CEMeNt v první polovině roku 2017

Central European Meteor Newtork (CEMeNt), založená v roce 2010, je platformou pro přeshraniční spolupráci v oblasti pozorování videometeorů mezi Českou republikou a Slovenskem. Od počátku byly pozorovací aktivity sítě CEMeNt koordinovány s profesionální sítí Slovak Video Meteor Network (SVMN) a dalšími podobnými sítěmi v oblasti střední Evropy (maďarská síť HMN, polská síť PFN, atd.). Během sedmi let provozu prošla síť CEMeNt rozsáhlým vývojem. Celkem 38 videosystémů pracuje na 18 stálých stanicích v České republice a na Slovensku, z toho je 6 kamerových systémů typu NFC a 4 kamerové systémy jsou spektroskopické. Odloučenou stanicí sítě CEMeNt je pak spektroskopická kamera umístěna na observatoři Teide na Kanárských ostrovech (Tenerife). Všechna data získaná stanicemi v síti CEMeNt jsou k dispozici v otevřené databázi drah EDMOND.

Širokoúhlé systémy (WF)

Videosystémy používané v síti CEMeNt jsou obecně založeny na různých typech citlivých CCTV videokamer s CCD (Sony Ex-View HAD, Sony Super HAD II, Sony Super HAD 960 H Effio) čipy o velikosti 1/3" nebo 1/2" se světelnými (~ f/1,0) varifokálními objektivy s rozlišení obrazu PAL B (720 × 576 px). Pro detekci a analýzu se používá software UFOTools (UFOCapture, UFOAnalyzer, UFOOrbit, UFORadiant), jehož autorem je SonotaCo. Většina stanic disponuje zorným polem o šířce 60-90° v horizontálním směru.

Kamerové systémy jsou chráněny proti povětrnostním vlivům pomocí vyhřívaných krytů (obvykle používaných pro bezpečnostní kamerové systémy). Tyto stanice jsou schopny pracovat po celý rok bez omezení povětrnostními podmínkami. Většina stanic je plně autonomních a lze je ovládat pomocí vzdáleného přístupu z externího počítače.

V prvním pololetí roku 2017 bylo na stanicích sítě CEMeNt zaznamenáno celkem 10 298 jednostaničních meteorů, z nichž bylo získáno 2 250 vícestaničních drah (tzv. Q₀ dráhy, tedy bez aplikace kvalitativních kritérií). Nejvíce zaznamenaných drah patří meteorickému roji Quadrantid a nejvíce jednostaničních meteorů zaznamenala stanice Blahová (SK). Statistický přehled po jednotlivých měsících, případně po jednotlivých stanicích je uveden v Tab. 1-3 a na Obr. 2-7.

Obr. 2: 2D projekce vícestaničních drah v síti CEMeNt v lednu 2017. Autor: Jakub Koukal	Obr. 3: 2D projekce vícestaničních drah v síti CEMeNt v únoru 2017. Autor: Jakub Koukal
Obr. 4: 2D projekce vícestaničních drah v síti CEMeNt v březnu 2017. Autor: Jakub Koukal	Obr. 5: 2D projekce vícestaničních drah v síti CEMeNt v dubnu 2017. Autor: Jakub Koukal
Obr. 6: 2D projekce vícestaničních drah v síti CEMeNt v květnu 2017. Autor: Jakub Koukal	Obr. 7: 2D projekce vícestaničních drah v síti CEMeNt v červnu 2017. Autor: Jakub Koukal

Narrow Field Camera (NFC)

V roce 2015 byl zaveden nový typ vysoce citlivého specializovaného kamerového systému s úzkým zorným polem. Systém se nazývá NFC (Narrow Field Camera) a v současné době je v činnosti 6 systémů v rámci sítě CEMeNt. Hlavní součástí systému NFC je světelný objektiv Meopta Meostigmat 1/50 (f/1,0) s délkou ohniska F = 50 mm. V systému je jako snímací prvek používána kamera Watec 902H2 Ultimate s CCD čipem o velikosti 1/2" (Sony Ex-View HAD). V kombinace s objektivem Meostigmat má systém velmi úzké zorné pole o šířce ~ 7° v horizontálním směru, ale zároveň dokáže systém zachytit meteory až do relativní jasnosti +7^m, limitní hvězdná velikost referenčních hvězd je +10,5^m.

V prvním pololetí roku 2017 bylo na stanicích NFC sítě CEMeNt zaznamenáno celkem 2 511 jednostaničních meteorů, z nichž bylo získáno 394 vícestaničních drah (tzv. Q₀ dráhy, tedy bez aplikace kvalitativních kritérií). Nejvíce zaznamenaných drah patří meteorickému roji Quadrantid a nejvíce jednostaničních meteorů zaznamenala stanice Blahová (SK). Statistický přehled po jednotlivých měsících, případně po jednotlivých stanicích je uveden v Tab. 4-6 a na Obr. 8.

Spektrografické systémy (SP)

Od roku 2014 se výzkum CEMENTu zaměřuje také na spektrální pozorování jasných meteorů. Spektroskopické systémy využívají klasickou konstrukci širokoúhlých systémů s difrakční mřížkou přidanou před objektivem. První, v současné době již nepoužívaný systém využíval klasickou CCTV kameru (stejně jako širokoúhlé systémy) s difrakční mřížkou (500 čar/mm) přidanou před objektivem. Rozlišení spekter zaznamenaných tímto systémem bylo ~ 33 Å/px. Systémy instalované v roce 2015 na Hvězdárně Valašské Meziříčí využívají kamery QHY5LII-M s CMOS čipem o velikosti 1/3" (Aptina MT9M034, 1280 × 960 px). Před megapixelovým varifokálním světelným objektivem Tamron M13VG308 (f/1,0) je umístěna difrakční mřížka (1000 čar/mm). Používané zorné pole spektrografů o šířce 60-70° v horizontálním směru v kombinaci s použitou difrakční mřížkou umožňuje rozlišení zaznamenaných spekter v rozmezí 8,0-8,5 Å/px. Pro detekci a analýzu se používá software UFOTools (UFOCapture, UFOAnalyzer, UFOOrbit, UFORadiant), jehož autorem je SonotaCo.

V prvním pololetí roku 2017 bylo na spektrografických systémech sítě CEMeNt zaznamenáno celkem 463 jednostaničních meteorů a 9 spekter jasných meteorů. Statistický přehled po jednotlivých systémech je uveden v Tab. 7, ukázky zaznamenaných spekter jsou uvedeny na Obr. 9-12.

Obr. 9: Spektrum jasného meteoru 20170224_191117, spektrograf SPNE. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí	Obr. 10: Spektrum jasného meteoru 20170227_023124, spektrograf SPNW. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí
Obr. 11: Spektrum jasného meteoru 20170301_201252, spektrograf SPNE. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí	Obr. 12: Spektrum jasného meteoru 20170331_023002, spektrograf SPSE V5. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí

V roce 2016 byl na observatoři Teide (Tenerife, Kanárské ostrovy) instalován spektrograf s vysokým rozlišením, stejný systém byl v roce 2017 instalována i na Hvězdárně Valašské Meziříčí. Jako snímací prvek jsou použity monochromatické kamery PointGrey Grasshoper3 GS3-U3-32S4M-C, kamery využívají CMOS čipy Sony Pregius IMX252 o velikosti 1/1.8". Rozlišení instalovaného čipu je 2048 × 1536 pixelů, snímkovací frekvence je nastavena na 15 sn/s. Spektrografy jsou osazeny světelnými objektivy VS Technology (9 Mpx) se světelností f/1,4 a délkou ohniska objektivů 6 mm. Zorné pole spektrografu je při použití objektivu VS Technology (F = 6 mm) 60 × 45°, vzhledem k rozlišení instalovaného čipu a velikosti zorného pole jsou použity holografické mřížky s hustotou 1000 čar/mm, rozlišení zaznamenaných spekter je 4,8 Å/px. Pro detekci a analýzu se používá software UFOTools (UFOCaptureHD, UFOAnalyzer, UFOOrbit, UFORadiant), jehož autorem je SonotaCo.

V prvním pololetí roku 2017 bylo na spektrografickém systému na observatoři Teide (PGRACAM-TE) zaznamenáno celkem 618 jednostaničních meteorů a 27 spekter jasných meteorů. Statistický přehled po jednotlivých měsících je uveden v Tab. 8, ukázky zaznamenaných spekter jsou uvedeny na Obr. 13-16.

Obr. 13: Spektrum jasného meteoru 20170127_000001, spektrograf PGRACAM-TE. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí	Obr. 14: Spektrum jasného meteoru 20170314_013511, spektrograf PGRACAM-TE. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí
Obr. 15: Spektrum jasného meteoru 20170414_042426, spektrograf PGRACAM-TE. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí	Obr. 16: Spektrum jasného meteoru 20170502_230850, spektrograf PGRACAM-TE. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí

Analýza spekter – bolid 20170301_201251

Průmět počátku atmosférické dráhy bolidu 20170301_201251 se nacházel na souřadnicích N49,474° E20,045°, výška meteoru v tomto okamžiku činila 79,2 ± 0,1 km nad povrchem Země. Průmět konce atmosférické dráhy se nacházel na souřadnicích N49,602° E20,089°, výška meteoru v tomto okamžiku činila 40,5 ± 0,1 km nad povrchem Země, bolid dosáhl absolutní jasnosti -6,4 ± 0,2^m. Jednalo se o velmi pomalý meteor, geocentrická rychlost meteoroidu před vstupem do gravitačního pole Země byla 9,26 ± 0,16 km/s (včetně vlivu decelerace), orbitální elementy dráhy meteoroidu byly následující: a = 2,255 ± 0,055 AU, q = 0,9583 ± 0,0006 AU, e = 0,575 ± 0,010, i = 0,69 ± 0,04°, ω = 204,55 ± 0,07°, Ω = 341,2311°. Bolid patřil ke sporadickým meteorům (SPO) s geocentrickým radiantem RA = 115,7 ± 0,1°, DEC = 24,1 ± 0,2°. Tisserandův parametr ve vztahu k dráze Jupitera T_J = 3,38 ± 0,06 ukazuje na asteroidální původ tělesa ve vnitřní části hlavního pásu planetek. Dráha meteoroidu ve Sluneční soustavě je velmi podobná dráze asteroidu 2016 DL1 (D_D = 0,022), jedná se tedy o pravděpodobné mateřské těleso bolidu 20170301_201251.

V kalibrovaném souhrnném spektru bolidu byly identifikovány emisní čáry prvků v následujícím zastoupení – železo (FeI), hořčík (MgI), sodík (NaI), mangan (MnI), hliník (AlI), 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 0,262, 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 0,204:0,224:0,572, vzhledem k vysokému zastoupení železa ve spektru meteoru se jednalo o chondritický materiál.

Poděkování

Poděkování patří všem majitelům stanic, operátorům a pozorovatelům za jejich dlouhodobou a precizní práci, která umožnila vznik a rozvoj sítě CEMeNt. Poděkování dále patří všem zainteresovaným institucím za podporu aktivit a růstu sítě. Projekty KOSOAP (Kooperující síť v oblasti astronomických odborně-pozorovatelských programů) a RPKS (Rozvoj přeshraniční kooperující sítě pro odbornou práci a vzdělávání) byly realizovány hvězdárnami Valašské Meziříčí (ČR) a Kysucké Nové Mesto (SR) v kooperaci se Společností pro MeziPlanetární Hmotu (SMPH). Projekty byly spolufinancovány z Fondu mikroprojektů Operačního programu příhraniční spolupráce Slovenská republika – Česká republika 2007-2013. Projekt nákupu a provozu spektroskopických kamer s vysokým rozlišením je částečně dotován Programem pro regionální spolupráci AV ČR, reg. č. R200401521, grantem APVV-0517-12 (FMFI UK) a interním grantem Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského č. 994316. Na pořízení přístrojové techniky umístěné na Hvězdárně Valašské Meziříčí, p. o. přispěly také společnosti DEZA, a. s. a CS CABOT, spol. s r. o.

Odkazy

Článek v eMeteorNews: www.meteornews.net/2017/12/20/cement-first-half-2017/