Jasný bolid nad moravsko-slovenským pomezím

Jen několik dní po třech jasných bolidech, které byly zaznamenány 27. 12. 2023 přístroji Evropské bolidové sítě, byl nad územím bývalého Československa zaznamenán další jasný bolid. Tento bolid, který proletěl nad moravsko-slovenským pomezím po druhé hodině ranní 9. 1. 2024, byl zaznamenán stanicemi sítí CEMeNt (Central European MetEor NeTwork) a také stanicemi sítě GMN (Global Meteor Network), jehož národní složka CSmon (Czech and Slovak meteor observation network) působí v rámci Česka a Slovenska. Průlet bolidu byl zaznamenán pěti kamerami sítě CEMeNt, přičemž jedna z nich byla spektroskopická. Záznam spektra bolidu ze spektrografů na Hvězdárně Valašské Meziříčí je velmi důležitý, protože nám poskytuje velké množství informací o chemickém složení tělesa. V případě sítě CSmon byl průlet bolidu zaznamenán osmi kamerami. Z dostupných dat z kamer sítě CEMeNt a CSmon byla vypočítána dráha bolidu v atmosféře a také dráha tělesa ve Sluneční soustavě.

Video pozorování bolidu – stanice sítě CEMeNt

Bolid 20240109_011828 byl zaznamenán kamerami sítě CEMeNt dne 9. 1. 2024 v 1h18m27,6 ± 0,1s UT. V rámci sítě CEMeNt (Central European MetEor NeTwork) byl bolid zaznamenán přímo na čtyřech širokoúhlých stanicích (Obr. 1-4, Vid. 1-2). Záznam letu bolidu je k dispozici ze stanic Valašské Meziříčí SW a SE (CZ, Hvězdárna Valašské Meziříčí), Ždánice E (CZ, Hvězdárna Ždánice) a Partizánske NW (SK, Hvezdáreň Partizánske).

Obr. 1: Souhrnný snímek bolidu 20240109_011828, pořízený kamerou Valašské Meziříčí SW. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o.	Obr. 2: Souhrnný snímek bolidu 20240109_011828, pořízený kamerou Valašské Meziříčí SE. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o.
Obr. 3: Souhrnný snímek bolidu 20240109_011828, pořízený kamerou Ždánice E. Autor: Hvězdárna Ždánice	Obr. 4: Souhrnný snímek bolidu 20240109_011828, pořízený kamerou Partizánske NW. Autor: Hvezdáreň Partizánske

Kromě těchto stanic bylo zaznamenáno spektrum průletu bolidu ze spektrografu Valašské Meziříčí SPSW (CZ, Hvězdárna Valašské Meziříčí), které je klíčové pro zjištění chemických vlastností tělesa, tedy obsahu chemických prvků. Bohužel bylo negativně ovlivněno povětrnostními podmínkami (poměrně silná mlha).

Video pozorování bolidu – stanice sítě CSmon

Bolid 20240109_011828 byl zaznamenán kamerami sítě CSmon dne 9. 1. 2024 v 1h18m27,7 ± 0,1s UT. V rámci sítě CSmon (Czech and Slovak meteor observation network) byl bolid zaznamenán přímo na osmi širokoúhlých stanicích, z nichž byla použita data z pěti z nich (Obr. 5-8, Vid. 3-4).

Obr. 5: Souhrnný snímek bolidu 20240109_011828, pořízený kamerou CZ0003. Autor: Milan Kalina	Obr. 6: Souhrnný snímek bolidu 20240109_011828, pořízený kamerou CZ0007. Autor: Richard Káčerek
Obr. 7: Souhrnný snímek bolidu 20240109_011828, pořízený kamerou CZ000C. Autor: Luboš Morávek	Obr. 8: Souhrnný snímek bolidu 20240109_011828, pořízený kamerou SK0002. Autor: Radim Stano

Záznam letu bolidu je k dispozici ze stanic CZ0003 (CZ, Praha), CZ0007 (CZ, Zlín), CZ000C a CZ000D (CZ, Libňatov) a SK0002 (SK, Sládkovičovo).

Atmosférická dráha, radiant a heliocentrická dráha bolidu

Jasný bolid 20240109_011828 je ideálním případem pro porovnání kompatibility dat pořízených různými systémy a různou technikou zpracování, neboť pozorování byla zaznamenána jak systémy sítě CEMeNt, tak i systémy sítě CSmon. V případě systémů sítě CEMeNt byly pro výpočet atmosférické dráhy bolidu a dráhy meteoroidu ve Sluneční soustavě použity nahrávky pořízené ze stanic Valašské Meziříčí SW a SE, Ždánice E a Partizánske NW. Záznam z těchto stanic byl proveden programem UFOCapture, zpracování záznamu v programu UFO Analyzer a výpočet atmosférické a heliocentrické dráhy v programu UFO Orbit. Průmět počátku atmosférické dráhy se nacházel na souřadnicích N48,7204° E17,1751° poblíž obce Petrova Ves (SK), výška meteoru v tomto okamžiku činila 89,6 km nad povrchem Země. Průmět konce atmosférické dráhy se nacházel na souřadnicích N48,9525° E17,8103° poblíž obce Paseky (CZ), výška meteoru v tomto okamžiku činila 37,4 km nad povrchem Země (Obr. 9,10). Bolid dosáhl absolutní jasnosti -5,4^m a během 3,75 s letu urazil v atmosféře Země vzdálenost 75,0 km (Tab. 1). Vzhledem k počáteční hmotnosti tělesa a také vzhledem ke koncové výšce atmosférické dráhy je velmi pravděpodobné, že fragmenty tělesa nemohly dopadnout na povrch Země v podobě meteoritů. Hmota tělesa byla tedy s největší pravděpodobností zcela odpařena v průběhu ablační fáze letu bolidu.

Obr. 9: 2D projekce celé atmosférické dráhy bolidu 20240109_011828 na povrch Země (zdroj mapového podkladu: Google Earth, Google Inc.). Autor: Jakub Koukal, Milan Kalina	Obr. 10: 2D projekce koncové části atmosférické dráhy bolidu 20240109_011828 na povrch Země (zdroj mapového podkladu: Google Earth, Google Inc.). Autor: Jakub Koukal, Milan Kalina

Těleso vstoupilo do atmosféry Země pod úhlem 44,42°, rychlost před vstupem do atmosféry byla 22,41 km/s. Rychlost na konci pozorované atmosférické dráhy pak byla 6,13 km/s. Jednalo se tedy o poměrně pomalý bolid, geocentrická rychlost meteoroidu byla 19,65 km/s (Tab. 1). Těleso nepatřilo k žádnému známému meteorickému roji, je tedy řazeno mezi sporadické meteory. Před vstupem do atmosféry se těleso pohybovalo po protáhlé dráze (Obr. 11) s poměrně vysokou excentricitou (0,721), nízkým sklonem k rovině ekliptiky (5,35°) a periheliem uvnitř oběžné dráhy Venuše (0,6767 AU).

Obr. 11: Projekce dráhy bolidu 20240109_011827 ve Sluneční soustavě do roviny ekliptiky, včetně vlivu decelerace. Autor: Jakub Koukal

V případě systémů sítě CSmon byly pro výpočet atmosférické dráhy bolidu a dráhy meteoroidu ve Sluneční soustavě použity nahrávky pořízené ze stanic CZ0003, CZ0007, CZ000C, CZ000D a SK0002. Kompletní záznam a zpracování byly provedeny otevřeným systémem RMS. Průmět počátku atmosférické dráhy se nacházel na souřadnicích N48,6986° E17,1225° poblíž města Gbely (SK), výška meteoru v tomto okamžiku činila 94,9 km nad povrchem Země. Průmět konce atmosférické dráhy se nacházel na souřadnicích N48,9582° E17,8132° poblíž obce Paseky (CZ), výška meteoru v tomto okamžiku činila 37,3 km nad povrchem Země (Obr. 9,10). Těleso vstoupilo do atmosféry Země pod úhlem 44,50°, rychlost před vstupem do atmosféry byla 22,85 km/s. Jednalo se tedy o poměrně pomalý bolid, geocentrická rychlost meteoroidu byla 19,97 km/s (Tab. 1). Těleso bylo zařazeno k meteorickému roji jižních prosincových delta Arietid (IAU MDC 0288). Před vstupem do atmosféry se těleso pohybovalo po protáhlé dráze (Obr. 11) s poměrně vysokou excentricitou (0,733), nízkým sklonem k rovině ekliptiky (5,32°) a periheliem uvnitř oběžné dráhy Venuše (0,6729 AU).

Srovnání všech orbitálních elementů (heliocentrických a geocentrických) dráhy bolidu, stejně jako parametrů atmosférické dráhy, ukazuje, že data poskytovaná systémy sítí CEMeNt a CSmon jsou spolu kompatibilní a mohou být kombinována i přes různé záznamové systémy a rovněž různý způsob zpracování. Vzájemné odchylky elementů se většinou pohybují kolem chyby měření, nižší počáteční výška atmosférické dráhy bolidu v případě systémů sítě CEMeNt je způsobena nižší citlivostí analogových kamer, které jsou v rámci této sítě doposud používány.

Fyzikální vlastnosti meteoroidu

Obr. 12: Souhrnný snímek spektra bolidu 20240109_011828 ze spektrografu VM SPSW. Autor: Jakub Koukal

Pro odhad počáteční hmotnosti tělesa a jeho dalších fyzikálních vlastností lze v případě bolidu 20240109_011828 vycházet z heliocentrických dráhových elementů, atmosférické dráhy a také z chemických vlastností (prvkové analýzy) získaných z analýzy spektra bolidu ze spektrografu Valašské Meziříčí SPSW (Obr. 12). Pro počáteční zjištění parametrů heliocentrické dráhy meteoroidu byl počítán Tisserandův parametr dráhy ve vztahu k Jupiteru. V závislosti na hodnotě Tisserandova parametru, sklonu dráhy a vzdálenosti afélia lze tělesa rozdělit do 4 skupin. Bolid 20240109_011828 má hodnotu Tisserandova parametru TP_J = 3,091, bolid podle tohoto členění patří do skupiny AST, tedy do skupiny meteoroidů s asteroidálním původem. Nicméně podle parametru K_B (7,555), který je funkcí vlastností materiálu a povrchové teploty, patří do skupiny uhlíkatých chondritů. Podle parametru P_E (-4,076) pak bolid patří do skupiny obyčejných chondritů. S využitím parametrů, které charakterizují tvar, rychlost a další vlastnosti tělesa (Tab. 1) bylo možné provést výpočet počáteční a koncové hmotnosti tělesa. Paralelně s výpočtem dynamické vstupní hmotnosti m_d byl proveden výpočet fotometrické vstupní hmotnosti m_f.

Obr. 13: Průběh světelné křivky (absolutní jasnost) ze stanice Partizánske NW. Autor: Jakub Koukal

Počáteční dynamická hmotnost meteoroidu před vstupem do atmosféry Země byla 0,92 kg (m_d), není tedy pravděpodobné, že by fragmenty původního tělesa mohly být nalezeny v podobě meteoritů na povrchu Země. Výpočet fragmentační pevnosti meteoroidu vychází z rovnosti dynamického tlaku a pevnosti tělesa jako celku v okamžiku rozpadu meteoroidu. Parametry modelu atmosféry v dané výšce rozpadu jsou počítány podle modelu NRLMSISE-00 (2002). Okamžik rozpadu (fragmentace) tělesa byl určen z průběhu hodnot absolutní jasnosti bolidu ze stanice Partizánske NW (Obr. 13). Fragmentační pevnost hlavní části tělesa je 0,165 MPa, což řadí těleso spíše do skupiny obyčejných chondritů (OC). Zjištěna mineralogická hustota tělesa (2,72 g/cm³) rovněž naznačuje, že v případě bolidu 20190109_011828 se jednalo o těleso patřící k obyčejným chondritům s původem ve vnější části hlavního pásu planetek mezi Marsem a Jupiterem.

Poděkování

Poděkování patří koordinátorovi sítě CSmon Milanu Kalinovi za poskytnutí dat a také všem operátorům a majitelům stanic sítí CEMeNt a CSmon. Poděkování dále patří všem zainteresovaným institucím za podporu aktivit a růstu sítě. Projekt RPOS (Rozvoj přeshraniční observační sítě) byl spolufinancován z programu Fond malých projektů programu Interreg V-A Slovenská republika – Česká republika 2014 - 2020, kód výzvy 5/FMP/11b, reg. č. CZ/FMP/11b/05/058. 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 SMPH (Společnost pro MeziPlanetární Hmotu). 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. R200402101 a grantem APVV-0517-12 (FMFI UK). Na pořízení přístrojové techniky umístěné na Hvězdárně Valašské Meziříčí, p. o. přispěly také společnosti DEZA, a. s. a CS CABOT, spol. s r. o.