Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Výzkumy v ASU AV ČR (60): Detekce dopadů zemských miniměsíců

Výzkumy v ASU AV ČR (60): Detekce dopadů zemských miniměsíců

Planeta Země může být dočasně doprovázena zachycenými planetkami – miniměsíci.
Autor: © NASA

Zemi trvale obíhá pouze jedno přirozené těleso – náš Měsíc. Před více než sto lety však vědci poukázali na hypotetickou možnost dočasných oběžnic Země, v gravitační pasti zachycených těles z meziplanetárního prostoru, jež se v jejím okolí zdrží jen několik oběhů planety a pak systém pod vlivem poruch opět opustí. Hypotéza se dočkala potvrzení až před deseti lety. Nyní Pavel Spurný z ASU se svým týmem v široké mezinárodní spolupráci vyhodnocovali data od čtyř bolidů a testovali, zda jejich původcem byly dočasně zachycené objekty. 

Když byla v roce 2006 objevena prostřednictvím Catalina Sky Survey planetka dnes označovaná jako 2006 RH120, již z prvních výpočtů oběžné trajektorie bylo patrné, že nejde o objekt obíhající Slunce, ale že gravitačním centrem pro toto těleso je Země. V přesvědčení, že tedy musí jít o zbytek rakety po nějakém letu do kosmu, bylo těleso ze seznamu planetek odstraněno, aby se na něj vrátilo v únoru 2008 s definitivní označením. Přibližně pětimetrová planetka vykonala kolem Země čtyři oběhy, setrvala v jejím okolí necelý rok a po průletu perigeem v červenci 2007 se dostala zpět na heliocentrickou dráhu.

Sofistikované modely ukazují, že záchyt těles se nejspíše koná průchodem přes librační body L1 a L2, přičemž statisticky jedno procento těchto dočasných měsíců se srazí se Zemí a odhaduje se, že 0,1 % meteoroidů srážejících se se Zemí jsou ve skutečnosti dočasně zachycenými tělesy. Tím více je záhadné, že doposud se nepodařilo spolehlivě prokázat, že by původce nějakého meteoru byl dočasně zachyceným tělesem. Přitom by tato tělesa měla být relativně snadno identifikovatelná, a to především svojí velmi nízkou vstupní rychlostí (kolem 10 km/s, zatímco typická vstupní rychlost meteoroidů je 30 km/s). 

Zde se v plné míře ukázala síla rekonstrukce české části Evropské bolidové sítě, kdy se z analogového záznamu (plochý film) přešlo na plně digitální záznam kamerami s vysokým rozlišením. 13. ledna 2014 byl kolem třetí hodiny ranní světového času zaznamenán na dvou stanicích, v Kunžaku a v Ondřejově, kde byly již v činnosti digitální kamery, průlet jasného mimořádně pomalého meteoru. Přestože bylo jasno téměř na všech stanicích, tak protože se jednalo o úplňkovou noc a analogové kamery pořizují jeden snímek za celou noc, tak na těchto snímcích byl bolid zcela přezářen světlem Měsíce a tudíž zde nebyl nalezen a to i přesto, že například na Churáňově letěl velmi blízko stanice. Odtud byl ale aspoň detekován velmi přesným fotometrem, díky kterému měli autoři jednak velmi přesnou informaci o čase přeletu, což bylo podstatné pro zpětnou integraci dráhy, a také přesný průběh svícení, což bylo zase podstatné pro modelování dynamiky určené ze snímků z Kunžaku a tím se lépe podařilo určit i vstupní rychlost. Velmi důležitý byl i náhodný záznam spektra tohoto bolidu, který jednoznačně potvrdil přirozený původ tělesa. Rekonstrukce atmosférické trajektorie odhalila, že se jednalo o asi patnácticentimetrové těleso, jež vstoupilo do atmosféry rychlostí 11 km/s nad Šumavou, přeletělo nejvýchodnější část Bavorska a přestalo zářit nad hranicí s Rakouskem poblíž Pasova. Jeho extrémně malá rychlost  jej učinila podezřelým z dočasného zachycení a tudíž to byl dobrý důvod k detailnímu průzkumu orbitálního původu tělesa.

K rekonstrukci myslitelné vně-atmosférické trajektorie použili metodu zpětné integrace naklonovaných částic. Místo zpětné rekonstrukce pohybu jednoho tělesa nechali vygenerovat počítačem klony tohoto tělesa, jejichž parametry (poloha radiantu, rychlost, polohu vstupního bodu nad zemským tělesem) byly náhodně vybrány v rámci chybových intervalů příslušných veličin, stanovených (vč. chybového intervalu) z pozorování. Zpětné integrace, započítávající vliv gravitace Země, Měsíce, Slunce a hlavních planet byly statisticky zpracovány. Výsledkem je, že s největší pravděpodobností se v případě meteoru s označením EN130114 jedná o dočasně zachycené těleso, jež v gravitačním vlivu Země strávilo nejspíše kolem jednoho roku. Těleso se do sféry zemské gravitace dostalo nejspíše po protáhlé skloněné dráze s apogeem poblíž dráhy Měsíce, který sehrál důležitou úlohu ve změně dráhy nutné pro ustavení trajektorie dočasně zachyceného tělesa. 

Autoři použili stejnou metodologii na další tři podezřelé meteory zaznamenané v jednom případě americkou Prérijní bolidovou sítí a ve zbývajících dvou případech americkými satelity se značně neurčitými výsledky, kdy snad jeden meteor by s malou pravděpodobností mohl mít svůj původ v dočasně zachyceném tělese. V práci poukazují na kritický požadavek na přesné určení vstupní rychlosti, jež je rozhodující pro interpretaci zpětné integrace. Modernizované české stanice Evropské bolidové sítě nyní potřebnou přesností disponují. Modely ukazují, že nejistoty v ostatních parametrech nemají podstatný vliv na rozhodnutí, zda se jednalo o zachycený objekt. 

Studium dočasných „měsíců“ Země má i praktické dopady. Statistika je neúprosná a říká, že dlouhodobě zachycená tělesa mají asi dvacetiprocentní šanci srážky se Zemí. Malé vzájemné rychlosti také z takových těles činí optimální objekty pro průzkum na místě, což je jedním z blízkých cílů pro pilotovanou kosmonautiku. 

Reference:
Clark, D. L., Spurný, P. a kol., Impact detections of temporarily captured natural satellites, Astrophysical Journal (2016) v tisku, preprint ArXiv:1602.03123.

Kontakt:
RNDr. Pavel Spurný, CSc., spurny@asu.cas.cz 



Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v. v. i.



Seriál

  1. Na čem se pracuje v Ondřejově (1): Objev prvních B[e] nadobrů v Galaxii v Andromedě
  2. Na čem se pracuje v Ondřejově (2): Meteority Příbram a Neuschwanstein nedoprovázejí malá tělesa
  3. Na čem se pracuje v Ondřejově (3): Cesta k seismologii slunečních protuberancí
  4. Na čem se pracuje v Ondřejově (4): Předpověď slupky v galaxii NGC3923: cesta k ověření alternativní teorie gravitace?
  5. Na čem se pracuje v Ondřejově (5): Zašpinění bílí trpaslíci s magnetickým polem
  6. Na čem se pracuje v Ondřejově (6): Proudění plazmatu kolem slunečních skvrn
  7. Výzkumy na AsÚ AV ČR (7): SPLAT - mocný nástroj pro zobrazení a jednoduchou analýzu spekter
  8. Výzkumy na AsÚ AV ČR (8): Druhotná tvorba hvězd ve vznikajících galaxiích a hmotných hvězdokupách
  9. Výzkumy na AsÚ AV ČR (9): Hvězda v prachové obálce v okolí černé veledíry
  10. Výzkumy na AsÚ AV ČR (10): Střižné proudění ve sluneční atmosféře jako generátor elektrického pole
  11. Výzkumy na AsÚ AV ČR (11): Komplikovaná rotace planetky Apophis ovlivňuje její let Sluneční soustavou
  12. Výzkumy na AsÚ AV ČR (12): Protony slunečního větru ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky od Slunce
  13. Výzkumy na AsÚ AV ČR (13): Chladný plyn v mezigalaktickém prostoru vytržen z galaxie ESO 137-001
  14. Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS
  15. Výzkumy v AsÚ AV ČR (15): Be hvězda v těsné dvojhvězdě s horkým podtrpaslíkem
  16. Výzkumy v AsÚ AV ČR (16): Vliv rotačního směšování a metalicity na ztrátu hmoty hvězdným větrem
  17. Výzkumy v AsÚ AV ČR (17): Osiřelé penumbry jako testovací materiál pro teorii slunečních skvrn
  18. Výzkumy v AsÚ AV ČR (18): Detailní modely gravitačního pole Země
  19. Výzkumy v AsÚ AV ČR (19): Nejpřesněji určené parametry binární planetky
  20. Výzkumy v AsÚ AV ČR (20): Jasná Perseida s neobvykle vysokou počáteční výškou
  21. Výzkumy v AsÚ AV ČR (21): Prostorové mapování galaktického centra pomocí rentgenové polarimetrie
  22. Výzkumy v AsÚ AV ČR (22): Vliv atmosféry a oceánů na polohu rotační osy Země
  23. Výzkumy v AsÚ AV ČR (23): Analytický model Birkelandových proudů
  24. Výzkumy v AsÚ AV ČR (24): Ověřování zákrytového modelu proměnných aktivních galaktických jader
  25. Výzkumy v AsÚ AV ČR (25): Urychlování elektronových svazků ve slunečních erupcích
  26. Výzkumy v AsÚ AV ČR (26): Jak rotují kometární meteoroidy?
  27. Výzkumy v AsÚ AV ČR (27): Odhalovaná tajemství hvězdy se závojem
  28. Výzkumy v AsÚ AV ČR (28): Hvězdný vítr v dvojhvězdě s kompaktní složkou
  29. Výzkumy v AsÚ AV ČR (29): Rozšiřování magnetických trubic nad slunečními aktivními oblastmi
  30. Výzkumy v AsÚ AV ČR (30): Jak souvisejí astrosféry a astroohony s urychlováním částic kosmického záření?
  31. Výzkumy v AsÚ AV ČR (31): Dlouhodobé změny aktivity kataklyzmické proměnné V1223 Sgr
  32. Výzkumy v AsÚ AV ČR (32): Upřesnění základních parametrů planetky Apophis
  33. Výzkumy v AsÚ AV ČR (33): Možnosti měření magnetických polí ve sluneční chromosféře, přechodové oblasti a koróně
  34. Výzkumy v AsÚ AV ČR (34): Oblak G2 přežil průlet kolem centra Galaxie a je zřejmě mladou hvězdou
  35. Výzkumy v AsÚ AV ČR (35): Mateřské těleso meteoritu Čeljabinsk opět neznámé
  36. Výzkumy v AsÚ AV ČR (36): Nové dvojhvězdy s horkou podtrpasličí hvězdou a vlastnosti této populace hvězd
  37. Výzkumy v AsÚ AV ČR (37): Rekonstrukce vzhledu aktivního galaktického jádra
  38. Výzkumy v AsÚ AV ČR (38): Simulace chování astrofyzikálního plazmatu v extrémních podmínkách
  39. Výzkumy v AsÚ AV ČR (39): Drakonidy 2011 z letadla
  40. Výzkumy v AsÚ AV ČR (40): Kapitoly v učebnici Asteroids IV i od pracovníků AsÚ
  41. Výzkumy v AsÚ AV ČR (41): Balíček programů pro analýzu nemaxwellovských rozdělovacích funkcí částic ve sluneční atmosféře
  42. Výzkumy v AsÚ AV ČR (42): Tajemná povaha rentgenového zdroje Her X-1
  43. Výzkumy v ASU AV ČR (43): Vznik penumbry sluneční skvrny v přímém přenosu
  44. Výzkumy v ASU AV ČR (44): Rekurentní novy v galaxii M 31
  45. Výzkumy v ASU AV ČR (45): Možná naleziště ropy v Perském zálivu z gravitačních modelů
  46. Výzkumy v ASU AV ČR (46): Mohou být hvězdné pulsace zdrojem proměnnosti hvězdného větru?
  47. Výzkumy v ASU AV ČR (47): O původu meteorického roje Kvadrantid
  48. Výzkumy v ASU AV ČR (48): ALMA bude pozorovat i Slunce
  49. Výzkumy v ASU AV ČR (49): Vliv rentgenového záření na charakter hvězdných větrů v dvojhvězdách s hmotnou komponentou
  50. Výzkumy v ASU AV ČR (50): Turbulence plazmatu a kinetické nestability v expandujícím slunečním větru
  51. Výzkumy v ASU AV ČR (51): Vzhled rázové vlny hvězdy při průletu kolem centra Galaxie
  52. Výzkumy v ASU AV ČR (52): Mění srážky tvar planetek?
  53. Výzkumy v ASU AV ČR (53): Udržely póry sluneční cyklus v době Maunderova minima?
  54. Výzkumy v ASU AV ČR (54): Supererupce na hvězdě DG CVn
  55. Výzkumy v ASU AV ČR (55): Souvislost oblaků CO s obálkami HI v Mléčné dráze
  56. Výzkumy v ASU AV ČR (56): Nárůst kontinua ve slunečních erupcích – nové možnosti jejich předpovědí?
  57. Výzkumy v ASU AV ČR (57): Katalog videí dokumentujících pád bolidu Čeljabinsk
  58. Výzkumy v ASU AV ČR (58): Tisícileté cykly střední výšky světového oceánu
  59. Výzkumy v ASU AV ČR (59): Model expanze oblaků ve slunečním větru
  60. Výzkumy v ASU AV ČR (60): Detekce dopadů zemských miniměsíců
  61. Výzkumy v ASU AV ČR (61): Lze ze spektra aktivního galaktického jádra usoudit na povahu jeho zdroje?
  62. Výzkumy v ASU AV ČR (62): Lze pozorovat ohřev koróny nanoerupcemi?
  63. Výzkumy v ASU AV ČR (63): Neobvyklá rotace trpasličí galaxie je důsledkem nedávné srážky
  64. Výzkumy v ASU AV ČR (64): Přímé pozorování klouzavé rekonexe dalekohledem GREGOR
  65. Výzkumy v ASU AV ČR (65): Složky těsné vizuální dvojhvězdy 1 Del rozlišeny spektroskopicky
  66. Výzkumy v ASU AV ČR (66): Příčky v galaxiích jako důsledek vzájemného slapového působení
  67. Výzkumy v ASU AV ČR (67): Neobvyklé chemické složení zašpiněného bílého trpaslíka
  68. Výzkumy v ASU AV ČR (68): Hustota průmětů drah umělých družic Země na zemském povrchu a přesnost parametrů gravitačního pole Země
  69. Výzkumy v ASU AV ČR (69): Vlastnosti plazmatu ve slunečních protuberancích
  70. Výzkumy v ASU AV ČR (70): Útok létajících hadů - mohou vodíkové proudy fragmentovat na izolované oblaky vodíku?
  71. Výzkumy v ASU AV ČR (71): Vlastnosti satelitů planetek
  72. Výzkumy v ASU AV ČR (72): Rentgenová aktivita polaru AM Herculis
  73. Výzkumy v ASU AV ČR (73): Analýza spektra bolidu Benešov
  74. Výzkumy v ASU AV ČR (74): Když gravitační síla soupeří s elektromagnetickou – Elektricky nabitá látka v okolí zmagnetizované černé díry
  75. Výzkumy v ASU AV ČR (75): Co nám říkají erupce A hvězd o korónách G hvězd?
  76. Výzkumy v ASU AV ČR (76): Deset let optických dosvitů gama záblesků dalekohledy BOOTES


O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. Více o autorovi na jeho webových stránkách svanda.astronomie.cz.

Štítky: Astronomický ústav AV ČR, Miniměsíce


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

VdB149, VdB150, LDN1235 - prach v souhvězdí Cephea

Souhvězdí Cephea je cirkumpolárním souhvězdím naší severní oblohy. Podobně jako například Velká medvědice, jejíž část označujeme lidovým jménem Velký vůz. Ale přeci … Velký vůz pozná téměř každý, o Cepheovi mnoho z „neastronomů“ možná ani neví. A astronom? Ten nás většinou odbude větou typu:

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Mesíc

Další informace »