Meteorski roj Perseidi 2023 - Departman za fiziku

Svake vedre noći, ako odete negde daleko od svetla grada i ako ste dovoljno strpljivi možete da vidite nekoliko meteora svakog sata.

Međutim, svake godine u vreme Nisville Jazz festivala, tj. oko 10. avgusta “zvezde padalice” postaju zanimljiva tema u medijima. U periodu od 10. do 13. avgusta svake godine može se posmatrati jedan od najpoznatijih i najzanimljivijih meteorskih rojeva – Perseidi.

Fotografija Perseida snimljena 2015. godine iznad Mount Shasta. Na ovoj kompozitnoj fotografiji snimljenoj tokom 4 sata posmatranja može se videti oko 65 meteora. *Izvor: APOD / Brad Goldpaint (Goldpaint Photography)*

Meteori, ili zvezde “padalice”, kako su u narodu poznate, najčešće nastaju kad sitne čestice (meteoroidi), veličine zrna peska, uleću u atmosferu naše planete. Tokom prolaska kroz atmosferu ove čestice se zagrevaju, sagorevaju i sijaju “plamenom” različitih boja. Svetlo koje nastaje sagorevanjem meteoroida naziva se meteor (zvezda padalica). Nekoliko hiljada tona različitih čestica i prašine uleti u našu atmosferu svake godine, ogromna većina ovih čestica sagori u atmosferi i ne stigne do površine Zemlje, ali neke od njih, one veće, “prežive” i padnu na površinu i tada se nazivaju meteoriti. Brzina kojom čestice uleću u atmosferu naše planete kreće se u intervalu od 30 do 70 km/s, a svetlosna pojava, meteor, nastaje na visini od 80 do 120 km.

Kako nastaju Perseidi i Leonidi (grafika: Karl Tate, Space.com)

Čestice uleću u atmosferu svakog dana i svake noći i najčešće ih i ne primetimo. Tokom nekih noći u godini Sunčev sistem nam priprema posebnu zabavu, sa malim vatrometom. Te posebne noći su vreme kada je na nebu aktivan neki meteorski roj. Neke od tih posebnih noći dolaze ovog vikenda. Svake godine, od 17. jula do 24. avgusta aktivan je meteorski roj Perseida. U ovom periodu može se videti i nešto veći broj meteora koji prividno dolaze iz istog dela neba, iz sazvežđa Persej, ali uvek tokom noći 11. ili 12. ili 12. i 13. avgusta taj broj postane maksimalan i mnogo veći od uobičajenog. Prosečni maksimum ovog meteorskog roja je 50-75 meteora na sat. U prošlosti su zabeleženi su i maksimumi aktivnosti Perseida kad se “videlo” i 80-100 meteora na sat!

Perseidi su verovatno najpoznatiji i jedan od najlepših meteorskih rojeva.

Prvi pisani trag o njima potiče iz daleke 36. godine naše ere, kada je u Kini zabeleženo nekoliko stotina meteora u periodu od samo nekoliko sati. U periodu od VIII do XI veka postoje nedvosmisleni pisani tragovi o ovom meteorskim roju iz Kine i Japana. Tokom XVIII i IX veka astronomi su prikupili dosta podataka o ovom roju, ucrtavali su njihove putanje i beležili sjaj i boju pojedinih meteora. „Izvor“ roja Peresida odredio je Vilijam Dening, na osnovu 2.500 tragova meteora zabeleženih između 1869. i 1898. godine. On je izračunao da se „izvor“ roja nalazi u sazvežđu Persej, po čemu je i roj dobio ime.

U približno istom periodu utvrđeno je i da čestice koje stvaraju ovaj roj potiču od komete 109 P/ Swift-Tuttle, koja je otkrivena 1862. godine. Ova kometa, sa periodom od 133,28 godina, poslednji put je viđena 1992. godine. Iz godine u godinu očigledno je smanjenje količine preostalog materijala komete, tj. pad broja meteora koji se mogu videti.

Meteori su za posmatranje relativno laka i jedna od najzanimljivijih astronomskih pojava. Za posmatranje je potrebno strpljenje, dobro mesto i ništa drugo. Najbolje vreme za posmatranje Perseida je noć između 12 i 13 avgusta.

Iz istih razloga zbog kojih imamo prestupnu godinu (trajanje godine od 365,25…. dana) iz godine u godinu menja se i vreme maksimuma. Predviđeno vreme maksimuma aktivnosti za ovu godinu je 13. avgust u 09:58 h po našem vremenu.

Ove godine su faza i pozicija Meseca su relativno povoljni za posmatrače. Uvek je najbolje vreme za posmatranje Persedida je posle 22-23 h pa do jutra (par noći pre i posle maksimuma, kao i noć maksimuma), jer što je radijant na većoj visini iznad horizonta može se videti veći broj meteora. Ove godine Mesec izlazi u 2:06 h i biće blizu radijanta. Međutim Mesec se nalazi u fazi da je osvetljeno manje od 10% diska tako da neće mnogo smetati posmatračima koji ostanu budni do ovog vremena.

Pozicija radijanta – sazvežđe Persej i radijanta Perseida, 13. avgust 2023, u 00:00 h (izvor: Stellarium)

Ako želite da posmatrate ove zvezde padalice potrebno je samo da nađete neko mračno mesto, što dalje od svetla grada, udobno se smestite.

Meteori će se pojavljivati svuda na nebu ali najbolje je gledati prema zenitu ili negde prama sazvežđu Perseja, tj. u pravcu severa ili severoistoka-istoka. Ako gledate u pravcu radijanta možete videti veći broj meteora ali njihov trag biće kraći. Ako gledate sa strane tragovi koje meteori ostavljaju na nebu biće mnogo duži, a broj meteora nešto manji.

Ako sačekate da se vaše oči priviknu na mrak i budete strpljivi videćete brojne meteore koji uleću u atmosferu brzinom oko 60 km/s i sagorevaju iznad vaših glava na visini od oko 100 km.

Ako odlučite da krenete u ovaj (romantičan) lov na meteore, a nosite Android telefon možete da instalirate aplikaciju koja će vam pomoći u snalaženju na nebu i traženju meteora.

U slučaju da želite da fotografišete meteore potrebni su vam što bolji (mračniji) uslovi stativ, fotoaparat/mobilni telefon koji može da snima sa dugačkom ekspozicijom i mnogo sreće. Fotoaparat/telefon postavite na stativ (ili na neko stabilno i mračno mesto). Ako možete da birate izaberite što šire vidno polje, aparat usmerite u pravcu radijanta i/ili na neku stranu koja vam se više sviđa (dobro je uhvatiti i deo objekata oko vas) i podesite što dužu ekspoziciju (npr. 15-30 sekundi) i snimajte dok vam ne dosadi! Naravno, ako želite da snimite kvalitetne fotografije potrebno je puno vremena, učenja i truda (i neki dobar tutorijal koji možete da nađete).

Koliko će se stvarno meteora (Perseida) videti?

Posle pomračenja Sunca i Meseca u javnosti verovatno najatraktivnija astronomska pojava su zvezde “padalice”. Za pojavu zvezda “padalica” tj. meteora u narodu se često vezuje verovanje o ispunjavanju želja onome ko ih vidi. Naravno, najbolje vreme za ispunjavanje želja je ono kad meteora ima najviše a to su one noći kada nastupa maksimum aktivnosti nekog meteorskog roja.

Ako vas astronomija bar malo interesuje gotovo je nemoguće na u medijima niste primetili najavu ovih zvezda “padalica” i brojeve od 50, 80, 100, pa čak i 200 meteora na sat. Ove vrednosti deluju fantastično, pravi vatromet na nebu ali šta one znače i šta stvarno treba da očekujete?

Perseidi iznad grada Luzern u Švajcarskoj (izvor: Orest Shvadchak, IMO)

Astronomi aktivnost svakog meteorskog roja mere brojem koji se naziva zenitna časovna aktivnost (zenital hourly rate) ili skraćeno ZHR. Ovo je broj koji astronomima omogućava da upoređuju podatke različitih posmatatraža, u različito doba noći i u različitim posmatračkim uslovima.

Naravno, kao i svaka standardizacija (npr. ono za temperaturu vazduha) tako i ZHR ne predstavlja uvek pravo stanje, odnosno ono što amateri vide ili mere.

Šta je ZHR?

Prema definiciji ZHR je broj meteora koje bi posmatrač video za sat vremena posmatranja u savršenim uslovima (bez oblaka i svetlosnog zagađenja) ako bi radijant bio u zenitu. Pošto savršeni uslovi ne postoje a i ako postoje radijant je u zenitu samo kratko onda je ZHR parametar koji se izračunava po matematičkoj formuli u kojoj se nalaze određeni korekcioni faktori (za loše posmatračke uslove).

ZHR se izračunava po formuli:

$ZHR = \frac{\overline{HR} \cdot F \cdot r^{6,5-LM}}{\sin{(h R)}}$ ,

gde je $\overline{HR}$ broj meteora $N$ koje je posmatrač stvarno video tokom posmatranja koje je trajalo $T_{eff}$ , tj.

$HR = \frac{N}{T_{eff}}$ .

Korekcioni faktor $F$ određuje vidno polje, tj. “meri” koji deo neba je za posmatrača bio zaklonjen (oblacima ili na neki drugi način). Definisan je kao

$F=\frac{1}{1-k}$ ,

gde je $k$ procenat neba koji je za posmatrača bio zaklonjen.

Sledeći korekcioni faktor zavisi od tzv. populacionog indeksa za meteorski roj (koji definiše raspodelu meteora u roju po sjaju) i od granične magnitude $lm$ , tj. minimalnim sjajem zvezda (i drugih objekata) koje posmatrač može da vidi.

Poslednji korekcioni faktor $\sin(hR)$ koji zavisi od visine radijanta iznad horizonta.

Kako sve ovo izgleda na primeru?

Pretpostavimo da večeras malo izađete iz grada da posmatrate Perseide. Na posmatranje odete oko 23:30 h i posmatrate oko pola sata. Za to vreme vidite 8 meteora.

Na osnovu ovih podataka imamo da je $T_{eff}=0.5$ , $N=8$ i $hR=40^\circ$ , tj. $\overline{HR}=16$ , a možemo pretpostaviti da je populacioni indeks $r=2,2$ .

Posmatrali ste sa mesta koje je van grada ali uslovi nisu idelni pa je granična magnituda $lm\approx 4$ , tj. vidite skoro sve sjajne zvezde u sazvežđu Mala kola (zbog sjajnog Meseca često su uslovi još nepovoljniji za posmatranje!)

Granična magnituda može da se odredi prebrojavanjem zvezda u nekom sazvežđu ili poznatom delu neba. Na slici je sazvežđe Mala kola (*Ursa Minor*) a sjaj zvezda je Polaris (α) 1,95; Kocab (β) 2,05; Phercab (γ) 3,00; Yildun (δ) 4,35; Urodelus (ε) 4,20; Ahfa al Farkadain (ζ) 4,25 i Anwar al Farkadain (η) 4,95 (izvor: Dark Sky Diary)

Noć je vedra, skoro da nema oblaka ali okolni objekti/šuma zaklanjaju oko 20% vidnog polja, tj.

$F=\frac{1}{1-0,2}=1,25$ .

Zamenimo sada sve vrednosti u formulu da vidimo koliki je ZHR, tj. kolika je bila aktivnost meteorskog roja koji ste posmatrali

$ZHR=\frac{\overline{HR} \cdot F \cdot r^{6,5-LM}}{\sin{(h R)}}=\frac{16 \cdot 1.25 \cdot 2,2^{6,5-4}}{\sin 40^\circ} \approx 102$ .

Ovo znači da je aktivnost meteorskog roja (ZHR) u trenutku posmatranja bila 102 meteora na sat, iako ste vi videli samo 8 meteora!

Aktivnost Perseida prethodnih godina

Tokom godina aktivnost Peresida je približno konstanta ali ipak u zavisnosti od godine postoje oscilacije u maksimalnoj vrednosti ZHR. U sledećoj tabeli dati su podaci za maksimalnu aktivnost ovog meteorskog roja.

Godina	Maksimum ZHR (vreme)
2022	57 (13. avgust u 02:47 h)
2021	71 (13. avgust u 19:57 h)
2020	76 (12. avgust u 12:11 h)
2019	71 (13. avgust u 12:09 h)
2018	82 (12. avgust u 22:56 h)
2017	67 (12. avgust u 22:47 h)
2016	137 (12. avgust u 04:26 h)

Trenutna aktivnost Perseida (i očekivanje za maksimum)

Međunarodna meteorska organizacija (IMO) redovno prikuplja i obrađuje podatke posmatranja aktivnih meteoriskih rojeva. Na osnovu prikuljenih podataka posmatranja tokom prethodnih noći aktivnost Perseida dostigla je ZHR = 25, što je otprilike ista vrednost kao prošle godine.

U nastavku možete videti grafike ZHR za prethodne dane i godine. Za bolju rezoluciju, interaktivne grafike i više podataka kliknite na link “IMO” u opisu slike.

Dosadašnji ZHR Perseida u 2023. godini. Nažalost podaci za nekoliko dana ne postoje i primetan je manji broj posmatračkih izveštaja u bazi, nadamo se zbog lošeg vremena a ne manje zainteresovanih posmatrača (izvor: IMO)

ZHR Perseida u 2022. godini (izvor: IMO)

ZHR Perseida u 2021. godini (izvor: IMO)

Osim promene u aktivnosti meteorskog (ZHR) roja tokom različitih noći dolazi i do oscilovanja ZHR u tokom noći maksimuma, tj. maksimum aktivnosti meteorskog roja traje vrlo kratko!

Promena ZHR tokom maksimuma aktivnosti Perseida 2021. i 2022. godine izgledala je ovako.

ZHR u noći maksimuma 2022. godine (izvor: IMO)

ZHR u noći maksimuma 2021. godine (izvor: IMO)

Očigledno je da u noći maksimuma broj meteora može da se poveća/smanji čak 2-3 puta za samo par sati pre ili posle maksimuma.

Šta da očekujemo ove godine?

Tačno predviđanje aktivnosti meteorskog roja je vrlo nezahvalan posao i gotovo je nemoguće. Na aktivnost utiče dosta faktora počev od onih astrofizičkih, kao što je gustina vrlo malih čestica kroz koju Zemlja prolazi na svom putu oko Sunca, pa do onih lokalnih (uslovi za posmatranja, sjaj Meseca itd).

Ono što je jasno je da sjaj Meseca pravi velike probleme ali ove godine situacija će biti značajno bolja nego nekih ranijih godina. Takođe, svetla grada i (relativno) nepovoljni uslovi posmatranja na vašoj lokaciji sigurno će dodatno da smetaju i značajno smanje broj meteora koji se mogu videti. Naravno, ako ste u mogućnosti obavezno pobegnite daleko od svetla grada.

Čak iako su uslovi nepovoljni ne treba odustajati već biti strpljiv, a neka zvezda “padalica” će se sigurno pojaviti. Za ispunjavanje želja pobrinite se sami.

Srećan lov 😉