Videopozorování meteorů v síti CEMeNt v roce 2024 - část III.

Data ze sítě CEMeNt jsou nedílnou součástí databáze EDMOND (European viDeoMeteOr Network Database), která sdružuje data z videopozorování meteorů od roku 2001. Použití videotechniky pro sledování a nahrávání meteorů začalo v 70. letech minulého století a od té doby prochází překotným rozvojem. I když využití této techniky bylo zpočátku doménou profesionálních astronomů, amatérští pozorovatelé hlavně v Japonsku a Holandsku v roce 1980 začali s vývojem systémů použitelných i v amatérských podmínkách. Následný vývoj amatérských pozorovacích stanic pokračoval rychlým tempem, a to hlavně v souvislosti se zdokonalováním a inovacemi CCD nebo CMOS technologie, a také se stále snadnější dostupností tohoto vybavení pro amatérské astronomy. Zpočátku roztříštěné národní sítě, případně osamělí pozorovatelé v rámci Evropy, Austrálie, Severní Ameriky a také Jižní Ameriky, byli sdruženi do centralizované databáze drah EDMOND, která byla založena v roce 2011.

Aktivita meteorických rojů v roce 2024

Maximum meteorického roje Quadrantid (0010 QUA) nastalo 4. 1. 2024 dopoledne (9:51 UT), podle grafu vizuální aktivity IMO VMDB (International Meteor Organization Visual Meteor Database) dosáhla v roce 2024 maximální korigovaná hodinová frekvence Quadrantid 72,9 ± 5,5 meteorů. Obvyklá hodinová frekvence je mezi 60-80 meteory, lze tedy říct, že aktivita Quandrantid v roce 2024 byla průměrná. Vzhledem k nepřízni počasí nad územím střední Evropy v období maxima roje zaznamenaly kamery sítě CEMeNt pouze 23 vícestaničních drah Quadrantid.

Maximum meteorického roje Lyrid (0006 LYR) nastalo 22. 4. 2024 v noci (1:35 UT), podle grafu vizuální aktivity IMO VMDB dosáhla v roce 2024 maximální korigovaná hodinová frekvence Lyrid 7,7 ± 2,4 meteorů. Obvyklá hodinová frekvence je přitom mezi 15-25 meteory, lze tedy říct, že aktivita Lyrid v roce 2024 byla podprůměrná. Pozorování maxima Lyrid je ovšem ovlivněno nízkým počtem pozorování v databázi. Vzhledem k nepřízni počasí nad územím střední Evropy v období maxima roje zaznamenaly kamery sítě CEMeNt pouze 13 vícestaničních drah Lyrid.

Maximum meteorického roje Perseid (0007 PER) nastalo 12. 8. 2024 odpoledne (16:18 UT), podle grafu vizuální aktivity IMO VMDB dosáhla maximální korigovaná hodinová frekvence Perseid v roce 2024 pouze 74,5 ± 3,2 meteorů. Obvyklá hodinová frekvence je přitom mezi 80-120 meteory, lze tedy říct, že letošní Perseidy byly podprůměrné. Stejně tak množství jasných meteorů (bolidů) bylo nižší než v uplynulých letech. Kamery sítě CEMeNt však zaznamenaly celkem 2 053 vícestaničních drah Perseid, což je nejvyšší počet ze všech zaznamenaných meteorických rojů v roce 2024.

Maximum meteorického roje Orionid (0008 ORI) nastalo 26. 10. 2024 ráno (5:11 UT), podle grafu vizuální aktivity IMO VMDB dosáhla v roce 2024 maximální korigovaná hodinová frekvence Orionid 16,5 ± 3,4 meteorů. Běžná korigovaná hodinová frekvence Orionid dosahuje 20-25 meteorů, v grafu vizuální aktivity IMO je bohužel období několika nocí kolem maxima nepokryté vizuálním pozorováním, pravděpodobně v důsledku silného rušení pozorování Měsícem krátce po úplňku. Kamery sítě CEMeNt zaznamenaly celkem 621 vícestaničních drah Orionid, což je po meteorickém roji Perseid druhý nejvyšší počet z meteorických rojů v roce 2024.

Maximum meteorického roje Leonid (0013 LEO) mělo v roce 2024 nastat 17. 11. v 04:00 UT s korigovanou hodinovou frekvencí mezi 15 až 20 meteory. Rovněž byla předpovězena dvě vedlejší maxima, první 14. 11. v 16:37 UT s předpokládanou vyšší hodinovou frekvencí. Materiál vyvržený z komety 55P/Tempel-Tuttle při návratu v roce 1633 měl obsahovat velmi malé částice (< 1 mm). Druhé maximum mělo nastat 19./20. 11. mezi 23:53 až 00:54 UT. Materiál vyvržený z komety 55P/Tempel-Tuttle při návratu v roce 1733 byl ovšem vzdálený od oběžné dráhy Země (-0,002 AU) a předpokládaly se nízké frekvence během tohoto sekundárního maxima. Graf vizuální aktivity IMO VMDB pro Leonidy v roce 2024 není k dispozici, kamery sítě CEMeNt zaznamenaly celkem 82 vícestaničních drah Leonid.

Maximum meteorického roje Geminid (0004 GEM) nastalo 14. 12. 2024 ráno (3:12 UT), podle grafu vizuální aktivity IMO VMDB dosáhla v roce 2024 maximální korigovaná hodinová frekvence Geminid 112,3 ± 7,6 meteorů. Běžná korigovaná hodinová frekvence Geminid dosahuje 120-160 meteorů, v grafu vizuální aktivity IMO je bohužel období maxima pokryté nízkým množstvím vizuálních pozorování, pravděpodobně v důsledku silného rušení pozorování Měsícem krátce před úplňkem. Kamery sítě CEMeNt však zaznamenaly celkem 84 vícestaničních drah Geminid i přes nepříznivé počasí během maxima roje.

Dlouhé období aktivity mohutného komplexu komety 2P/Encke se promítlo do vysokého počtu vícestaničních drah, které patřily rojům jižních Taurid (0002 STA) a severních Taurid (0017 NTA). Podle grafu vizuální aktivity IMO VMDB dosáhla v roce 2024 maximální korigovaná hodinová frekvence jižních Taurid 6,9 ± 1,9 meteorů, maximum nastalo 23. 10. 2024 v 13:52 UT. Maximální korigovaná hodinová frekvence severních Taurid pak dosáhla 5,8 ± 1,3 meteorů, maximum nastalo 5. 11. 2024 v 12:24 UT. Kamery sítě CEMeNt zaznamenaly celkem 160 vícestaničních drah severních Taurid a 123 vícestaničních drah jižních Taurid.

Obr. 16: Heliocentrické dráhy meteorů roje Perseid (0007 PER; 2 053 drah). Autor: Jakub Koukal	Obr. 17: Heliocentrické dráhy meteorů roje Orionid (0008 ORI; 621 drah). Autor: Jakub Koukal	Obr. 18: Heliocentrické dráhy meteorů roje severních Taurid (0017 NTA; 160 drah). Autor: Jakub Koukal

Obr. 19: Heliocentrické dráhy meteorů roje Coma Berenicid (0020 COM; 148 drah). Autor: Jakub Koukal	Obr. 20: Heliocentrické dráhy meteorů roje jižních Taurid (0002 STA; 123 drah). Autor: Jakub Koukal	Obr. 21: Heliocentrické dráhy meteorů roje jižních delta Aquarid (0005 SDA; 105 drah). Autor: Jakub Koukal

Databáze EDMOND

EDMOND (European viDeo MeteOr Network Database) je databáze drah meteorů, která sdružuje video data z pozorování meteorů pocházející z 15 nezávislých národních sítí a 2 nadnárodních databází, které používají rozdílné metody a systémy pro detekci meteorů a rovněž pro výpočet jejich drah. Poslední verze databáze, EDMOND v5.05, byla vydána v prosinci 2023 a je v pořadí již pátou verzí databáze, která obsahuje kontinuální data o video meteorech od roku 2000 do roku 2023. Cílem databáze je kontinuální shromažďování video dat a zajištění návaznosti s ohledem na přicházející nové systémy záznamu video meteorů. V současné době je v databázi shromážděno 8 494 100 jednostaničních meteorů, jejichž kombinací vzniklo 1 069 065 drah. Po redukci pomocí používaných kritérií obsahuje databáze celkem 537 476 drah vícestaničních meteorů. Vydání nové verze databáze, EDMOND v5.06, je plánováno v březnu roku 2025. V nové databázi by již měla být začleněna pozorování z IMO VMN (International Meteor Observation Video Meteor Network) od roku 2020, která v předchozí verzi databáze chybí z důvodu zpoždění ve zpracování. Nová verze bude rovněž aktualizována na poslední vydaný seznam meteorických rojů IAU MDC (International Astronomical Union Meteor Data Center) a rovněž byla přehodnocena některá kritéria, vzhledem k nehomogenní podstatě databáze jako celku.

Obr. 22: Radianty rojových i sporadických vícestaničních meteorů zaznamenaných v databázi EDMOND. Pro zobrazení je použita sinusoidální projekce s rovníkovým souřadným systémem. Autor: Jakub Koukal

Spektroskopie meteorů

Spektrografy jsou umístěny výhradně na Hvězdárně Valašské Meziříčí a jsou orientovány ve směrech SE, SW, NE (PointGrey) a NW (QHYIII). Jako snímací prvek jsou použity monochromatické kamery PointGrey Grasshoper3 GS3-U3-32S4M-C s vysokou kvantovou účinností (QE= 76 %, 525 nm) a vysokým dynamickým rozsahem (71,34 dB). Kamery využívají CMOS čipy Sony Pregius IMX252 o velikosti 1/1.8” s pixely 3,75 × 3,75 μm. Rozlišení instalovaného čipu je 2048 × 1536 pixelů (3,1 MPx), snímkovací frekvence je nastavena na 12 fps. Digitální signál z kamery je veden přímo přes rozhraní USB 3.0 do počítače bez nutnosti instalace převodníku signálu. Kvantové účinnosti nad 40 % dosahují kamery PointGrey Grasshoper3 GS3-U3-32S4M-C v rozsahu vlnových délek mezi 400 a 750 nm, pro blízkou část IR spektra klesá kvantová účinnost na 10 % pro vlnovou délku 900 nm, pro blízkou část UV spektra je kvantová účinnost 20 % pro vlnovou délku 350 nm. Spektrografy jsou osazeny světelnými objektivy VS Tech SV-0614H (5 Mpx) se světelností f/1,4 a délkou ohniska objektivů 6 mm, případně varifokální objektivy Tamron M118VG413IR (5 Mpx) se světelností f/1,5 a délkou ohniska 4-13 mm. Zorné pole spektrografu je při použití objektivu VS Tech (F=6 mm) 60 × 45°, vzhledem k rozlišení instalovaného čipu a velikosti zorného pole jsou použity holografické mřížky s hustotou 1000 čar/mm. Skutečné rozlišení zaznamenaného spektra meteoru (1. řádu spektra) dosahuje průměrně 0,48-0,50 nm/px. V případě spektrografu VMSP NW je použita jako snímací prvek monochromatická kamera QHY5-III-178M s vysokou kvantovou účinností (QE= 83 %, 490 nm) a vysokým dynamickým rozsahem (73,33 dB). Kamera využívá CMOS čip Sony Starvis IMX178 o velikosti 1/1.8” s pixely 2,4 × 2,4 μm. Rozlišení instalovaného čipu je 3072 × 2048 pixelů (6,3 MPx), snímkovací frekvence je nastavena na 10 fps. Digitální signál z kamery je veden přímo přes rozhraní USB 3.0 do počítače bez nutnosti instalace převodníku signálu. Kvantové účinnosti nad 40 % dosahuje kamera QHY5-III-178M v rozsahu vlnových délek mezi 330 a 720 nm, pro blízkou část IR spektra klesá kvantová účinnost na 10 % pro vlnovou délku 900 nm, pro blízkou část UV spektra je kvantová účinnost 20 % pro vlnovou délku 300 nm. Spektrograf je osazen světelným varifokálním objektivem Tamron M118VG413IR (5 Mpx) se světelností f/1,5 a délkou ohniska 4-13 mm. Zorné pole spektrografu je při použití objektivu Tamron M118VG413IR nastaveno na 69 × 46°, vzhledem k rozlišení instalovaného čipu a velikosti zorného pole je použita holografická mřížka s hustotou 1000 čar/mm. Skutečné rozlišení zaznamenaného spektra meteoru (1. řádu spektra) dosahuje průměrně 0,36-0,38 nm/px. Záznam zaznamenaných meteorů (spekter) probíhá s využitím programu FireCapture, předzpracování snímků probíhá v programu Tangra (rozdělení *.ser sekvencí) a v programu GIMP (úprava snímků – korekce distorzí). Samotné zpracování spekter probíhá v programu VisualSpec.

Obr. 23: Souhrnný snímek spektra meteoru náležejícího k meteorickému roji jižních delta Leonid (SDL), zaznamenaného 28. 1. 2024 (201740 UT) spektrografem VM SPNW (PointGrey Grasshoper3 GS3-U3-32S4M-C). Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.	Obr. 24: Souhrnné kalibrované spektrum meteoru náležejícího k meteorickému roji jižních delta Leonid (SDL), který byl zaznamenán 28. 1. 2024 (201740 UT) spektrografem VM SPNW (PointGrey Grasshoper3 GS3-U3-32S4M-C). Autor: Jakub Koukal

Obr. 25: Souhrnný snímek spektra meteoru náležejícího ke sporadickým meteorům, zaznamenaného 17. 11. 2024 (024953 UT) spektrografem VM SPNW (QHY5-III-178M). Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.	Obr. 26: Souhrnné kalibrované spektrum meteoru náležejícího ke sporadickým meteorům, který byl zaznamenán 17. 11. 2024 (024953 UT) spektrografem VM SPNW (QHY5-III-178M). Autor: Jakub Koukal

V roce 2024 bylo spektrografy na Hvězdárně Valašské Meziříčí zaznamenáno celkem 48 spekter (od 35 individuálních bolidů), převážnou většinu z nich tvořily spektra kometárních těles, spektra těles asteroidálního původu byla ve výrazné menšině. Z meteorických rojů byl nejvíce zastoupen meteorický roj Perseid (0007 PER), bylo zaznamenáno 11 spekter tohoto meteorického roje. Jednotlivé spektrografy se na celkovém počtu zaznamenaných spekter podílely následně: VM SPNE – 20 spekter, VM SPNW – 14 spekter, VM SPSE – 7 spekter a VM SPSW 4 spektra.

Tab. 2: Přehled zaznamenaných spekter v roce 2024, členěný podle jednotlivých spektrografů a kalendářních měsíců. Spektrograf označený NW test je testovací sestavou, kde se osazují jednotlivé testované kamery. Autor: Jakub Koukal

Poděkování

Poděkování patří společnostem DEZA, a. s. a CS CABOT, spol. s r. o., které přispěly na pořízení vybavení pro FHD stanice umístěné na Hvězdárně Valašské Meziříčí, p. o. a také v rámci sítě CEMeNt. Poděkování patří všem partnerským hvězdárnám (Ždánice, Vsetín, Rokycany, Plzeň, Karlovy Vary, Partizánske, Kysucké Nové Mesto) a také soukromým majitelům stanic (Milan Čermák, Richard Káčerek, Jakub Kapuš, Tibor Csörgei, Vladimír Bahýľ) za podporu aktivit a růstu sítě. 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.

Odkazy

Část I. - Síť CEMeNt

Část II. - Stanice sítě CEMeNt

Část III. - Databáze EDMOND, spektroskopie meteorů