Videopozorování meteorů

Videopozorování meteorů na Hvězdárně Valašské Meziříčí byla zahájena v roce 2011 v rámci projektu KOSOAP (Kooperující síť v oblasti astronomických odborně-pozorovatelských programů). Tento projekt byl spolufinancován z Fondu mikroprojektů Operačního programu příhraniční spolupráce Slovenská republika – Česká republika 2007-2013. Partnerem projektu byla Kysucká hvezdáreň v Kysuckom Novom Meste. Podrobnosti o zaměření, aktivitách a výsledcích projektu najdete na samostatných stránkách KOSOAP.

Technické vybavení pro pozorování bylo postupně rozšiřováno v rámci několika projektů: SPTO (Společně pod tvavou oblohou, 2014) a RPKS (Rozvoj přeshraniční kooperující sítě pro odbornou práci a vzdělávání), v jehož rámci byly postaveny a instalovány kamery systému NFC.

Další technický rozvoj spektroskopických pozorování meteorů probíhá v rámci projektů regionální spolupráce ve s Ústavem fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i. s názvem Rozvoj pozorování a spektroskopie meteorů a meteoritů. 

Technické vybavení

Na jaře roku 2011 zakoupila Hvězdárna Valašské Meziříčí pro realizaci aktivit projektu KOSOAP systém na videopozorování meteorů. Sestava obsahovala vysoce citlivou CCTV kameru Watec 902 H2 Ultimate, objektiv Fujinon Varifocal 3-8 mm (f/0,95), převodník videosignálu Dazzle a specializovaný software UfoCapture (SonotaCo), umožňující automatickou detekci pohybujících se objektů.

Systém je určen ke sledování meteorů. Na základě získaných pozorování lze odvozovat informace o aktivitě rojů a struktuře jejich radiantů. U jasnějších meteorů lze tyto informace využít k výpočtu drah částic v atmosféře i ve Sluneční soustavě (ve spojení s údaji z dalších stanic).

Primárním zařízením systému je CCTV/CCD kamera Watec, která patří k nejcitlivějším přístrojům svého druhu. Její nevýhodou je, že poskytuje televizní videosignál (720x576), který je třeba zpětně konvertovat do digitální podoby pomocí převodníku Dazzle (jedině tak může pracovat ve spojením s programem UfoCapture).

Používaný objektiv Fujinon umožňuje nastavení ohniskové vzdálenosti v rozmezí 3-8 mm. My využíváme ohnisko mezi 4-5 mm, poskytující při dané velikosti CCD čipu (1/2“) zorné pole cca 75°x55°. Objektiv má konstantní světelnost f/0,95. Ve spojení s naší kamerou je dosah na meteory kolem 2,5 mag. V případě aktivnějších rojů (Perseidy, Geminidy) a dobrého počasí je systém schopen zaregistrovat i 100 meteorů za noc.

Vzhledem k poměrně náročné práci s relativně velkými datovými objemy má systém své nároky na hardwarové vybavení (rychlost a velikost disku, operační paměť, …), ale podle našich zkušeností jej lze provozovat na průměrném notebooku, kde však neběží žádné jiné aplikace.

Software UfoCapture pracuje na principu detekce rychlých změn v signálu jdoucím z kamery. Kamera běží neustále a program vyhodnocuje příchozí signál. Kontinuálně při tom ‚předukládá‘ 10 s (nebo volitelnou délku) záznamu do operační paměti. Zaznamená-li rychlou změnu (co je ‚rychlá změna‘ lze definovat v nastavení), uloží předchozích 10 s a dále ukládá video v nekomprimovaném formátu avi. S ukládáním skončí 10 s poté, co je zaznamenán konec rychlých změn v signálu. Záznam slabého meteoru zabere asi 60 MB, záznam jasnějšího (déle trvajícícho úkazu 120 MB).

Na uvedené trojici obrázků je zachycen vzhled programu se základním nastavením (levý a prostřední panel) a prohlídkou databáze zaznamenaných jevů (pravý panel). Program lze stáhnout ze stránek Sonotaco, a to buď v plné verzi, kterou lze zkušebně používat jeden měsíc, nebo ve verzi s omezenou funkčností, která je distribuována jako freeware. Analýzu získaného materiálu lze provést pomocí doplňkových programů UfoAnalyzer a UfoOrbit (viz dále).

Trojice snímků z videozáznamu ukazující na postupnou fragmentaci tělesa.

Po počátečních experimentech jsme první dlouhodobé pozorování provedli v srpnu 2011 v průběhu aktivity meteorického roje Perseid. Kamera v srpnu běžela v průběhu 12 nocí, většinou necelých, a to vzhledem k nepřízni počasí. Jako nováčci na poli video-pozorování meteorů jsme ale měli štěstí, v jedné z prvních nocí (10. srpna), kdy jsme měli k dispozici plně funkční systém, jsme zaznamenali přelet jasného bolidu. Meteor byl zaznamenán v 23:09:25 UT (tedy 11. srpna 1:09:25 SELČ). Podle následné analýzy patřil k meteorickému roji Perseid a jeho jasnost se pohybovala kolem -4 mag. Během jeho letu došlo k několika výbuchům, jak je vidět na následujícím snímku, který zachycuje trojici framů z videozáznamu. Videozáznam je ke shlédnutí na youtube.

Dlouhodobé cíle odborného projektu

Hlavním cílem našeho systému je prohloubení spolupráce s naším přeshraničním partnerem a dalšími organizacemi i jednotlivci v příhraniční oblast Čech a Slovenska. Pro kvalitní odborná pozorování jsou nezbytná vícestaniční pozorování, kdy se právě vzájemná poloha a vzdálenost spolupracujících institucí jeví jako optimální. Odborné aktivity jsou navíc nezbytným základem pro vzdělávání mládeže a jejího zapojení do těchto aktivit s cílem zvyšování vzdělanosti a znalostí.

Nemalý význam má i zapojení do Slovensko-České amatérské sítě videopozorovatelů meteorů CEMeNt (Central European Meteor Network), která úzce spolupracuje s podobnými skupinami v Maďarsku a Polsku, a dále s profesionálními astronomy z Astronomického ústavu AV ČR (CZ) v Ondřejově a Astronomického ústavu SAV v Modre (SK). Práce se stejnými přístroji a jednotnou databází EDMONd umožňuje identifikovat společné meteory a přesněji určit jejich dráhy v atmosféře i ve Sluneční soustavě. V případě velmi jasných meteorů, poskytuje síť doplňkové informace vedoucí k možnému nalezení meteoritů.

Zpracování napozorovaných dat

Na jednom zajímavém meteoru si ukážeme postup zpracování záznamu meteoru. Dne 3. listopadu 2011 ve večerních hodinách (19:55:44 UT) byl na řadě stanic zaznamenán jasný pomalý bolid. Z naší stanice byla zachycena jen asi polovina viditelné dráhy v atmosféře, což limitovalo naše zpracování i výsledky. Záznam přeletu bolidu lze shlédnout na youtube.

Srovnání zorných polí systému ve ValMezu (vlevo) a v Kroměříži. Záznam bolidu 3. listopadu 2011.

Zpracování získaného materiálu probíhá v doplňkovém programu Ufo Analyzer, který umožňuje zidentifikovat pole snímané kamerou s hvězdným atlasem a následně astrometricky proměřit dráhu letu meteoru.

Výstup programu UfoAnalyzer s identifikací hvězdného pole a vykreslenou drahou bolidu.

Na základě našeho záznamu byl bolid vyhodnocen jako sporadický (nepatřící k žádnému známému roji) a maximální zaznamenaná jasnost se pohybovala kolem -3 mag.

Projekce spočtené i pozorované dráhy na oblohu, zvýrazněny jsou radianty aktivních rojů, a to jak vizuálních, tak těch, jejíchž aktivita byla nedávno detekována na rozsáhlých datových souborech z videopozorování.

Z dalších stanic, kde byl tento pomalý meteor také zachycen, však jasnost byla ještě vyšší až kolem -5,4 mag (Kroměříž). Z úplnějších údajů z Kroměříže byl již bolid hodnocen jako Jižní Taurida (STA).

Projekce dvojstaničního pozorování bolidu ze stanic Kroměříž a Valašské Meziříčí na mapový podklad střední Evropy.

Na základě zpracování snímků ze tří stanic (Kroměříž, Val. Meziříčí, PFN 41 – Poland Fireball Nettwork) byla stanovena dráha bolidu ve sluneční soustavě. Částice patřila k roji Jižních Taurid a pohybovala se po dráze s těmito parametry: q= 0,404773 AU; e=0,764684; peri= 111,4725 deg; node= 40,88624 deg; i= 5,582834 deg; vg= 25,20534 km/s. Její grafické znázornění můžete vidět na následujícím obrázku.

Dráha meteoroidu ve Sluneční soustavě (žlutá) při pohledu nad severním pólem Slunce. Jsou uvedeny tři křivky Kroměříž, průměr a Valašské Meziříčí. Velká poloosa dráhy se liší v důsledku malého úseku dráhy pozorovaného z ValMezu. Na obrázku jsou zobrazeny oběžné dráhy terestrických planet a Jupitera.

Aktuální výsledky a zajímavosti v sekci Výsledky pozorování nebo Novinky