POZOROVANIE METEOROV

Meteor, ľudovo nazývaný aj padajúca hviezda, má so skutočnými hviezdami spoločné len málo. Je to svetelný jav vyvolaný vysokorýchlostným preletom malej častice medziplanetárnej hmoty (od niekoľko mikrometrov do 1 metra) atmosférou. Nevidíme pritom samotné letiace teleso - meteoroid, ale excitované molekuly vzduchu ktoré sa svietením „zbavujú“ energie získanej zbrzdením meteoroidu. (Je to podobné ako pri blesku, kedy tiež nevidíme elektrický výboj, ale molekuly plynu vybudené k svieteniu prechodom elektrického prúdu.) Časť telesa ktorá dopadne na zem sa nazýva meteorit. To sa však stane len veľmi malému zlomku promile z celkového počtu meteoroidov vstupujúcich do atmosféry. Príčinou sú obrovské stretávacie rýchlosti kozmických telies (10-tky km/s), ich zloženie (ľadové telesá sa odparia prakticky okamžite), uhol pod ktorým vniknú do atmosféry (malé vstupné uhly spôsobia „odrazenie“ späť do otvoreného priestoru, väčšie zas obrovské mechanické namáhanie a následnú deštrukciu), no a významnú úlohu zohráva samozrejme aj veľkosť meteoroidov.

Jasný meteor a vývoj jeho stopy.

Častice menšie ako niekoľko mikrometrov (medziplanetárny prach) sú obvykle spomalené magnetickým poľom natoľko, že svietenie (meteor) nevyvolajú. Častíc väčších ako meter (asteroidov) je zas oveľa menej ako meteoroidov a ich prienik do atmosféry je veľmi zriedkavý. Dopad meteoritu si tak nesmieme spájať so vznikom dymiaceho krátera, v ktorého strede bude ležať rozžeravený kameň. (Na to by bolo treba aspoň 10 tonový asteroid.) Časť, alebo častejšie časti pôvodného telesa ktoré „prežijú“ vstup do hustejších vrstiev atmosféry, ešte v mnoho kilometrovej výške „zastanú“ na rázovej vlne a ďalej letia už len voľným pádom. Túto tzv. temnú fázu letu nie je možné pozorovať, nakoľko pri malých rýchlostiach plyn okolo telesa už nesvieti, navyše ho účinne ochladzuje. Pád meteoritu tak nakoniec vyzerá rovnako ako pád kameňa z balkóna vysokej budovy. Nájsť ho je preto obvykle veľmi ťažké. Zvlášť v členitej krajine s bohatou vegetáciou akú máme nielen na Slovensku, ale vo väčšine husto obývaných častí pevniny.

Meteority pritom predstavujú jedinečnú možnosť, ako študovať vznik a vývoj Slnečnej sústavy. Obsahujú totiž pôvodný materiál, z ktorého sa všetky telesá formovali. Ten sa už dnes na žiadnej planéte (ani trpasličej) či väčšom mesiaci v podstate nenachádza, hlavne kvôli geologickým pochodom, pri ktorých (často opakovane) dochádzalo k pretaveniu látky. Na Zemi však existujú miesta, kde sa meteority dajú nájsť pomerne ľahko. Napr. akýkoľvek tmavý kameň na kilometre hrubých antarktických ľadovcoch, či soľných púšťach Arábie musí mať mimozemský pôvod. (Samozrejme pokiaľ nie je produktom človeka.) Tieto telesá sa tu zhromažďovali po celé geologické obdobia, takže ich je pomerne veľa, no sú kontaminované pozemským prostredím. Pokiaľ sa teda nejedná o časti povrchu Mesiaca, či niektorej planéty, nie sú dnes nijak výnimočné. Obchoduje sa s nimi ako s polodrahokamami.

Nález fragmentu meteoritu Košice.Neporovnateľne vzácnejšie sú tzv. meteority s rodokmeňom. Tak sa nazývajú tie, ktoré boli pozorované ako bolidy (veľmi jasné meteory) z viacerých miest. Vďaka tomu sa podarilo presne určiť trasu ich letu v atmosfére, vyhľadať meteority na Zemskom povrchu krátko po dopade (bez kontaminácie pozemským prostredím), ale aj vypočítať orbitálnu dráhu a teda zistiť oblasť Slnečnej sústavy odkiaľ pochádzajú. Jediná ďalšia možnosť ako sa k podobným vzorkám dostať, je vyslať k vybraným objektom kozmické sondy. To si však vyžaduje enormné finančné náklady (min. 100-vky miliónov Eur) a dlhoročnú prácu množstva odborníkov. Dohľadávať „padajúce hviezdy“ podľa záznamov letu atmosférou je síce neporovnateľne lacnejšie, ale nie o veľa jednoduchšie. Svedčí o tom skutočnosť, že dodnes (12.2017) má ľudstvo k dispozícii sotva 2 desiatky meteoritov „s rodokmeňom“. Jedno z týchto unikátnych telies môžete vidieť vystavené aj v priestoroch Krajskej hvezdárne a Planetária M. Hella v Žiari nad Hronom. Jedná sa o fragment meteoritu Košice, ktorý našiel pracovník našej hvezdárne Mgr. Škreka na expedícii organizovanej AGO UKAU SAVAsÚ AVČR. Nie náhodou patria naši a český odborníci v tejto oblasti k svetovej špičke a veľká časť z necelej 20-tky telies bola nájdená buď na území bývalého Československa a okolitých štátov, či aspoň na základe analýz česko-slovenských vedcov.

Prvý krát sa totiž podarilo nájsť meteorit po pozorovaní bolidu vďaka výpočtom Dr. Ceplechu v roku 1959 pri obci Příbram. Aj preto u nás vznikol základ európskej bolidovej siete - systému detektorov ktorý poskytuje údaje o prelete jasných meteorov a výskum medziplanetárnej hmoty patrí k hlavným odvetviam našich astronomických observatórií. No akokoľvek sú samotné meteority zaujímavé, predstavujú tak malú vzorku, že len na základe ich štúdia by sme sa o rozložení, aktivite a vývoji medziplanetárnej hmoty sotva niečo dozvedeli. Preto nesledujeme len bolidy ale všetky meteory. Zaujímavé je, že hoci kozmický pôvod meteoritom prisudzovali už staroveký Číňania a Japonci, o meteoroch sa ešte v čase rozmachu prírodných vied s príchodom novoveku uvažovalo ako o lokálnych úkazoch. Ich skutočný pôvod sa podarilo definitívne objasniť až po zahájení systematických pozorovaní v 19-tom storočí.

Dráhy meteoroidov získané vďaka našej videostanici z 1 noci počas letnej expedície.

 

Dobových astronómov primäl seriózne sa venovať týmto úkazom výskyt niekoľkých tzv. meteorických dažďov (mimoriadnej aktivity kedy sa dá vidieť viac ako 1000 meteorov za hodinu). Pri pravidelnom sledovaní oblohy pomerne rýchlo zistili, že ich výskyt nie je rovnomerný a to ani v čase ani v priestore. Príčinou je pôvod väčšiny meteoroidov. Tzv. sporadických meteorov, vyvolaných zrážkou s náhodne sa vyskytujúcimi telesami príhodnej veľkosti je možné vidieť iba málo (cca. 2 za hodinu). Väčšina meteoroidov má pôvod v kométach. Tie si treba predstaviť ako veľké (rádovo v km) „špinavé“ ľadové gule. Ten ľad nie je len z vody ale aj zo zmrznutých plynov (CO, CO2, CH4, ...).

Kométy vznikli vo vzdialených oblastiach slnečnej sústavy kde sú v popísanom stave prakticky nepozorovateľné. Situácia sa mení len v prípade, že sa niektorá z nich dostane bližšie k Slnku, kde sa často vďaka gravitačnému pôsobeniu veľkých planét (hlavne Jupitera) usadí na excentrickej dráhe. Približne vo vzdialenosti obežnej dráhy Marsu začne ľad sublimovať, pričom sa v ňom obsiahnuté pevné častice uvoľnia a zostanú rozložené približne po dráhe kométy. Ak túto dráhu križuje teleso s atmosférou, vznikne meteorický roj. Pri pohľade z povrchu takéhoto telesa (ak nejaký má) sa zdá, že všetky meteory vylietajú z jedného bodu tzv. radiantu. Precíznym pozorovaním sa podarilo stotožniť radianty rojov s priemetom dráhy známych komét na oblohe. Tak sa dokázal objasniť nielen pôvod meteorov a meteorických rojov, ale môžeme sledovať aj vývoj a aktivitu komét vo vnútornej časti slnečnej sústavy a to ako dnes, tak s prispením historických archívov aj v minulosti.

Skupina vizuálnych pozorovateľov pri sledovaní meteorov.Ako také pozorovanie vlastne vyzerá? Takmer 2 storočia vedeckým pozorovaniam meteorov dominovalo vizuálne pozorovanie voľným okom. Je to asi posledná oblasť astronómie, kde i dnes majú takéto pozorovania význam pokiaľ sú vykonávané správne. Dôvodom je nízka jasnosť väčšiny meteorov, veľmi krátka doba trvania (obvykle zlomky sekundy) a rozloženie úkazov v podstate po celej oblohe. Fotograficky je možné zachytiť buď málo veľmi jasných meteorov s celo-oblohovým objektívom (tzv. rybie oko), alebo slabšie úkazy no na veľmi malej časti oblohy ktorých bude opäť len zopár. Kombinácia citlivosti a zorného pola oka podopretá reflexami a „výpočtovou kapacitou“ ľudského mozgu so softwarom vyvíjaným prírodou milióny rokov dodnes nebola technikou úplne prekonaná. Skupina 5-tich skúsených pozorovateľov dokáže pokryť celú oblohu, pričom zachytí takmer všetky meteory vo vizuálnom dosahu. Sofistikované techniky pozorovania a spracovania dát dokážu eliminovať väčšinu chýb spôsobených ľudským faktorom. Takéto „živé detektory“ je tiež možné pomerne jednoducho prepravovať a „prevádzkovať“ (nepotrebujú elektrinu). To je potrebné kvôli zabezpečeniu dobrých pozorovacích podmienok nerušených tzv. svetelným znečistením či miestnymi vrtochmi počasia (hmly a inverzná oblačnosť). Preto v období vrcholiacej činnosti výrazných meteorických rojov pravidelne už mnoho desaťročí organizujeme pozorovacie expedície do odľahlých oblastí slovenských hôr. Niekedy je však potrebné cestovať podstatne ďalej. Napr. kvôli maximu aktivity zaujímavého roja v dobe keď je u nás deň, či kvôli nízkej výške radiantu nad obzorom. Naši pracovníci sa takto zúčastnili niekoľkých úspešných expedícií (napr. v Mongolsku, Španielsku či Taliansku.)

Posledných 10 rokov máme k dispozícii technológiu ktorá sa citlivosťou a detekčným prahom už približuje tandemu ľudského oka a mozgu, pričom robí pozorovania objektívnou metódou. Jedná sa o systémy citlivých kamier, vysokorýchlostných dátových rozhraní, výkonných počítačov, sofistikovaného softwaru a dostupného rýchleho internetu. Každý z menovaných parametrov by sám o sebe žiadny výrazný pokrok neznamenal, ale ich vzájomným prepojením vznikli pozorovacie siete predstavujúce revolučnú zmenu, ktorá urobila zo štúdia malých zložiek medziplanetárnej hmoty jeden z najdynamickejšie sa rozvíjajúcich oborov astronómie. Prvou výhodou takýchto systémov je, že môžu operovať takmer v akýchkoľvek podmienkach. Keď je vonku taký mráz, vlhkosť či vietor, že by (obrazne povedané) človek ani psa nevyhnal, sú aj tí najodolnejší pozorovatelia schopný fungovať max. pár desiatok minút. Kamerám naopak nízka teplota nielen že nevadí, ale pri nej fungujú lepšie (nižší šum) ako pri tzv. izbových podmienkach. Aj v ideálnom počasí je potrebné prerušiť pozorovací interval prestávkou približne každú hodinu, aby sa u človeka udržala čo najvyššia pozornosť. Nehovoriac o tom, že je prakticky nemožné, aby bola akákoľvek skupina pozorovateľov schopná sledovať oblohu každú jasnú noc 7 dní v týždni 365 dní v roku. Elektronické systémy však môžu bežať kedykoľvek a akokoľvek dlho je treba. Vďaka tomu sa podarilo v posledných rokoch objaviť viacero menej aktívnych meteorických rojov. Najväčšou devízou objektívnych pozorovaní je však bezprecedentná presnosť meraní, čo umožňuje aj výpočet dráhy a rýchlosti pohybu jednotlivých telies v slnečnej sústave. Vizuálne pozorovania s dostatočnou presnosťou určia veličiny vychádzajúce z aktivity roja, či jasnosti meteorov, ale poskytujú len veľmi približný odhad letu a rýchlosti meteoroidu v atmosfére, z ktorého býva nezriedka problém spoľahlivo určiť príslušnosť jednotlivých meteorov ku konkrétnemu roju, nieto počítať dráhové elementy. To umožní až moderná technika. Ak kamera zachytí obraz, jeho vysokorýchlostný záznam predá počítaču v ktorom špeciálny algoritmus v reálnom čase deteguje úkazy, odlíši meteory od neželaných javov (napr. lietadlá) a ich záznamy uloží, tieto neskôr astronóm pomocou špeciálneho programu zmeria, vyhodnotí a výsledky pošle cez internet do databázy, v ktorej identifikuje pozorovanie totožného meteoru z iného miesta, môže skombinovaním dát spočítať všetky kľúčové parametre pre každý jeden z mnoho stoviek tisíc zaznamenaných úkazov s presne definovanou (a veľmi malou) chybou. Všetky získané údaje a výsledky sú ďalej archivované a dostupné v databázach pre špecialistov z rôznych oborov.

NFC kamera schopná zachytiť 100x slabšie meteory ako ľudské oko.Pozorovacia činnosť musí byť organizovaná, aby mala zmysel. Naši zamestnanci stáli pri zrode pozorovacej skupiny CEMeNt (Central European Meteor Network) ktorá prevádzkuje databázu EDMONd (European viDeo Meteor Observation Network) kde sa zhromažďujú dáta z Česka, Slovenska, Maďarska, Poľska, Veľkej Británie, Ukrajiny a Bosny. Pozorovatelia z týchto krajín sa pár krát za rok stretávajú na seminároch. Celosvetovú spoluprácu a koordináciu dát zastrešuje IMO (Inrnational Meteor Organization) ktorej členmi sú aj pracovníci našej hvezdárne. Raz do roka IMO organizuje veľkú medzinárodnú konferenciu, kde sa stretávajú pozorovatelia, vedci a technici, či pracovníci vesmírnych agentúr ako ESA a NASA.

Adresa:
KHaP Maximiliána Hella v Žiari nad Hronom
96501 Žiar nad Hronom, Dukelských hrdinov 21
Kontakty:
Telefón: 045 – 6700 888
E-mail: info@planetarium.sk
Povinné informácie:
Oznamy a dokumenty
Linky


Počasie u nás:
-5 °C