Meteory v srpnu 2018

Srpen roku 2018 byl z hlediska pozorování meteorů na hvězdárně ve Valašském Meziříčí zcela mimořádný. Sedmi kamerovými systémy se během 28 nocí podařilo zaznamenat celkem 4 300 meteorů. Z toho 2 703 meteorů si na konto připsaly dvě klasické širokoúhlé stanice WFS a WFE, přičemž u kamery WFS je počet meteorů zachycených v letošním roce ve srovnání s loňskem takřka dvojnásobný. Důvodem je kromě mimořádného počasí v průběhu celého srpna také modernizace techniky a v neposlední řadě i trocha štěstí – všechny systémy fungovaly po celý srpen bez technického problému.

Podívejme se tedy na srpnová pozorování podrobněji.

Širokoúhlé kamery WFE, WFS a systém NFC

Nejprve se zaměříme na dvojici klasických širokoúhlých systémů WFE, WFS a systém s úzkým zorným polem NFC, které jsou všechny vybaveny totožnými kamerami Watec 902-H2U. Systémy v současné konfiguraci nesou označení WFS_V2 (wide field south – širokoúhlá kamera jih), WFE_V3 (wide field east – širokoúhlá kamera východ) a NFC_V1 (north narrow field camera – severní kamera s úzkým zorným polem). Kamera WFE sleduje východní obzor (střed zorného pole o horizontální šířce 77° má azimut 94° a výšku 47,5°), kamera WFS sleduje jižní obzor (střed zorného pole o horizontální šířce 74,5° má azimut 179° a výšku 48,5°) a kamera NFC sleduje okolí severního nebeského pólu (střed zorného pole o horizontální šířce pouze 7° má azimut 5° a výšku 54,5°). Pokrytí oblohy zornými poli jednotlivých kamerových systémů je znázorněno na obrázcích 1 a 2, které zachycují reálná data ze srpna 2018, vyneseny jsou všechny zaznamenané meteory – v případě obrázku 1 pro kamery WFE, WFS a NFC, v případě obrázku 2 pro čtveřici spektrálních kamer.

Obrázek 1: Meteory zachycené v srpnu 2018 kamerami WFE, WFS a NFC.	Obrázek 2: Meteory zachycené v srpnu 2018 spektrálními systémy spNE, spSE, spSW a spNW.

Širokoúhlé stanice jsou schopné zaznamenat meteory asi do magnitudy +2,5, stanice NFC pak do magnitudy +7,5. Jedná se tedy o komplementární systémy, které umožňují sledovat aktivitu rojů i sporadického pozadí až do úrovně jasnosti srovnatelné s dosahem lidského oka a poskytují lokální astrometrické i fotometrické informace o zachyceném meteoru.

Po základním zpracování jsou data vložena do databáze EDMONd, kde se zkombinují s informacemi o totožných jevech zachycených v rámci sítě CEMeNt i dalších středoevropských sítí, což umožňuje ze získaných údajů vypočítat atmosférické dráhy meteorů i původní dráhy meteoroidů ve Sluneční soustavě.

Obrázek 3a: Startrails, kamera NFC, noc 12./13. srpna 2018.	Obrázek 3b: Startrails, kamera WFE, noc 12./13. srpna 2018.	Obrázek 3c: Startrails, kamera WFS, noc 12./13. srpna 2018.

Za měsíc srpen roku 2018 zachytily klasické kamery tyto počty meteorů: WFS (1 560), WFE (1 143) a NFC (260). Pro statistické srovnání se nám nejlépe hodí kamera WFE, která pracuje od počátku pozorování v roce 2013 v totožné konfiguraci. Počet zaznamenaných meteorů v srpnu pro jednotlivé roky je vynesen na grafu 1. S výjimkou let 2014 a 2017, které byly ovlivněny horším počasím, se vždy počet meteorů zaznamenaných stanicí WFE za srpen přehoupl přes 1 000. Rok 2018 byl tedy na stanice WFE nejbohatší, ale zdaleka se nejedná o tak závratný přírůstek jako v případě stanice WFS, kde se v srpnu letošního roku podařilo zaznamenat více než dvojnásobek dosavadního maxima z roku 2016.

Graf 1: Počty meteorů zachycené v jednotlivých letech kamerami WFE a WFS.

Na grafu 1 si ještě povšimněme obecně nižších počtů meteorů zachycovaných jižní kamerou. Původně jsme se domnívali, že tento rozdíl je způsoben rušivým osvětlením Měsícem, který mezi první a poslední čtvrtí stráví značnou část noci v zorném poli kamery WFS a tím efektivně snižuje dosah celého systému (kamera mířící na východ takovým problémem netrpí). Na základě pozorování v roce 2018 se však zdá, že efekt je čistě instrumentální. Na podzim loňského roku byl do systému WFS nainstalován objektiv nové generace, který má stejnou ohniskovou vzdálenost i světelnost, ale je konstruován pro práci s kamerami s vyšším rozlišením. Díky tomu se v kombinaci se stávající kamerou značně zlepšila kresba v okrajích a celková ostrost obrazu, čímž se zvýšil odstup signálu od šumu u slabších meteorů a je možné je snadněji detekovat. Se starým objektivem zaznamenal systém WFS za jinak stejných podmínek o čtvrtinu meteorů méně než WFE, s novým objektivem je situace opačná, bez zásadního vlivu Měsíce.

Že se skutečně jedná o přírůstek počtu na straně slabých meteorů, je dobře patrné z grafu 2a. Ten zachycuje rozdělení zachycených meteorů v srpnu 2018 podle jasnosti. Křivky pro stanice WFS a WFE se u jasných meteorů (se zápornou magnitudou) navzájem kopírují (z hlediska dlouhodobé statistiky by mělo být více-méně jedno, jestli se díváte na východ nebo na jih, meteorů uvidíte stejně). U slabších meteorů v dosahu kamer je převaha systému WFS zřejmá, přitom absolutní limit dosahu kolem +3 magnitudy zůstal pro obě stanice stejný.

Graf 2a: Rozdělení meteorů podle jasnosti, stanice WFE, WFS a NFC.

Graf 2a: Rozdělení meteorů podle jasnosti, stanice WFE, WFS s extrapolací a NFC.

Pro názornost je do stejného grafu vyneseno také rozdělení jasností meteorů pro stanici NFC, která má ve srovnání s WFE i WFS asi 100krát menší zorné pole, ale zhruba 100krát (tedy o 5 magnitud) vyšší dosah. Pokud by tedy širokoúhlé kamery měly stejný dosah jako NFC, vypadal by graf rozložení jasností pro slabé meteory tak jek je uvedeno na grafu 2b. Vynesená křivka extrapolovaných pozorování z NFC je odvozena z uvedených pozorování, konkrétně z počtů meteorů pro tyto tři stanice v rozmezí jasnosti 0 mag až +2 mag. Počet meteorů by byl větší asi 63krát, což odpovídá dosahu vyššímu o 4,5 magnitudy.

Graf 3: Rozdělení meteorů podle intervalu záznamu pro všechny stanice v srpnu 2018.

Než přikročíme k prohlídce dat ze spektrálních systémů, zastavíme se krátce ještě u grafu 3, na kterém je vyneseno tentokrát časové rozložení meteorů zachycených během srpna 2018 všemi našimi systémy. Časová osa je v UT, čili první meteory během srpna jsou registrovány mezi 18 h až 19 h UT (tedy 20 h až 21 h SELČ), poslední mezi 2 až 3 UT (tedy 4 h až 5 h SELČ). Z grafu je zřejmé, že krajní body grafu (především však ranní interval) jsou ovlivněny krátkou nocí na začátku srpna. Počet meteorů v hodinových intervalech u všech systémů roste až do 1h UT (3 h SELČ) a pak začíná rychle klesat. Na nárůstu počtu zaznamenaných meteorů během noci se podílí dva efekty. Hlavním rojem období jsou Perseidy, jejichž radiant se během noci dostává výše na oblohu, čili kdyby frekvence meteorů byla konstantní, v datech by se projevil nárůst počtu daný geometricky - rostoucí výškou radiantu. Velmi podobný průběh aktivity během noci mají i sporadické meteory (druhý nejvyšší počet meteorů v datech je klasifikován jako sporadický – nepříslušející žádnému roji), jejichž maximum lze z geometrických důvodů očekávat v 6 h lokálního času, čili opět pozorujeme nárůst počtu během noci a maximum nad ránem. Příspěvek ostatních rojů k tomuto trendu je zanedbatelný, jejich počty jsou nízké. Ostrý pokles celkové frekvence v ranních hodinách patrný na grafu 3 je tedy způsoben svítáním a koncem činnosti systémů s přechodem do dne.    

Spektrální kamery

Přestože u spektrálních kamer je důležitá především kvalita zachycených spekter, zastavme se krátce i u počtu záznamů. Čtyři dnes provozované systémy spNE (severo-východ), spSE (jiho-východ), spSW (jiho-západ) a spNW (severo-západ) nejsou stejné. Kamery spSE a spSW používají kamery QHY 5L-II a megapixelový objektiv Tamron (shodný jako u stanice WFS). Druhá dvojice systémů využívá kamery s vyšším rozlišením PointGrey (2048 x 1536) a ASI (1936 x 1216), které jsou však osazeny stejným objektivem VS Technology (6 mm/1,4). Počty meteorů zachycené spektrálními systémy jsou o poznání nižší, především díky instalované holografické mřížce (1 000 vrypů/mm), která je předsazena před objektiv a umožňuje u meteorů jasnějších -4 mag získat záznam spektra. V červenci 2018 instalovaná kamera ASI je však v tomto ohledu přelomová. Přestože obsahuje mřížku, je mnohem citlivější na slabé meteory, jak je vidět na grafu 4, počet zachycených meteorů je ve srovnání s ostatními spektrálními systémy víc než trojnásobné. Číselně vyjádřeno zachytily spektrální kamery v srpnu 2018 tyto počty meteorů: spNE (704), spSE (169), spSW (190) a psNW (274).

Obrázek 4a: Startrails, kamera spNE, noc 12./13. srpna 2018.	Obrázek 4b: Startrails, kamera spSE, noc 12./13. srpna 2018.	Obrázek 4c: Startrails, kamera spSW, noc 12./13. srpna 2018.	Obrázek 4c: Startrails, kamera spNW, noc 12./13. srpna 2018.

Ve 32 případech se jednalo o natolik jasný úkaz, že na záznamu je možné nalézt alespoň několik nejjasnějších spektrálních čar. Vzhledem k překryvu spektrálních polí se však jedná pouze o 24 unikátních jevů (spektrum některých meteorů je současně zaznamenáno na dvou kamerách). K rozsáhlejší analýze chemického složení se však hodí jen ty nejjasnější záznamy, kterých se během srpna 2018 podařilo získat 9 (datum_čas v UT): 20180801_203214 – Spo, 20180802_223342 – Per, 20180804_014525 – Pau, 20180806_221425 – UCE, 20180807_204512 – Per, 20180812_012849 – Per, 20180813_003733 – ZAR, 20180813_014303 – Per a 20180814_001549 – ???.

Ukázky spektrálních pozorování

20180801_203214 – Spo	spSE	spSW
20180802_223342 – Per
spNE	spSE	WFE
20180812_012849 – Per	spNW	spSW
20180814_001549 – ???	spNW	spSW

Takto získaná data budou analyzována a použita k charakterizaci chemického složení původní hmoty jednotlivých meteoroidů.  

Pozorování meteorů videotechnikou na Hvězdárně valašské meziříčí bylo zahájeno a dále rozšířeno v rámci přeshraničních projektů KOSOAP (Kooperující síť v oblasti astronomických odborně-pozorovatelských programů) a RPKS (Rozvoj přeshraniční kooperující sítě pro odbornou práci a vzdělávání), které byly realizovány hvězdárnami Valašské Meziříčí (ČR) a Kysucké Nové Mesto (SR) v kooperaci se Společností pro MeziPlanetární Hmotu, z. s. (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.