Spektrálne modelovanie a dynamický pôvod meteoroidov z globálnej siete AMOS

21. máj. 2018 • Fyzikálne vedy

Spektrálne modelovanie a dynamický pôvod meteoroidov z globálnej siete AMOS

Na úspešné výsledky predchádzajúcich prác nadviazali tvorcovia projektu Spektrálne modelovanie a dynamický pôvod meteoroidov z globálnej siete AMOS. Podarilo sa im totiž preukázať dôležitosť prepájania určovaných spektrálnych a dynamických parametrov meteoroidov pre pochopenie pôvodu a diverzity malých telies Slnečnej sústavy.

„Asteroidy, kométy a meteoroidy predstavujú najstaršie a najmenej diferencované objekty našej sústavy a ich štúdium je kritické pre pochopenie evolúcie Slnečnej sústavy z pôvodnej protosolárnej hmloviny. Štúdium týchto telies je však značne obmedzené ich veľkosťou a nízkym albedom. Systematické pozorovania meteorov – svetelných javov vznikajúcich pri interakcii meteoroidov so zemskou atmosférou sú preto najefektívnejším prostriedkom pre výskum medziplanetárnych telies Slnečnej sústavy,“ uvádza Mgr. Pavol Matlovič z Oddelenia astronómie a astrofyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave ako hlavné vedeckých ciele projektu. 

Na projekt Spektrálne modelovanie a dynamický pôvod meteoroidov z globálnej siete AMOS bol udelený grant v rámci grantovej schémy UK.

Ako ďalej vysvetľuje odborník, od začiatku spektrálneho programu AMOS-Spec na Astronomickom a geofyzikálnom observatóriu v Modre v roku 2013 pozorovali a spracovali vyše 200 spektier meteorov, poukazujúcich na širokú diverzitu materiálov v medziplanetárnom priestore. Prvé analýzy poukázali na efektivitu navrhovanej metodiky spracovania meteorov a hodnotu získavaných informácií. „Náš detailný výskum prúdu Tauríd poukázal na kometárny charakter častíc s vysokou heterogenitou a prítomnosťou uhlíkatých inklúzií. V súčasnosti získané množstvo meraní odhaľuje bližšie charakteristiky skúmaných meteoroidných populácií. Podarilo sa nám odhaliť zvýšený pomer Na/Mg v populácii väčších (mm-dm) meteoroidoch v porovnaní s menšími časticami, ako aj ochudobnenie o čisto železné telesá a prítomnosť skupiny Fe-rich meteoroidov pravdepodobne súvisiacich so železno-kamennými telesami. Získané výsledky v súčasnosti spracovávame pre publikovanie v dvoch karentovaných článkov.“

Vo svojich prácach sa tiež odborníci zameriavajú na popis pozorovaných atypických spektrálnych skupín, poukazujúcich na meteoroidy so zložením líšiacim sa od štandardných chondritických či kometárnych telies. Sieť systémov na pozorovanie meteorov AMOS sa v posledných rokoch rozrástla o stanice na Kanárskych ostrovoch a v Čile. Od decembra 2016 sú tieto stanice vybavené tiež novými spektrálnymi kamerami, ktoré poskytujú pozorovanie vizuálnych a blízkych UV a IR spektier meteorov vo vyššom rozlíšení (0.5 nm/px). 

V rámci projektu sa jeho tvorcovia zameriavajú predovšetkým na spracovanie najjasnejších prípadov pozorovaných na týchto staniciach v roku 2017. Určené spektrálne charakteristiky a materiálové vlastnosti (pevnosť, mineralogická hustota) meteoroidov budú konfrontované s dynamickým pôvodom telies. „Z pozorovaní v Čile tak získame prvú charakteristiku diverzity meteoroidných prúdov aktívnych aj v južnej pologuli. Pozorovania z Kanárskych ostrovov zase poskytujú možnosť detailného štúdia prúdu Geminíd, ktorý sa v decembri 2017 preukázal na týchto staniciach zvýšenou aktivitou (vyše 1 000 záznamov). Tento prúd má pôvod v potenciálne nebezpečnom asteroide 3200 Phaethon, ktorý sa však pri priblíženiach k Slnku prejavuje zvýšenou ejekciou prachu, typickou pre kometárne telesá. Skúmaním jeho častíc preto získame cenné informácie o vlastnostiach telies známych ako aktívne asteroidy. Dosiahnuté vyššie rozlíšenie spektier pozorovaných na zahraničných staniciach nám umožňuje identifikáciu a štúdium prítomných slabších emisných čiar aj menej zastúpených prvkov. Zameriame sa preto na vývoj novej alebo adaptáciu existujúcej metodiky umožňujúcej detailnejšie modelovanie spektier za účelom určenia teplôt a relatívnych abundancií prvkov v meteoroidoch.“

Príklad jasného meteoru a jeho spektra pozorovaného systémom AMOS

Vďaka nadmorskej výške a lepším atmosférickým podmienkam na týchto staniciach tiež realizátori projektu dosahujú vyššiu citlivosť v blízkej UV oblasti, ktorá pokrýva niekoľko zaujímavých spektrálnych štruktúr vrátane jemného pásu molekuly CN. V prípade pozitívnej identifikácie by táto molekula mohla naznačovať prítomnosť organických zlúčenín v meteoroidoch.

Mgr. Pavol Matlovič ďalej popisuje aktuálny stav riešenia témy projektu. „Nárast popularity meteorickej astronómie v posledných rokoch priamo súvisí s rozvojom nových možností využitia nenákladných CCD video systémov pre efektívne pozorovania meteorov. V súčasnosti sú z hľadiska citlivosti a šírky zorného poľa častejšie využívané celooblohové systémy, ktoré bývajú ďalej aplikované do národných sietí poskytujúcich systematické automatizované pozorovania.“

Medzi najvýznamnejšie profesionálne siete celooblohových video systémov na pozorovanie meteorov patria pracoviská v Českej republike, Kanade, USA, Španielsku, Poľsku a na Slovensku. Narastá tiež počet nových a amatérskych sietí pôsobiacich v mnohých európskych krajinách či v Austrálii a Brazílii. „Od rozšírenia našej siete systémov AMOS na Kanárske ostrovy a do Čile sme dosiahli pokrytie na globálnej škále, porovnateľnej k najrozšírenejším sieťam USA a Česka. Na našich staniciach sme navyše rozšírili štandardné celooblohové pozorovania o citlivé spektrálne systémy. Okrem štandardných dráhových meraní sa preto môžeme ako jedno z mála pracovísk zamerať na komplexné štúdium pozorovaných meteoroidov z dynamického, fyzikálneho a spektrálneho hľadiska.“

Fyzikálne a spektrálne vlastnosti meteoroidov sa v minulosti skúmali na základe fotografických pozorovaní jasných bolidov. Analýzy boli zamerané na identifikáciu emisných čiar a prvých teoretických modelov pozorovaného žiarenia. Najvýznamnejší progres v tejto oblasti nasledoval po úspešnej aplikácii jednoduchého spektrálneho modelu uvažujúceho tepelnú rovnováhu, samo-absorpciu spektrálnych čiar a dve teplotné zložky spektra. Pomocou tejto procedúry boli prvýkrát spoľahlivo určené relatívne abundancie hlavných prvkov prítomných v tele meteoroidu. Neskoršie pokusy o aplikovanie tejto metódy na spektrá meteorov pozorované video systémami v nižšom rozlíšení nepriniesli spoľahlivé výsledky. V súčasnosti dosahované rozlíšenie spektier pozorovaných video systémami by však malo byť dostatočné na podobné analýzy. Alternatívna metodika na detailné modelovanie spektier meteorov vychádza z teórie Boltzmannových rovín.

Zloženie meteoroidov je podľa realizátorov projektu možné skúmať aj zo spektier s nižším rozlíšením pomocou procedúr vyvinutých priamo pre pozorovania video systémov. Využívajú sa pomery intenzít najdôležitejších multipletov prvkov meteoroidu, ktoré definujú spektrálnu triedu. Táto metóda sa na štúdium variácii zloženia meteoroidov využíva dodnes. Procedúra bola pôvodne vyvinutá pre slabé meteory charakteristické pre 1 – 10 mm telesá, uvažovaním rovnakého fyzikálneho modelu žiarenia však môže byť aplikovaná aj na sledované väčšie častice (mm – dm). Získavané odlišné charakteristiky pre rozdielne veľkostné populácie meteoroidov prinášajú významné vedomosti o procesoch tvorby jednotlivých populácií, modeloch ich fragmentácie a vplyvoch vesmírneho zvetrávania na meteoroidy rôznych rozmerov. 

„Okrem aplikácie detailnejších metód modelovania meteorického žiarenia využijeme novo získavané spektrá vo vyššom rozlíšení na štúdium emisných čiar v blízkej UV oblasti. Okrem výrazných multipletov metalických čiar táto oblasť obsahuje jemné štruktúry organických molekúl, ktoré sa doteraz nedokázali pozitívne identifikovať. Navyše, vďaka pozorovacím staniciam v Čile získame prvé komplexné charakteristiky meteorických rojov aktívnych na južnej pologuli. Výskum týchto rojov je kvôli nižšiemu zastúpeniu pozorovacích sietí v súčasnosti len v počiatočnom štádiu,“ konštatovali tvorcovia projektu Spektrálne modelovanie a dynamický pôvod meteoroidov z globálnej siete AMOS.

*********************************************

Univerzita Komenského v Bratislave udeľuje Granty UK už 22 rokov. Zo 419 podaných projektov doktorandov podporila univerzita 253. Vedecké, pedagogické a umelecké projekty doktorandov do 30 rokov si rozdelilo sumu 243 340,00 eur. Každý projekt získal v priemere sumu 960,00 eur. Najviac podaných i podporených projektov pochádza tradične z Prírodovedeckej fakulty UK, ktorá predložila 144 žiadostí o grant, z nich uspelo 88. Jesseniova lekárska fakulta UK predložila 61 projektov, z ktorých finančnú podporu získalo 37. Na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky UK bolo podporených 40 z 59 podaných projektov.

 

Odborný garant textu a foto poskytol: Mgr. Pavol Matlovič z Oddelenia astronómie a astrofyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Uverejnila: VČ

Súvisiace:

Články
Shooting star finder
29. júl. 2018
Hore
Atmosféra počas TVT 2017
Publikácie Veda v CENTRE
Aurelium - centrum vedy
CVTI SR 80. výročie
QUARK
Prechod VK na VND
Noc výskumníkov 2018
kúpa časopisov jún 2016
TVT 2017 články
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Demineralizované kostné tkanivo je vhodný materiál ako nosič pre bunky.
Zistite viac