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. V současné době působí na Hvězdárně Valašské Meziříčí jako astronom a v UFCH JH AVČR jako technik projektu. Kontakt: j.koukal@post.cz

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


50. vesmírný týden 2024

50. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 9. 12. do 15. 12. 2024. Měsíc je nyní na večerní obloze ve fázi kolem první čtvrti a dorůstá k úplňku. Nejvýraznější planetou je na večerní obloze Venuše a během noci Jupiter. Ideální viditelnost má večer Saturn a ráno Mars. Aktivita Slunce je nízká. Nastává maximum meteorického roje Geminid. Uplynulý týden byl mimořádně úspěšný z pohledu evropské kosmonautiky, ať už vypuštěním mise Proba-3 nebo úspěšného startu rakety Vega-C s družicí Sentinel-1C. A před čtvrtstoletím byl vypuštěn úspěšný rentgenový teleskop ESA XMM-Newton.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Velká kometa C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS v podzimních barvách

Titul Česká astrofotografie měsíce za říjen 2024 obdržel snímek „Velká kometa C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS v podzimních barvách“, jehož autorem je Daniel Kurtin.     Komety jsou fascinující objekty, které obíhají kolem Slunce a přinášejí s sebou kosmické stopy ze vzdálených

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

NGC1909 Hlava čarodejnice

Veríte v čarodejnice? Lebo ja som Vám hlavu jednej takej vesmírnej čarodejnice aj vyfotil. NGC 1909, alebo aj inak označená IC 2118 (vďaka svojmu tvaru známa aj ako hmlovina Hlava čarodejnice) je mimoriadne slabá reflexná hmlovina, o ktorej sa predpokladá, že je to starobylý pozostatok supernovy alebo plynný oblak osvetľovaný neďalekým superobrom Rigel v Orióne. Nachádza sa v súhvezdí Eridanus, približne 900 svetelných rokov od Zeme. Na modrej farbe Hlavy čarodejnice sa podieľa povaha prachových častíc, ktoré odrážajú modré svetlo lepšie ako červené. Rádiové pozorovania ukazujú značnú emisiu oxidu uhoľnatého v celej časti IC 2118, čo je indikátorom prítomnosti molekulárnych mrakov a tvorby hviezd v hmlovine. V skutočnosti sa hlboko v hmlovine našli kandidáti na hviezdy predhlavnej postupnosti a niektoré klasické hviezdy T-Tauri. Molekulárne oblaky v IC 2118 pravdepodobne ležia vedľa vonkajších hraníc obrovskej bubliny Orion-Eridanus, obrovského superobalu molekulárneho vodíka, ktorý vyfukovali vysokohmotné hviezdy asociácie Orion OB1. Keď sa superobal rozširuje do medzihviezdneho prostredia, vznikajú priaznivé podmienky pre vznik hviezd. IC 2118 sa nachádza v jednej z takýchto oblastí. Vetrom unášaný vzhľad a kometárny tvar jasnej reflexnej hmloviny silne naznačujú silnú asociáciu s vysokohmotnými žiariacimi hviezdami Orion OB1. Prepracovaná verzia. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 150/600 (150/450 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, Gemini EAF focuser, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop 209x240 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C, master bias, 90 flats, master darks, master darkflats 4.11. až 7.11.2024 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »