Výzkumy v AsÚ AV ČR (152): Epsilon Perseidy jsou způsobeny dlouhoperiodickou retrográdní kometou

Aktivita rychlých meteorů vycházející ze souhvězdí Persea v měsíci září byla poprvé popsána už v roce 1878 a potvrzena byla vizuálními pozorováními mezi roky 1877 a 1880. Přestože byla k dispozici další pozorování z jiných let, sprška tzv. zářijových epsilon Perseid (pozor, neplést se známým rojem Perseid, který je aktivní kolem 11. srpna) se neobjevila v katalogu meteorických rojů v 70. létech 20. století. To svědčí zřejmě o nízké nebo nulové aktivitě roje po dobu několika let za sebou. V 90. létech 20. století se začínají opět objevovat práce na téma tohoto „ztraceného“ roje, přičemž autoři určovali zejména polohu radiantu (tedy zdánlivého místa na obloze, odkud rojové meteory vyletují) a další dráhové parametry těles. Vysoká geocentrická rychlost kolem 60 km/s svědčila o původu těchto těles v kometě s periodou dlouhou přinejmenším několik desítek let. V moderní době byly zářijové epsilon Perseidy studovány soudobou technikou, například s pomocí fotografické techniky nebo videozáznamem. Tato pozorování potvrzovala křehký materiál nejspíše kometárního původu.

Poslední prací na toto téma je studie Lukáše Shrbeného a Pavla Spurného z ASU. Práce využívala výhod plně automatických bolidových observatoří, jejichž podstatou je celooblohový záznam hvězdného nebe (dříve fotografický, dnes digitální) zachycující průlety jasných těles. Stanice jsou doplněny celooblohovými radiometry. Radiometr je zařízení zaznamenávající neustále (s rychlostí 5000 vzorků za sekundu) celkový jas oblohy. Jasnost meteoru je pak reprezentován záznamem nad hladinou jasu oblohy. S jejich pomocí se v roce 2013 podařilo zaznamenat 19 jasných meteorů patřících do roje zářijových epsilon Perseid, z čehož 12 bylo zachyceno vícestaničně.

S pomocí již plně digitalizovaných stanic byly zaznamenány ještě dva podobné meteory v roce 2015, šest exemplářů v roce 2016 a čtyři v roce 2017. Celkově tedy odborníci z ASU studovali 25 jasných meteorů pozorovaných vícestaničně. Lukáš Shrbený navíc s pomocí svého jednoduchého domácího spektrografu zaznamenal spektrum jasné epsilon Perseidy dne 14. září 2015, shodou okolností šlo o jeden z exemplářů zaznamenaných i automatickými kamerami. Pozorovací materiál doplňovaly záznamy z přehledových videokamer doplňujících bolidovou síť.

Vícestaniční pozorování umožnila určit atmosférické dráhy meteorů i dráhy původních těles ve Sluneční soustavě. Jde o meteory velmi rychlé a zřejmě křehké, takže jejich atmosférická dráha je typicky poměrně krátká. Meteory začínaly ve výškách mezi 99 a 132 km a přestaly zářit ve výškách 64 až 92 km. Délka dráhy rostla s rostoucí fotometrickou hmotností tělesa, tedy větší tělíska začínala zářit ve vyšších výškách a pronikala do atmosféry hlouběji.

Z určených drah a změřených rychlostí bylo možné odhadnout s pomocí kritéria navrženého před 40 lety Zdeňkem Ceplechou z ASU a spolupracovníky ze světových pracovišť, jaké jsou fyzikální vlastnosti materiálu, z něhož jsou tělesa složena. Z výsledků vyplývá, že jde o materiál s vlastnostmi na pomezí uhlíkatých chondritů a obyčejného kometárního materiálu. V porovnání s jinými roji jsou zářijové epsilon Perseidy těmito vlastnostmi nejblíže Perseidám, ne úplně nepodobné jsou i Orionidám. Naproti tomu pevnost v tahu, odvozená z vypočtené hodnoty dynamického tlaku působícího na těleso v okamžiku, kdy podle světelné křivky začíná fragmentovat, sice rozptylem hodnot odpovídá opět Orionidám nebo Perseidám, ale hodnoty pevnosti jsou posunuty k mírně vyšším hodnotám, pozorovaným například u Taurid. V případě zářijových epsilon Perseid byly ale pozorovány dva typy radiometrických křivek, odpovídající různým rychlostem fragmentace. Zatímco větší meteory měly tendenci prudce fragmentovat, což se projevilo výrazným zjasněním na radiometrické křivce, menší tělíska byla spíše soudržnější a zjasnění na křivce tak byla méně výrazná.

V zachyceném spektru jsou dobře patrné čáry sodíku, vápníku nebo hořčíku, ale také kyslíku a dokonce i čára Hα vodíku. Celkově ale vzhled spektra připomínal jiná podobná spektra jasných meteorů a nepodařilo se prokázat žádné neobvyklé nebo vzácné struktury. V několika případech byly díky digitálním stanicím zachyceny vývoje stop po meteorech, z nichž bylo možné určit směr a rychlost proudění atmosféry ve vysokých výškách. Byly tak získány důkazy pro větry vanoucí v horizontálním směru rychlostmi až 70 m/s a vertikálním až 20 m/s.

Autoři se dotkli i otázky původu zářijových epsilon Perseid. Určené heliocentrické trajektorie jsou konzistentní s původcem ve formě dlouhoperiodické komety s periodou 380 až 1100 let (nejpravděpodobněji 720 let) obíhající po retrográdní dráze. Silná aktivita z roku 2013 byla způsobena vláknem zanechaným kometou při posledním průletu. Protože jde o dlouhoperiodickou kometu, lze použít dostupné modely jiných autorů k předpovězení budoucí aktivity roje. Zdá se, že zvýšená aktivita se dá očekávat v letech 2026 a 2030. Na základě údajů zjištěných L. Shrbeným a P. Spurným je možné tyto předpovědi zpřesnit.

REFERENCE

L. Shrbený a P. Spurný, September epsilon Perseids observed by the Czech Fireball Network, Astronomy & Astrophysics 629 (2019) A137.

KONTAKT

Mgr. Lukáš Shrbený, Ph. D.
lukas.shrbeny@asu.cas.cz
Oddělení meziplanetární hmoty Astronomického ústavu AV ČR

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Oddělení meziplanetární hmoty ASU AV ČR

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v. v. i.