Z archivu · 2014 · 6 min čtení

Možná sprška květnových Camelopardalid

Na konci května nastane dosud nejbližší zaznamenané přiblížení krátkoperiodické komety 209P/LINEAR.

Na této stránce

Peter Jennisken ve své knize Meteorické roje a jejich mateřská tělesa (Meteor Showers and Their Parent Comets, 2006, Cambridge University Press) předpověděl možnost spršky. Numerické modely Eska Lyytinena a dalších autorů parametry spršky potvrzují. Jèremie Vaubaillon uvádí, že Země protne všechny prachové vlečky vyprodukované kometou v letech 1803—1924 (oběžná doba komety je 5 let). Jestliže předpokládáme aktivitu, jakou má typická kometa Jupiterovy rodiny, pak by ZHR dosáhla 100—500/hod.
V srpnu 2013 Peter Jenniskens a Regina Rudawská prezentovali na konferenci Meteoroids 2013 analýzu drah videometeorů databáze CAMS a SonotaCo (40 000 a 60 000 záznamů meteorů). Identifikovali 45 nových rojů. Podle jejich zjištění existuje slabý roj Camelopardalid, kterému přiřadili IAU identifikační číslo 451 a kód CAM. Jako možné mateřské těleso navrhli kometu 209P.

Zdroj: arxiv.org/pdf/1405.1769v1.pdf

Radiant pro spršku se mírně liší od radiantu pravidelného roje: α =125º, δ .= +78º (mezi Polárkou a hlavou Velké Medvědice), geocentrická rychlost 15,9 km/s. Z analýzy vyplývá, že meteory by měly být spíše jasnější.
Quanzhi Ye a W. Wiegert analyzovali aktivitu komety v předchozích návratech a dospěli k názoru, že částice uvolněné z povrchu komety jsou dostatečně velké na to, aby produkovali viditelné meteory, s nízkým populačním indexem. Jejich odhad ZHR je kolem 200/hod. Střed vlečky projde kolem Země ve vzdálenosti 30 000 km. (arxiv.org/pdf/1311.0235v1.pdf
Skupina chorvatských pozorovatelů sdružených v Chorvatské meteorářské pozorovací síti na základě dat CMN (Croatian Meteor Network) a japonské SonotaCo detekovala slabý roj, aktivní mezi 24. dubnem a 4. červnem, který se zdá být shodný s rojem 451.

Všechny současné předpovědi lze porovnat v následující tabulce:

Tabulka je převzaná ze stránek meteor.seti.org. Poloha radiantu a čas maxima lze předpovědět s vysokou přesností. Pouze aktivitu roje (ZHR) dnes nedokážeme dobře předpovídat. Aktivita souvisí s neznámou strukturou povrchu komety, kdy neznáme jednak velikost jádra komety, rychlost rotace, ani distribuci velikostí prachových zrn. Podle sloupce ZHR v tabulce se ale zdá, že modely už dovedou dobře předpovídat i aktivitu spršky. Uvidíme, nakolik jsou dnešní modely spolehlivé.

Práce Ye/Wiegert (2013)

V práci Ye a Wiegerta lze nalézt přímo graf hustoty částic (tedy ne ZHR) v závislosi na čase (viz Figure 3. výše). Na stránkách meteor.seti.org je chybně tato částicová hustota uvedena jako ZHR (i když se u reálných dat číselně vždy vejde do stejného řádu). Pojďme si jako cvičení propočítat uvedenou hustotu na ZHR.
V roce 1990 publikovali Jürgen Rendtel a Ralph Koschack dva články týkající se určení částicové hustoty a hmotnostního indexu ze ZHR a populačního indexu vizuálních pozorování. Články lze nalézt na:
http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1990JIMO…18…44K/0000057.000.html
http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1990JIMO…18..119K/0000140.000.html

Pro výpočet částicové hustoty ρ(m ≤ 6,5) dostali

de c(r) je korekční faktor (pro 1,8 ≤ r ≤ 3,5 zhruba platí c(r) = 10,65r – 12,15), Ared redukovaná pozorovaná plocha oblohy, kterou obsáhne vizuální pozorovatel (pro meteory ve výšce 100 km, pro pomalejší meteory se musí propočíst na nižší výšku).

Po matematických úpravách dostaneme

Jestliže vezmeme populační index stejný jako u Perseid v maximu (r = 2,5), pak pro výšku 100 km dostaneme ZHR kolem 800/hod. Pakliže meteory budou svítit ve výšce 85 km, ZHR klesne na 600/hod.
Jestliže je model ZHR v práci hodnověrný, pojďme se podívat na graf, jak jsme na tom s pozorovacími podmínkami v ČR v případě jasné oblohy (pro radary toto omezení neplatí). Pro pozorovatele na Vsetíně končí astronomická noc 01:55 LSEČ (23.55 UT). Nárůst aktivity lze pozorovat od sollong 62.6 (2.45 LSEČ, Slunce -14,7º pod obzorem). Astronomický soumrak končí o půlhodinu později, v 3.15 LSEČ. Lze tedy předpokládat několik jasných meteorů na začátku svítání.

Obr. 1: Hustota částic v okolí Země při průletu stopou po kometě dle Ye a Wiegerta.

Obr. 2: Očekávané rozdělení velikosti částic komety. Nejvíce je milimetrových částic. Z uvedeného obrázku je zřejmé, že populační index nebude vystihovat rozdělení počtu meteorů dle jasnosti (jestliže je model správně).

Práce J. Vaubaillona

Obr. 3: Numerická simulace J. Vaubaillona ukazuje odhadovanou hustotu částic mezi 24. a 25. květnem 2014.

J. Vaubaillon úspěšně použil svůj model pro několik předpovědí. Zdokonalil předchozí modely tím, že do svého modelu přidal fyzikální procesy při ejekci meteoroidu z povrchu komety. Jako těkavou složku uvažuje pouze vodu, takže první úlomky z povrchu komety odlétají asi ve vzdálenosti 3 AU. Jejich pohyb je počítán numerickým integrátorem, který bere do úvahy Slunce, 8 planet a Měsíc. Z negravitačních vlivů v sobě model zahrnuje Poyntingův-Robertsonův efekt a tlak záření. Dráhy modelovaných částic, které se přibližují dráze Země, jsou pak propočteny se zvýšenou přesností. Hustota částic je v modelu přímo úměrná aktivitě komety. Každá částice má v modelu statistickou váhu, vyjádřující skutečný počet úlomků komety, které opustili v daném čase plochu komety příslušející této částici. Každá simulace obsahuje milióny částic a trvá několik hodin až dnů.
Model dává spolehlivé výsledky pro „mladé“ vlečky (do 10 oběhů). Starší vlečky jsou méně přesné (na druhou stranu, starší vlečky rychle slábnou na aktivitě, jako je tomu např. u Perseid a jejich širokém pozadí). Čas maxima aktivity lze spočíst s přesností na minuty, ale ZHR lze pouze odhadovat, protože u žádného roje nemáme důkladnou znalost povrchu a fyzikálních vlastností komety, jak je zmíněno výše.

Obr. 4: Tvar radiantu spršky Camelopardalid dle Vaubaillona.

Obr. 5: Prostorová orientace částic komety 209P. Vnější kruh je dráha Jupitera, vnitřní Země.

Práce M. Maslowa

Obr. 6: Časoprostorový řez částicemi komety. Na ose x je čas, na ose y vzdálenost od uzlu dráhy.

Maslow počítal s vlečkami do roku 1763. Nejvyšší aktivita je z vleček z let 1898—1919. Jeho konzervativní odhad je 100/hod., nevylučuje ani možnost meteorického deště. Kometa bude sice velice blízko Zemi, ale má dle současných odhadů pouze 800 metrů v průměru.

Mapa zeměkoule ukazuje pohled na Zemi z hlediska roje v čase 7:21 UT. Čára skrz Zemi ukazuje hranici, kde je Měsíc nad obzorem (který je před novem, 24,8 dne, a nebude moc pozorování rušit). Levá strana je osvětlená, vidíme že v Evropě už je den. Jako ideální pozorovací místo se jeví Kanada, případně severozápadní část USA.
Do Kanady se chystají Juraj Tóth a Pavol Zigo z Modry. Pozorovat budou v Grassland National Park, v Saskeatchewanu. Mají v plánu dvoustaniční pozorování a spektroskopii.
Peter Jenniskens má v plánu spektroskopii ze San Franciscko Bay, Kalifornia, USA.
Apostolos Christou z Armagh Observatory, Irsko se přidá k Petru Brownovi a Margaret Campbell-Brownové z Kanady. Pozorovat budou v Londone, Ontario. Mají v plánu videopozorování slabých meteorů. Brownovi použijí i CMOR radar spolu s optickými kamerami na univerzitě v Západním Ontáriu.

Seznam příblížení do roku 2006 zde: NASA JPL