnové délce 5172 Å - 888,6 RU (5174 Å), následovaný emisními čarami FeI-42 a FeI-15. Dublet NaI-1 pozorovaný na vlnové délce 5892 Å - 208,9 RU (5893 Å) dosahuje tedy poměrně nízké relativní intenzity emise a je srovnatelný s maximem OI-1 na vlnové délce 7775 Å - 188,8 RU (7774 Å). Průběh vývoje spektra bolidu 20151230_222303 na jednotlivých zaznamenaných snímcích je uveden níže (obr. 5).

Průběh vývoje spektra bolidu 20151230_222303 v rozsahu vlnových délek 3000-9000 Å během letu tělesa atmosférou Země v závislosti na jeho výšce. Autor: Jakub Koukal
Obr. 5: Průběh vývoje spektra bolidu 20151230_222303 v rozsahu vlnových délek 3000-9000 Å během letu tělesa atmosférou Země v závislosti na jeho výšce. Autor: Jakub Koukal

Bolid 20160326_222333 SPO

Pro výpočet atmosférické dráhy bolidu a dráhy meteoroidu ve Sluneční soustavě byly použity nahrávky pořízené ze stanic Valašské Meziříčí (spektrograf SW) a Zlín. Průmět počátku atmosférické dráhy se nacházel na souřadnicích N49,362º E16,258º poblíž obce Rojetín (CZ), výška meteoru v tomto okamžiku činila 82,6 km nad povrchem Země. Průmět konce atmosférické dráhy se nacházel na souřadnicích N49,082º E16,452º poblíž města Dolní Kounice (CZ), výška meteoru v tomto okamžiku činila 34,6 km nad povrchem Země. Bolid dosáhl absolutní jasnosti -3,28 mag, odhad vstupní hmotnosti částice je 273,6±39,7 g. 2D projekce dráhy meteoru v atmosféře je uvedena níže (obr. 6).

2D projekce atmosférické dráhy bolidu 20160326_222333 na povrch Země. Autor: Jakub Koukal

Projekce dráhy meteoroidu ve Sluneční soustavě, včetně započítání vlivu decelerace na geocentrickou rychlost vg. Autor: Jakub Koukal
Obr. 6: 2D projekce atmosférické dráhy bolidu 20160326_222333 na povrch Země. Autor: Jakub Koukal Obr. 7: Projekce dráhy meteoroidu ve Sluneční soustavě, včetně započítání vlivu decelerace na geocentrickou rychlost vg. Autor: Jakub Koukal

Jednalo se o pomalý meteor, geocentrická rychlost meteoroidu před vstupem do gravitačního pole Země byla pouze 12,36±0,02 km/s (včetně vlivu decelerace), orbitální elementy dráhy meteoroidu byly následující: a = 3,471 AU (velká poloosa dráhy), q = 0,9969±0,0001 AU (vzdálenost perihelia), e = 0,713±0,001 (excentricita dráhy), i = 13,92±0,02º (sklon dráhy), argument šířky perihelia 176,16±0,03º, délka vzestupného uzlu 6,467º. Bolid patřil mezi sporadické meteory (bez rojové příslušnosti) s pozorovaným radiantem RA = 95,0±0,2º, DEC = 72,8±0,1º. Projekce dráhy meteoroidu ve Sluneční soustavě je uvedena výše, včetně započítání vlivu decelerace na geocentrickou rychlost vg (obr. 7).

V kalibrovaném souhrnném spektru bolidu byly identifikovány emisní čáry prvků v následujícím zastoupení – železo (FeI), hořčík (MgI), sodík (NaI), mangan (MnI), chrom (CrI), křemík (SiI) a také poměrně slabé čáry vápníku (CaI) a titanu (TiI). Poměr emise prvků náležejících ionizované atmosféře Země vůči hořčíku (N2/MgI, NI/MgI a OI/MgI) je stejně jako v případě spektra bolidu 20151230_222303 nízký, poměr relativních intenzit multipletů OI-1/MgI-2 je 0,765, což je v tomto případě způsobeno také nízkou intenzitou emisí multipletu MgI-2. Celkový poměr relativních intenzit MgI-2:NaI-1:FeI-15 je 0,150:0,375:0,475, zajímavostí je vysoká intenzita emisí jednotlivých čar multipletu FeI-15. Kalibrované souhrnné spektrum bolidu 20160326_222333 je uvedeno níže (obr. 9).

Souhrnný snímek spektra bolidu 20160326_222333. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí

Kalibrované souhrnné spektrum bolidu 20160326_222333 v rozsahu vlnových délek 3500-9000 Å. Autor: Jakub Koukal
Obr. 8: Souhrnný snímek spektra bolidu 20160326_222333. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí Obr. 9: Kalibrované souhrnné spektrum bolidu 20160326_222333 v rozsahu vlnových délek 3500-8200 Å. Autor: Jakub Koukal

Emisní čáry multipletů FeI jsou opět výrazně zastoupeny, tentokrát pouze v rámci multipletu FeI-15 s maximy na vlnových délkách 5267 Å - 262,1 RU (5270 Å), 5324 Å - 208,2 RU (5328 Å) a 5405 Å - 206,3 RU (5406 Å). Nejvyšší relativní intenzitu emisních čar v souhrnném kalibrovaném spektru bolidu má dublet NaI-1 s maximem na vlnové délce 5891 Å - 659,7 RU (5893 Å), následovaný emisními čarami MgI-2 a FeI-15. Triplet MgI-2 pozorovaný na vlnové délce 5172 Å - 263,8 RU (5174 Å) dosahuje tedy poměrně nízké relativní intenzity emise a je srovnatelný s maximem čáry multipletu FeI-15 na vlnové délce 5267 Å nebo s maximem multipletu OI-1 na vlnové délce 7776 Å - 201,8 RU (7774 Å). Průběh vývoje spektra bolidu 20160326_222333 na jednotlivých zaznamenaných snímcích je uveden níže (obr. 10). Z poměrně specifických prvků byly v tomto spektru zaznamenány anpříklad emisní čáry dubletu AlI-1 na vlnové délce 3964 Å - 61,3 RU (3962 Å) a dubletu SiI-25 na vlnové délce 7182 Å - 96,4 RU (7184 Å).

Průběh vývoje spektra bolidu 20160326_222333 v rozsahu vlnových délek 3000-9000 Å během letu tělesa atmosférou Země v závislosti na jeho výšce. Autor: Jakub Koukal
Obr. 10: Průběh vývoje spektra bolidu 20160326_222333 v rozsahu vlnových délek 3000-9000 Å během letu tělesa atmosférou Země v závislosti na jeho výšce. Autor: Jakub Koukal

Závěr

Obě uvedená spektra bolidů jsou poměrně netypická, první z nich je charakterizováno nízkou intenzitou emisních čar sodíku (NaI) - jedná se tedy o člen skupiny "Na-free" meteoroidů, druhé spektrum je charakteristické relativně nízkým zastoupením emisních čar hořčíku (MgI), tyto emisní čáry dosahují intenzit srovnatelných s intenzitami jednotlivých emisních čar multipletu FeI-15. Umístění obou spekter v ternárním diagramu MgI-NaI-FeI je uvedeno níže (obr. 11).

Ternární diagram MgI-NaI-FeI všech spekter zaznamenaných spektrografy na Hvězdárně Valašské Meziříčí s vyznačením pozic obou bolidů. Autor: Jakub Koukal
Obr. 11: Ternární diagram MgI-NaI-FeI všech spekter zaznamenaných spektrografy na Hvězdárně Valašské Meziříčí s vyznačením pozic obou bolidů. Autor: Jakub Koukal

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Hvězdárna Valašské Meziříčí



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: EDMOND, Spektra, Bolid, Hvězdárna Valašské Meziříčí, Meteory


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

Lunární X

Další informace »