Meteorická astronomie: Velká věda o malých tělesech

Lidově se jim říká „padající hvězdy", „létavice" nebo „povětroně". Jiří Srba začínal s pozorováním meteorů jako mnoho jiných členů astronomických kroužků – sledoval je pouhým okem. V době, kdy nastupoval do valašskomeziříčské hvězdárny, rozbíhal se zde projekt se stejným zaměřením, avšak s využitím moderní techniky. Věnuje se mu dodnes, nejen jako odborný pracovník hvězdárny, ale i jako člen Společnosti pro meziplanetární hmotu, která je sekcí České astronomické společnosti.

Jak dlouho zdejší hvězdárna pozoruje meteory?

Jejich vizuální sledování ze stanoviště Hlaváčky u Rožnova pod Radhoštěm patřilo k odborným aktivitám už v době, kdy hvězdárna začínala, tedy ve druhé polovině 50. let minulého století. Potom se expedice přesunuly jinam. To, co děláme nyní, začalo až s pořízením digitální techniky v roce 2011, kdy jsme se zapojili do činnosti středoevropské sítě pro pozorování meteorů, známé pod zkratkou CEMENt. Sdružuje amatérské pozorovatele, stejně jako hvězdárny vybavené potřebnou technikou.

Čím meteory pozorujete?

Začínali jsme s jedinou kamerou, ale záhy přibyly další, schopné zaznamenat dokonce i spektra meteoru. V současné době, mimo jiné díky spolupráci s Ústavem fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR, meteory sledují čtyři páry kamer rozmístěných na ochozu jedné z našich budov. Ty spektrální s vysokým rozlišením pořizují osm, klasické pětadvacet snímků za sekundu.

V čem vaše činnost spočívá?

Udržuji systémy v provozu a zajišťuji, aby prováděly pozorování pokud možno každou jasnou noc. Samotné pozorování je automatické, mým úkolem je pořízené záznamy vytřídit a výsledky odeslat do celosvětové databáze EDMONd ve Velké Británii. Také si je vyměňujeme s kolegy z okolních stanic, abychom mohli vypočítat dráhy meteorů. A když se podaří zachytit hodně jasný meteor se zřetelným spektrem, posíláme záznam i do Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR, protože je to součást našeho společného projektu.

Proč vlastně pozorujete meteory? Jaký to má praktický význam?

Pomáhají nám vytvořit si představu o rozložení a vlastnostech nejjemnějších kousků materiálu pohybujícího se Sluneční soustavou, který pochází primárně z  komet, ale i z planetek. My tyto drobné částice – meteoroidy – zaznamenáme v okamžiku, kdy se setkají s atmosférou a během průletu za sebou zanechávají typickou světelnou stopu, kterou označujeme jako meteor. Kromě základního výzkumu jsou důležité i z hlediska bezpečnosti družic na oběžné dráze, s nimiž se mohou srazit a poškodit je. Také nám mohou prozradit mnoho zajímavého o historii a současném fungování celé Sluneční soustavy.  

O jak velkých částicích je vůbec řeč?

Meteor, který vidíme na obloze, pochází z částice měřící od desetin milimetru po několik milimetrů. Ty centimetrové bývají už hodně jasné, zvláště při vyšších rychlostech.

Jak se může stát, že tak malá částice svítí tak jasně?

Je to způsobeno její obrovskou energií. Meteoroid vstupuje do zemské atmosféry přibližnou rychlostí od 10 do 70 kilometrů za sekundu. To, co vidíme, ale není částice, nýbrž plyn, přesněji plazma, které se při průletu atmosférou vytvoří a kterému meteoroid předává svou energii. Samotná částice chemicky zareaguje s atmosférou a ve většině případů zanikne. Jen výjimečně nějaké větší těleso dopadne na Zemi jako meteorit.  

Odkud se meteory vzaly?

Když se začala vyvíjet Sluneční soustava, z drobných prachových částic se postupně skládala větší a větší tělesa. Dnes probíhá opačný proces – vzájemnými srážkami a přibližováním komety ke Slunci se tyto částice uvolňují a toulají se Sluneční soustavou. 

Jaké je postavení naší astronomie v oblasti pozorování meteorů?

Česká astronomie významně přispěla k jejímu rozvoji v oblasti teorie i praktických pozorování. Z hlediska našeho zaměření je patrně nejvýznamnějším příspěvkem vybudování Evropské bolidové sítě Zdeňka Ceplechy na počátku 60. let minulého století. Jedná se o síť, dnes již samozřejmě modernizovaných stanic fotografujících jasné meteory zvané bolidy. Dodnes ji provozují vědečtí pracovníci Astronomického ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově. Jako jedni z mála na světě umějí vypočítat dráhu těchto těles s takovou přesností, že v případě pádu meteoritů dokáží určit místo jejich dopadu a v okruhu několika stovek metrů je skutečně nalézt.   

Lze v tomto odvětví astronomie učinit významný objev?

Základní vlastnosti meteorických rojů známe už od dob vizuálních pozorování. Často ale podléháme představě, že dříve poznané se dále nevyvíjí. Není to pravda. Musíme si uvědomit, že časová měřítka takového vývoje jsou ve vesmíru mnohem delší než lidský život. Třeba dosud málo aktivní a bezvýznamný roj se během několika let může stát natolik zřetelným, že ho zpozoruje i laik, protože meteorů v něm výrazně přibude. Naším úkolem je vysledovat jejich dráhy, zjistit, jestli se to v příštích letech bude opakovat, a říct, proč k takové „spršce“ došlo. Anebo jiný příklad – naše pozorovatelská síť může detekovat i nové roje, protože v principu každé těleso, jehož dráha se přibližuje Zemi, může vyprodukovat meteorický roj. Údělem meteorářské astronomie ale je, že k rozumnému prokázání nějakého jevu potřebuje relativně velký statistický vzorek, tedy dlouhodobá a opakovaná pozorování.

Může člověk při pozorování meteorů objevit i něco jiného?

Naše kamery zaznamenávají všechno, co se na noční obloze děje. Třeba nadoblačné blesky, dlouho považované za mýty. Teprve v 80. letech minulého století se objevily náznaky toho, že od bouřky nahoru směřují červené blesky. Nejtypičtějším zástupcem těchto výbojů je „sprite“, česky „rudý skřítek“.

Existuje něco jako „meteorářské žně“, tedy období s nejvyšším výskytem meteorů?

Takové období nastává vždy s nějakým aktivním meteorickým rojem. V létě jsou to například Perseidy, známé jako Slzy svatého Vavřince, v listopadu Leonidy, tvořené meteory vyletujícími ze souhvězdí Lva, a v prosinci Geminidy, původem ze souhvězdí Blíženců. Úžasné jsou i Kvadrantiny ze souhvězdí Pastýře, s nejvyšší aktivitou okolo 3. ledna. I když pozorovat je venku někdy znamená zahrabat se do sněhu a odolávat patnáctistupňovému mrazu... Mimo to existuje spousta slabých rojů, kterých si člověk běžně nevšimne. Přitom jsou zajímavé občasným výskytem „spršek“, kdy se četnost okem pozorovatelných meteorů zvýší třeba ze tří na pětadvacet za hodinu. Obecně lze říci, že meteorů bývá nejvíce od července do prosince a nejméně od února do dubna.      

Pozorování jsou vlivem moderní techniky stále přesnější. Jak se to odráží na jeho výsledcích?

Ukazuje se například, že některé roje, v minulosti považované za existující, jsou z dnešního pohledu spíše náhodné shluky částic na podobných drahách. A že roje, které jsme pokládali za samostatné, jsou ve skutečnosti pokračováním rojů souvisejících s jedním tělesem. Teď třeba zjišťujeme, že mnoho rojů ve vnitřní Sluneční soustavě souvisí s dlouhodobou aktivitou jediné komety 2P/Encke. Vzhledem k její krátké periodě jsou ale viditelné v různých ročních obdobích.   

Jaký byl váš nejzajímavější zážitek spojený s pozorováním meteorů?

Zhruba před dvaceti lety jsme při vizuálním pozorování Leonid spatřili meteor, jehož záblesk byl srovnatelný s Měsícem v úplňku. To se občas stane, zajímavé ale bylo, že na nebi za sebou zanechal stopu, která byla celých 30 minut viditelná pouhým okem. Byl to naprosto neuvěřitelný zážitek!

Setkal jste se i s meteority?

V únoru 2010 jsem cestou do práce spatřil na obloze podivná oblaka. Trochu to připomínalo noční svítící oblaka, která se ale v tomto období nevyskytují. Usoudil jsem, že to bude pozůstatek kouřové stopy bolidu, a také že ano. Když jsem přišel do hvězdárny, z e-mailové pošty jsem se dozvěděl, že nad Slovenskem skutečně proletěl bolid. Později nalezené meteority dostaly podle oblasti dopadu název Košice. Následující rok jsem na seminářï u slovenských kolegů jeden z více než dvou set nalezených úlomků měl v ruce.   

A co české meteority?

K nejvýznamnějším úkazům tohoto druhu za poslední desetiletí v Česku patřil superbolid, jehož úlomky v květnu 2000 dopadly v Beskydech, proto dostal název Morávka. V tamních lesích dodnes leží pravděpodobně desítky kilogramů meteoritů. Některé se záhy po dopadu podařilo najít a nyní jsou vystaveny v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Národním muzeu v Praze. Když kolegové z Astronomického ústavu v terénu shromažďovali od svědků údaje pro dopočítání jejich dráhy v atmosféře, jeden z čerstvě nalezených úlomků meteoritu jsem si mohl zblízka prohlédnout.

Morávka je takzvaný meteorit s rodokmenem, u něhož je známé, odkud přiletěl. Zaznamenali jste ve hvězdárně nějaký další?

Jedním z posledních na našem území byl meteorit Žďár nad Sázavou, který na Zemi dopadl v prosinci 2014. Kromě záběru samotného bolidu jsme u nás ve hvězdárně pořídili hrubý záznam jeho spektra, což je docela unikátní. Fakticky to určilo směr dalšího rozvoje našeho pozorovacího programu, který se nyní zaměřuje právě na spektra jasných meteorů. Navíc jsem toto těleso jako letící meteor spatřil na vlastní oči. Zrovna jsem vyhlédl z okna kanceláře a mezi žaluziemi jsem na tmavé obloze viděl přeletět objekt, opět jasnější než Měsíc v úplňku.