Prvé zaznamenané pozorovanie hromadného výskytu meteorického roja je z Číny z roku 687 pred naším letopočtom.
Pozorovanie kométy. Zdroj: iStock.com/m-gucci
Je tichý večer. Obloha potemnieva, pomaly sa rozsvecujú hviezdy. Nad obzorom sa stále jasnejšie črtajú jednotlivé súhvezdia. Nebeský pokoj zrazu preruší krátke bliknutie. „Niečo si zaželaj, padla hviezda.“ Postupne s tmavnutím oblohy padá hviezd stále viac. Ak sa však zahľadíš pozornejšie, zistíš, že hviezd neubúda. Čo sa vlastne deje? Nič nebezpečné. To len Zem na svojej púti vesmírnym priestorom stretáva malé zrniečka prachu – stretli sme sa s meteoroidmi. Vstup zrniek prachu rôznej veľkosti a ich let zemskou atmosférou skúma odvetvie astronómie nazvané meteorická astronómia.
Historický vývoj meteorickej astronómie
Výskum meteorov je mladým odvetvím astronómie. Hoci na ich pozorovanie nepotrebujeme žiadne prístroje a každý človek už nejaké meteory vo svojom živote zbadal, v historických materiáloch je o nich minimum záznamov. Hlavným dôvodom je krátke trvanie javu meteoru. Napríklad oproti kométam, ktoré môžeme pozorovať aj niekoľko týždňov, trvanie väčšiny meteorických úkazov je menej ako 1 sekunda. Dokonca aj meteorický dážď trvá maximálne len niekoľko hodín.
Prvé zaznamenané pozorovanie hromadného výskytu meteorov, dnes hovoríme meteorického roja, je z Číny z roku 687 pred n. l. Rovnako aj prvý zaznamenaný pád meteoritu v roku 644 pred n. l. spozorovali Číňania. Nie je to však vôbec náhoda. Východné národy, okrem Číňanov i Kórejci a Japonci, opisovali prírodné javy verne. V porovnaní s tým v európskych kronikách nachádzame formulácie ako ohnivý had preletel po nebi, na nebi sa mihali ohnivé kópie a podobne. Bez ďalších podkladov nie je možné rozhodnúť, či pozorovateľ videl meteory, kométu alebo snáď polárnu žiaru.
Dva meteory z roja Perzeíd nad Lomnickým štítom. Zdroj: Archív AsÚ SAV
V stredoveku dávali meteory do súvisu s bleskom a počasím. Ojedinelé pády meteoritov boli považované za zázrak. V roku 1492 padol meteorický kameň na pole v Ensisheime v Alsasku. Dedinčania ho premiestnili do kostola a upevnili reťazou, aby neodletel späť. Kába v Mekke, posvätný kameň moslimov, je tiež meteorit.
V roku 1751 bol zaznamenaný pád dvoch kamenných meteoritov v Chorvátsku. Napriek očitým svedkom pádu sa ním oficiálna veda odmietla zaoberať. Oficiálne miesta tvrdili, že kamene sa odlúpili po údere blesku z neďalekého brala, resp. priamo vznikli z atmosférickej elektriny. Rovnaký osud stihol tiež svedectvo očitých svedkov pádu meteoritov vo Francúzsku v roku 1790.
Záhada na nebi aj na Zemi
Dnes už vieme, čo sú meteory. Pred viac ako dvesto rokmi boli však meteory záhadou i pre najväčších európskych bádateľov. Slovo meteor, používané teraz s malými odchýlkami vo všetkých európskych jazykoch, pochádza z gréčtiny, kde meteoros znamená vznášajúci sa v ovzduší. Aj v stredoveku bolo prevládajúcim vysvetlením, že meteory vznikli ako výsledok nahromadenia plynov vysoko v atmosfére, ktoré sa nejakým spôsobom zmrazili na pevné látky.
Tiež sa verilo, že sopky môžu byť zdrojom meteoritov, a to buď vyhadzovaním kameňov, alebo vypúšťaním plynov, ktoré niekde v atmosfére stuhli na kameň, pravdepodobne za pomoci elektriny. Iní si mysleli, že meteory sú pozemské kamene vyvrhnuté hurikánmi, alebo dokonca, že vznikajú pri búrkach úderom blesku. Myšlienka, že meteority sú kozmické telesá padajúce z vesmíru, bola najmenej módnym vysvetlením. A to napriek tomu, že najstaršie známe odhady pôvodu meteoritov boli v skutočnosti jedny z najpresnejších. Rímsky prírodovedec Plínius uznal, že z neba občas padali kamene, a zaznamenal aj pád meteoritu v Trácii.
Železný meteorit Hoba s hmotnosťou 57 ton leží na mieste svojho dopadu v Namíbii. Na Zem dopadol približne pred 80 000 rokmi. Zdroj: Wikipedia
Táto myšlienka zapadla prachom pod vplyvom Aristotela, ktorý vytvoril model usporiadaného vesmíru s nebeskými telesami pohybujúcimi sa pevným, usporiadaným spôsobom v inak prázdnom priestore. V aristotelovskom vesmíre neexistovali žiadne chaotické kúsky kameňa, bolo nemožné, aby kamene padali z neba. Vplyvom Aristotela, ktorý považoval meteory za úkazy meteorologické a nie astronomické, sa meteormi nezaoberali ani význační astronómovia stredoveku ako Mikuláš Kopernik, Galileo Galilei, Johannes Kepler alebo Isaac Newton.
Pokus o vysvetlenie, čo sú meteory a meteority
V roku 1772 doviezol nemecký prírodovedec Peter Simon Pallas, akademik Petrohradskej akadémie vied, z Krasnojarska na Sibír železný meteorit hmotnosti 700 kg. V tomto čase prišiel na scénu Ernst Florens Friedrich Chladni, excentrický fyzik samouk, ktorý na naliehanie otca vyštudoval právo. Až po otcovej smrti sa začal venovať matematike a prírodným vedám. Chladniho bavilo skúmanie pôvodu meteoritu. Zvolil však veľmi špecifický prístup. Nezačal laboratórnymi analýzami, ale na 3 týždne sa zavrel v univerzitnej knižnici v Göttingene a poctivo študoval správy očitých svedkov pádov meteoritov v historických záznamoch. Chladni našiel správy o 24 dobre zdokumentovaných ohnivých guliach a 18 pádoch železa alebo kameňa. Tiež sa mu dostali pod ruky mnohé menej dobre zdokumentované prípady vrátane desiatich historických pádov od prvého storočia nášho letopočtu do 17. storočia.
Meteorický dážď Leoníd z roku 1833. Autor kresby Adolf Vollmy. Zdroj: https://victormaxsmith.com
Dospel k jednoznačnému záveru – dnes vieme, že správnemu –, že meteory a meteority majú mimozemský pôvod. Pri formulovaní svojich záverov sa Chladni nespoliehal na svoje značné, hoci neformálne a vedecké znalosti samouka, ale na právnické vzdelanie, ktoré mu pri hodnotení svedectiev pomohlo rozlíšiť fakty od rozprávok. Chladniho v súčasnosti považujeme za otca meteoriky – náuky o meteoritoch. Oficiálna veda však nebola ešte pripravená na takéto radikálne riešenie, a tak Chladniho názor, že železo dovezené Pallasom má mimozemský pôvod, zožal všeobecný posmech. Veľmi nežiaducim dôsledkom všeobecného odmietnutia bolo, že sa mnohé kláštory ako vtedajšie centrá vzdelanosti zbavili vzácnych zbierok meteoritov, aby ich nedávali do spojitosti s Chladnim.
Cesta za pravdou o meteoroch
Ďalší významný krok pri zaradení meteorov medzi astronomické úkazy uskutočnili dvaja nemeckí študenti Heinrich Wilhelm Brandes a Johann Friedrich Benzenberg, ktorí v roku 1798 študovali meteory z dvoch rozličných miest na Zemi. Chceli určovať výšky meteorov, a tak si zvolili základňu 8,8 km medzi dedinami v blízkosti Göttingenu. Vybavení presnými hodinami sa pokúšali súčasne pozorovať meteory a zakresľovať ich do hviezdnych máp s cieľom čo najpresnejšieho určovania ich polohy. 22 meteorov mali spoločných, čo určili podľa času výskytu a vzhľadu. Už po prvých troch pozorovacích dňoch zistili, že meteory sú vyššie, ako pôvodne očakávali, a preto predĺžili pozorovaciu základňu na 15,6 km. Veľmi rýchlo prišli na to, že počiatočné body dráhy meteorov v atmosfére boli systematicky vyššie ako koncové body dráhy. Vypočítané rýchlosti sa pohybovali v intervale 29 až 44 km/s. Na základe týchto výsledkov bolo jasné, že meteory prichádzajú z priestoru mimo Zeme.
Navyše pád meteoritov vo Francúzsku v roku 1803 poskytol potvrdenie, na ktoré skeptici čakali. Pri mestečku L´Aigle na severozápade Francúzska v blízkosti kanálu La Manche padlo na plochu niekoľkých km2 približne 2 000 kusov kamenných meteoritov s hmotnosťou 7 až 85 kg. Mladý fyzik Jean-Baptiste Biot pri preskúmaní tohto pádu vyspovedal všetkých očitých svedkov a skontroloval aj miestne zbierky nerastov a bane. Nenašiel nič, čo by sa ani zďaleka podobalo na meteority, ktoré našiel. Mimozemský pôvod meteoritov tak konečne uznala i najväčšia vedecká autorita tejto doby – Parížska akadémia vied.
Meteory z roja Leoníd zdanlivo vyletujú z radiantu. Foto: Astronomické a geofyzikálne observatórium FMFI UK v Modre.
Meteory nepadajú len jednotlivo
V noci z 12. na 13. novembra 1833 zažila Amerika ohromné divadlo. V druhej polovici noci sa objavil mohutný dážď meteorov. Jeden pozorovateľ mohol vidieť až 20 meteorov za minútu, hodinová frekvencia na celej oblohe dosiahla až 35 000 meteorov. Jav bol taký mohutný, že verejná mienka donútila vedu poskytnúť vysvetlenie. Meteory zdanlivo vychádzali z jedného bodu, vyzerali, ako keby z tohto bodu vyžarovali. Dnes tento bod nazývame radiant a vysvetľujeme ho rovnobežnými dráhami teliesok pred vstupom do atmosféry. V priebehu tejto novembrovej noci sa zrodila meteorická astronómia. Radiant ležal v súhvezdí Leva, meteorický roj dostal meno Leonidy. Obrovské meteorické dažde roja Leoníd boli pozorované aj v rokoch 1965 a 1997. V historický záznamoch boli spätne dohľadané veľké novembrové meteorické dažde, ktoré pravdepodobne súvisia s Leonidami v rokoch 902, 934, 1037, 1202, 1366, 1533 a 1799.
Kométy spôsobujúce meteorické roje
Počas ďalších 30 rokov sa meteorická astronómia venovala určeniu dráh meteoroidov v slnečnej sústave pred ich vstupom do atmosféry Zeme. Z tohto hľadiska bol významný objav Giovanniho Virginia Schiaparelliho. Schiaparelli v roku 1866 zistil, že dráha meteorického roja Perzeíd je takmer totožná s dráhou krátkoperiodickej kométy 109P/Swift-Tuttle. Vzápätí bola zistená podobnosť dráh meteorického roja Leoníd a krátkoperiodickej kométy 55P/Tempel-Tuttle. V priebehu ďalších rokov bol všeobecne prijatý názor, že meteorické roje vznikajú postupným rozpadom komét.
Predpoklad o súvise komét s meteorickými rojmi nakoniec potvrdila sama príroda. V roku 1845 sa krátkoperiodická kométa 3D/Biela priamo pred zrakmi astronómov rozdelila na dve časti, ktoré sa od seba vzďaľovali. V roku 1852 prešli perihéliom s odstupom 15 dní ako dve samostatné kométy. Pri ďalších návratoch už neboli pozorovateľné, zato sa v dráhe kométy objavil v rokoch 1872 a 1885 mohutný meteorický roj Andromedíd. O hodinu bolo vidieť až 3000 meteorov, ktorých radiant ležal v súhvezdí Andromédy. V roku 1885 trval jav 6 hodín a traja pozorovatelia v Taliansku napočítali za 4,1 hodiny až 39 000 meteorov. Po roku 1892 bol úkaz oveľa slabší, dnes už pozorujeme len jednotlivé meteory roja Andromedíd. V medziplanetárnom priestore sú určite oblaky meteoroidov podobné tým, ktoré vyvolali dažde meteorov v minulosti. Gravitačným pôsobením Jupitera sa však dostali na dráhy nepretínajúce zemskú, preto úkaz vymizol.
Bolid Komjatná nasnímaný kamerou Európskej bolidovej siete v Starej Lesnej. Archív AsÚ SAV
Rok 1885 znamenal ďalší zlom v rozvoji meteorickej astronómie, keď Ladislav Weinek získal v Prahe prvú fotografiu meteoru. Fotografia sa potom na najbližších 100 rokov stala základnou metódou štúdia meteorov.
V prvej polovici 20. storočia bol ústredným problémom meteorickej astronómie problém nameraných hyperbolických rýchlostí a riešenia otázky, či sú meteory medzihviezdneho pôvodu alebo patria do slnečnej sústavy. Po spresnení určovania rýchlosti meteorov sa rozpor medzi ich zjavným pôvodom z komét a veľkými rýchlosťami odstránil v prospech záveru, že meteoroidy sú súčasťou slnečnej sústavy.
Základné pojmy meteorickej astronómie:
- meteoroid – meteorické teliesko pred vstupom do zemskej atmosféry na dráhe okolo Slnka,
- meteor – súbor javov pri prelete meteorického telieska zemskou atmosférou,
- meteorit – zvyšok po prelete meteorického telieska zemskou atmosférou, ktorý dopadne na zemský povrch,
- mikrometeorit – mikroskopická prachová častica, zvyšok po roztavení väčších telies v atmosfére, ktorá klesá na povrch Zeme aj niekoľko týždňov.
Rozdelenie meteorov podľa jasnosti:
- bolid – meteor jasnejší ako jasnosť Venuše,
- fotografický meteor – meteor jasnosťou porovnateľný s najjasnejšími hviezdami,
- vizuálny meteor – meteor až po jasnosť najslabších hviezd viditeľných voľným okom,
- teleskopický meteor – meteor viditeľný len v ďalekohľade.
Pri pozorovaní meteorov ďalekohľadom sú najslabšie viditeľné meteory približne o 2 magnitúdy (magnitúda – jednotka jasnosti nebeských objektov) jasnejšie než najslabšie hviezdy viditeľné v danom ďalekohľade. Postupný prechod k slabším meteorom so zväčšujúcimi sa ďalekohľadmi má prirodzené limity. Existuje hranica, pod ktorou už teliesko po vniknutí do atmosféry nežiari, keďže vďaka malému prierezu sa nezrazí s dostatočným počtom molekúl vzduchu. Preto ani vo veľkých ďalekohľadoch nepozorujeme meteory slabšie ako 15. magnitúda. Ďalej už nehovoríme o jednotlivých telieskach, ale o meteorickom prachu, ktorý obsahuje mikrometeority.
(JM)
