Hrvatska meteorska mreža: u susret 10 godina rada

Priča o Hrvatskoj meteorskoj mreži - treći dio

Križevački meteorit
Članak
0Komentari
Broj otvaranja1455


Treći dio

Predstavljamo vam, serijalom u četiri nastavka, Hrvatsku meteorsku mrežu. Upoznat ćemo vas s njezinim radom koji je zapažen i van granica naše zemlje i njezinim rezultatima koji su kulminirali pronalaskom Križevačkog meteorita. Evo kako je to bilo...

Drugi dio... | Četvrti dio...


U uvodnom sam dijelu naveo kako je inicjalno osnovni cilj HMM bio određivanje orbita meteoroida. Moguće je da nije svima na prvu jasno kolika je važnost poznavanja orbita pojedinih meteoroida, zašto su te orbite toliko bitne, stoga par riječi o evoluciji meteoroidskih struja i kao posljedice njih meteorskih potoka. Dva su osnovna izvora meteoroida: kometi (uslijed zagrijavanja približavanjem Suncu ili sudara s drugim tijelima) i asteroidi (sudari, nešto sitno moguće i uslijed plimnih sila i rotacije).

Teoretska razmatranja - a to podržavaju i opažanja - kažu da meteoroidi asteroidalnog porijeka ne mogu stvoriti meteoroidsku struju po cijeloj orbiti, jer način njihovog stvaranja to ne omogućava. Međutim, kometi svojim redovitim prolascima kroz perihel, a time i redovitim izbacivanjem stanovite količine materijala, mogu posijati dovoljno meteoroida koji će se uslijed različitih brzina ejekcije vremenom rasporediti po cijeloj orbiti i time formirati kontinuiranu struju meteoroida na orbitama sličnim svom matičnom tijelu, kometu.

Slika 22 - Jupiterov utjecaj. © Ljubaznošću: IMEX
Ukoliko se orbite tih meteoroida sijeku s orbitom Zemlje, svake ćemo godine na istom mjestu Zemljine putanje (što otprilike odgovara kalendarski istom danu u godini) vidjeti meteore koji dolaze iz istog radijanta, vidjet ćemo meteorski potok. Vrijeme potrebno za formiranje kontinuirane struje meteoroida ovisi o velikoj poluosi i ekscentricitetu orbite (a time i periodu revolucije) kometa, pa će uslijed različitih brzina ejekcije meteoroida za dugoperiodične komete koji imaju perihel unutar Zemljine orbite, za to biti potrebno svega 10-ak prolaska kroz perihel. Za komete Jupiterove obitelji je situacija puno kompleksnija, jer ih sam Jupiter svojom masom i rezultirajućim gravitacijskim utjecajem može uvelike deformirati i poremetiti putanje do neprepoznatljivosti (slika 22) što se može vidjeti u simulaciji meteoroida izbačenih s kometa 67P Churyumov-Gerasimenko [19].

E sad možemo pomalo dalje. Standardni prikaz radijanta meteora (uveden nekako erom monitora i printera u boji) je točka na nebeskoj karti pri čemu boja točke prezentira brzinu meteora. Sama orbita meteoroida izračunava se iz trenutka opažanja, rektascenzije, deklinacije i brzine meteora, stoga se može reći da ovakav "ravninski", indirektni prikaz orbita zaista vjerno odražava sličnosti i različitosti orbita meteoroida. Moguće je prikazati plot radijanata meteora za cijelu godinu (slika 23), no tu lako možemo previdjeti pojedine potoke budući se njihovi položaji na nebu u nekim slučajevima preklapaju - položaj radijanta može biti isti, ali su vremena njihovog pojavljivanja različita.

Slika 23 - Radijanti meteora tijekom cijele godine. © Ljubaznošću: EDMOND
Ukoliko je pak takav plot ograničen na relativno kratak vremenski period (recimo par dana), te na njemu uočimo grupu radijanata iste boje (brzine), možemo reći da nam takav plot prikazuje neku relativnu aktivnost, a ako još k tome na nekoliko uzastopnih plotova vidimo prividno gibanje takve grupe radijanta možemo ustvrditi kako opažamo aktivnost nekog meteorskog potoka.

Sve fino i krasno, reći ćete - no možda ćete mišljenje promijeniti kada pročitate nešto što do sada niste znali, a to je da današnja znanost ne poznaje ni izbliza preciznu definiciju meteorskog potoka! Pa se postojanje meteorskih potoka utvrđuje konsenzusom na sastancima zasebne komisije pri IAU (International Astronomical Union - Međunarodna astronomska unija), koji se upriličuju svake tri godine u vrijeme generalne IAU konferencije.

Postoje dva osnovna pristupa kojima se sličnost u(s)tvrđuje postojanje meteorskog potoka: prvi, na osnovi grupiranja radijanata meteora koje je netom opisano u prethodnom paragrafu, bazirano na solarnoj longitudi (položaj Zemlje na njenoj orbiti u odnosu na Sunce), rektascenziji i deklinaciji te brzini meteora, i drugi, na osnovi sličnosti orbita (pet osnovnih elemenata orbite) primjenjujući neki od kriterija sličnosti orbita (najčešće se koristi kriterij D_SH, koji su definirali Southworth i Hawkings još tamo 1963. godine).

Prvi katalog koji smo dobili iz promatranja HMM 2007. godine ukazivao je na postojanje jednog meteorskog potoka koji prethodi Perzeidima, a bio je toliko očit da smo s prijavljivanjem tog potoka dugo otezali jer je bez dodatnih promatranja bilo jako teško decidirano reći da li je riječ o "ranim" Perzeidima ili zasebnom meteorskom potoku. Zato smo tek 2012. godine, pošto smo prikupili po našem mišljenju dovoljno orbita meteoroida prijavili otkriće prvog potoka iz rezultata opažanja HMM i potvrde njegovog postojanja u katalozima orbita japanske SonotaCo mreže [20]. Potoku smo dali ime zeta Cassiopeids, IAU MDC #444 [21] (slika 24), a zanimljivo je da je u istom broju WGN objavljeno i potpuno neovisno otkriće istog potoka od strane Poljske meteorske mreže [22], ali pod drugim imenom i na osnovi opažanja meteora s pojedinačnih stanica - dakle ne iz orbita meteoroida [23].

Slika 24 - Zeta Cassiopeids. © Ljubaznošću: HMM
Zeta Cassiopeidi prethode Perzeidima, i dio znanstvene zajednice je mišljenja da je riječ o istom potoku - unatoč činjenici da se aktivnosti ova dva potoka djelomično preklapaju. Čvrsto smo uvjereni da će na slijedećoj generalnoj skupštini IAU i ovaj potok biti priznat kao zaseban i pri IAU MDC (službena IAU stranica sa listom meteorskih potoka, [24]) dobiti status "established", službeno priznati meteorski potok.

Uslijedile su daljnje analize obrađenih podataka, pri čemu smo našim opažanjima pridružili i opažanja SonotaCo mreže kako bi fond orbita bio što veći te olakšao prepoznavanje poznatih te pronalaženje novih meteorskih potoka. Tako smo već te iste 2012. godine na IMC koji se održao na Kanarskim otocima, La Palma, prezentirali otkriće meteorskog potoka kojeg smo nazvali August iota Cetids [25], a potom u WGN objavili i otkriće još osam novootkrivenih potoka [26].

Sve dubljom analizom brojnih moguće novih meteorskih potoka, došli smo do zaključka kako gore opisanom metodom nećemo moći obuhvatiti kompletne podatke koji su nam dostupni, te smo tijekom zime i proljeća 2013. godine promijenili pristup te proveli sveobuhvatnu analizu na setu od nešto više od 130.000 orbita (HMM+SonotaCo). Bit ove nove metode sastoji se u tome da se sve pojedine orbite meteora uspoređuju sa svim ostalim orbitama u katalogu, te se uz striktno definirane parametre sličnosti orbita (3 različita D-kriterija) iterativnim putem definiraju srednje orbite tako otkrivenih potoka.

Slika 25 - Mnoštvo meteorskih potoka. © Ljubaznošću: HMM
Pored iznalaženja na ovaj način definiranih meteorskih potoka, provjeravali smo i mogućnost da je neki od do tada poznatih NEO (Near Earth Object) ujedno i matično tijelo tih meteorskih potoka, na osnovi sličnosti srednjih orbita potoka i trenutnih orbita NEO. Kako je do tog trenutka u IAU MDC bazi bilo prijavljeno postojanje nekih 500-tinjak meteorskih potoka, otkrivenih raznim metodama (fotografski, video, radar), imali smo vrlo dobar izvor podataka kojim smo mogli provjeriti pouzdanost i točnost metode - i rezultati su bili iznenađujući. Takvim, u potpunosti automatskim i striktno objektivnim pristupom "otkrili" smo (slika 25) veliku većinu do data poznatih potoka (neki od njih do tada opažanih jedino radarskom metodom), te "otkrili" poznatu povezanost nekih meteorskih potoka s njihovim matičnim tijelima.

Ova "otkrića" poznatih potoka i povezanosti s njihovim matičnim tijelima opravdavaju i ono što je uslijedilo, a to je prijavljivanje velikog broja moguće novih meteorskih potoka te u nekim slučajevima i njihovih matičnih tijela. Kompletni rezultati analize iz 2013. godine prezentirani su iste godine u Poljskom Poznanu, na IMC [27] (slika 26) te profesionalnoj konferenciji "Meteoroids 2013" [28]. Usput budi rečeno, i dan danas sam kivan na organizatore što nam nisu dali priliku da održimo prezentaciju na govornom dijelu konferencije već su nas smjestili u "poster session", a imam li razloga za ljutnju svatko može provjeriti ukoliko pogleda program i zbornik radova konferencije.

Slika 26 - IMC u Poljskom Poznanu. © Ljubaznošću: HMM
Radovi o moguće novim meteorskim potocima su u skladu sa IAU propisima objavljeni u WGN, a dok ovo pišem (sad već studeni) dobili smo potvdru da je završni članak o ovoj sveobuhvatnoj potrazi za meteorskim potocima, "Dynamical modeling validation of parent bodies associated with newly discovered CMN meteor showers" na redu za objavu u Astronomy and Astrophysics.

Taj je članak kruna ove potrage, jer smo u suradnji s Jeremiem Vaubaillonom sa Pariške Observatorije i Instituta za nebesku mehaniku (IMCCE France) dinamičkim modeliranjem hipotetske struje meteoroida proizvedene od strane NEO na koje smo sumnjali da bi mogli bit povezani s nekim od naših moguće novih meteorskih potoka, provjerili usklađenost s rezultatima analize odnosno našim opažanjima (slika 27). Tu smo povezanost potvrdili u sedam od trinaest analiziranih slučajeva: u tri je slučaja riječ o kometima, a u 4 o asteroidima koji se nalaze na orbitama kometa Jupiterove obitelji, te vrlo vjerojatno nisu "klasični" asteroidi već je riječ o ugaslim jezgrama kometa.

Netko će reći: je, prijavili su nove potoke (i to njih više od 100!), a tko će to provjeriti da li je to točno, da li je to istina? Ako mene pitate presporo, znanstvena zajednica ipak funkcionira. Pa se recimo ekipa iz EDMOND-a potrudila provesti sličnu potragu, ali na potpuno neovisnom setu orbita - dakle na orbitama koje nisu sadržane ni u katalogu SonotaCo ni u katalogu HMM. I tu potragu su proveli dvjema različitim metodama, Kornoš klasičnim D-kriterij pristupom [29] a Rudawska novim kriterijem baziranim ne na Keplerovim elementima orbite već geocentričnim podacima (sol,RA,Dec,Vg - [30]).

Slika 27 - Rezultati analize opažanja. © Ljubaznošću: HMM
Peter Jenniskens (NASA-CAMS) se u 4 članka objavljena u Icarusu isto tako pozabavio provjerom postojanja meteorskih potoka iz IAU baze u setu od cca 74 000 orbita projekta CAMS, koristeći metodu kojom smo mi započeli s potragom za novim potocima, s tom razlikom da nije primjenjivao iterativnu metodu za određivanje srednjih orbita potoka. Rezultati tih potpuno neovisnih analiza jako su zanimljivi - Jenniskens je pronašao sve one potoke koje smo i mi pronašli prvom metodom, ali nije pronašao većinu otkrivenih automatskim, objektivnim pristupom.

Kornoš i Rudawska su pak pronašli oko 75% potoka koje je HMM prijavila kao nove, na setu podataka koji je međutim bio nešto manji od onog koji smo mi koristili u našoj analizi. Ono što je svakako važno istaći je broj potoka koje je IAU prošle godine na svojoj generalnoj skupštini priznala kao "established", dakle priznate potoke. Od ukupno 18 priznato novih potoka 2015. godine, 8 su otkrića proizišla kao rezultat rada HMM:

#510 JRC - June rho Cygnids [31]
#512 RPU - rho Puppids [32]
#524 LUM - lambda Ursae Majorids [33]
#526 SLD - Southern lambda Draconids [34]
#529 EHY - eta Hydrids [35]
#533 JXA - July xi Arietids (povezani sa kometom C/1964N1 Ikeya) [36]
#549 FAN - 49 Andromedids (povezani sa kometom C/2001W2 BATTeRS) [37]
#569 OHY - omicron Hydrids [38]
 
Nije loše, što vam se čini? :-)
I uvjeren sam da će bit još puno više priznatih potoka nakon slijedećeg zasjedanja IAU Commission F1 - Meteors, Meteorites and Interplanetary Dust, u Beču 2018. godine.

Ali nije bilo lako - trebalo je proći kroz kompletan kupus koji se godinama kiselio na IAU MDC, jer su se neki potoci prijavljivali samo na osnovih prividnih radijanata, neki s pogrešno unesenim ili krivo interpretiranim podacima. "Zahvaljujući" tom kupusu imali smo nekoliko gafova, naime kao nove smo prijavili već prijavljene potoke, ali ne svojom krivicom već uslijed nepotpunih podataka u bazi - no to ne treba pretjerano čuditi, jer su i Sjeverni delta Aquaridi (NDA) duuugo godina pogrešno interpretirani kao beta Pegasidi (BPE - o tome smo prezentaciju održali još na MACE 2010).

Rad "A statistical walk through the IAU MDC database" koji potpisujemo Žac, Denis i ja [39] samo je pokazatelj da amateri itekako mogu doprinijeti znanosti - čak i ukoliko se i ne bave direktnim opažačkim radom. Stoga i ne čudi zahvalnica "... for their excellent ..." na kraju rada Tadeusza Jopeka (zaduženog za IAU MDC) koji je prezentirao na ovogodišnjim Meteoroidsima u Nordwiijku ([40], koga zanima tu je i lista preostalih novopriznatih potoka).


Reference

[19] IMEX: Dust Trails of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
[20] New shower in Cassiopeia
[21] Meteor data center
[22] Polish Fireball Network
[23] The new July meteor shower
[24] Meteor data Center
[25] Possible new meteor shower detected from CMN and SonotaCo data
[26] 8 new showers from Croatian Meteor Network data
[27] Meteor shower search in the CMN and SonotaCo orbital databases
[28] A parent body search across several video meteor data bases
[29] Confirmation and characterization of IAU temporary meteor showers in EDMOND database
[30] Independent identification of meteor showers in EDMOND database
[31] Meteor data center
[32] Meteor data center
[33] Meteor data center
[34] Meteor data center
[35] Meteor data center
[36] Meteor data center
[37] Meteor data center
[38] Meteor data center
[39] A statistical walk through the IAU MDC database
[40] AU Meteor Data Center | the shower database: a status report PDF




[A] dodatak - nove definicije prema Jiří Borovička

About the definition of meteoroid, asteroid, and related terms WGN, the Journal of the IMO 44:2 (2016)

Meteor

is the light and associated phenomenon (heat, shock, ionization), which results from the entry of a solid object from space into a gaseous atmosphere.

Meteoroid

is a solid object of a diameter between 30 μm and 1 meter moving in, or coming from,
interplanetary space.

Dust

is finely divided solid matter, with particle sizes in general smaller than meteoroids, moving in, or coming from, interplanetary space.

Asteroid

is a solid object of a diameter larger than 1 meter and smaller than a dwarf planet moving in or coming from interplanetary space and showing no activity (i.e. a release of gas, dust or meteoroids).

Comet

is a solid object of a diameter larger than 1 meter and smaller than a dwarf planet moving in or coming from interplanetary space and showing activity (i.e. a release of gas, dust or meteoroids).

Meteorite

is any solid object that survived the meteor phase in a gaseous atmosphere without being completely vaporized.

Meteoric smoke

is solid matter that has condensed in a gaseous atmosphere from material vaporized during the meteor phase.


Bez komentara
Želiš komentirati? Klikni!