Метеорски рој Персеиди 2023 - Департман за физику

Сваке ведре ноћи, ако одете негде далеко од светла града и ако сте довољно стрпљиви можете да видите неколико метеора сваког сата.

Међутим, сваке године у време Нисвилле Јазз фестивала, тј. око 10. августа “звезде падалице” постају занимљива тема у медијима. У периоду од 10. до 13. августа сваке године може се посматрати један од најпознатијих и најзанимљивијих метеорских ројева – Персеиди.

Фотографија Персеида снимљена 2015. године изнад Моунт Схаста. На овој композитној фотографији снимљеној током 4 сата посматрања може се видети око 65 метеора. *Извор: АПОД / Брад Голдпаинт (Голдпаинт Пхотограпхy)*

Метеори, или звезде “падалице”, како су у народу познате, најчешће настају кад ситне честице (метеороиди), величине зрна песка, улећу у атмосферу наше планете. Током проласка кроз атмосферу ове честице се загревају, сагоревају и сијају “пламеном” различитих боја. Светло које настаје сагоревањем метеороида назива се метеор (звезда падалица). Неколико хиљада тона различитих честица и прашине улети у нашу атмосферу сваке године, огромна већина ових честица сагори у атмосфери и не стигне до површине Земље, али неке од њих, оне веће, “преживе” и падну на површину и тада се називају метеорити. Брзина којом честице улећу у атмосферу наше планете креће се у интервалу од 30 до 70 км/с, а светлосна појава, метеор, настаје на висини од 80 до 120 км.

Како настају Персеиди и Леониди (графика: Карл Тате, Спаце.цом)

Честице улећу у атмосферу сваког дана и сваке ноћи и најчешће их и не приметимо. Током неких ноћи у години Сунчев систем нам припрема посебну забаву, са малим ватрометом. Те посебне ноћи су време када је на небу активан неки метеорски рој. Неке од тих посебних ноћи долазе овог викенда. Сваке године, од 17. јула до 24. августа активан је метеорски рој Персеида. У овом периоду може се видети и нешто већи број метеора који привидно долазе из истог дела неба, из сазвежђа Персеј, али увек током ноћи 11. или 12. или 12. и 13. августа тај број постане максималан и много већи од уобичајеног. Просечни максимум овог метеорског роја је 50-75 метеора на сат. У прошлости су забележени су и максимуми активности Персеида кад се “видело” и 80-100 метеора на сат!

Персеиди су вероватно најпознатији и један од најлепших метеорских ројева.

Први писани траг о њима потиче из далеке 36. године наше ере, када је у Кини забележено неколико стотина метеора у периоду од само неколико сати. У периоду од ВИИИ до XИ века постоје недвосмислени писани трагови о овом метеорским роју из Кине и Јапана. Током XВИИИ и ИX века астрономи су прикупили доста података о овом роју, уцртавали су њихове путање и бележили сјај и боју појединих метеора. „Извор“ роја Пересида одредио је Вилијам Денинг, на основу 2.500 трагова метеора забележених између 1869. и 1898. године. Он је израчунао да се „извор“ роја налази у сазвежђу Персеј, по чему је и рој добио име.

У приближно истом периоду утврђено је и да честице које стварају овај рој потичу од комете 109 П/ Сwифт-Туттле, која је откривена 1862. године. Ова комета, са периодом од 133,28 година, последњи пут је виђена 1992. године. Из године у годину очигледно је смањење количине преосталог материјала комете, тј. пад броја метеора који се могу видети.

Метеори су за посматрање релативно лака и једна од најзанимљивијих астрономских појава. За посматрање је потребно стрпљење, добро место и ништа друго. Најбоље време за посматрање Персеида је ноћ између 12 и 13 августа.

Из истих разлога због којих имамо преступну годину (трајање године од 365,25…. дана) из године у годину мења се и време максимума. Предвиђено време максимума активности за ову годину је 13. август у 09:58 х по нашем времену.

Ове године су фаза и позиција Месеца су релативно повољни за посматраче. Увек је најбоље време за посматрање Перседида је после 22-23 х па до јутра (пар ноћи пре и после максимума, као и ноћ максимума), јер што је радијант на већој висини изнад хоризонта може се видети већи број метеора. Ове године Месец излази у 2:06 х и биће близу радијанта. Међутим Месец се налази у фази да је осветљено мање од 10% диска тако да неће много сметати посматрачима који остану будни до овог времена.

Позиција радијанта – сазвежђе Персеј и радијанта Персеида, 13. август 2023, у 00:00 х (извор: Стеллариум)

Ако желите да посматрате ове звезде падалице потребно је само да нађете неко мрачно место, што даље од светла града, удобно се сместите.

Метеори ће се појављивати свуда на небу али најбоље је гледати према зениту или негде прама сазвежђу Персеја, тј. у правцу севера или североистока-истока. Ако гледате у правцу радијанта можете видети већи број метеора али њихов траг биће краћи. Ако гледате са стране трагови које метеори остављају на небу биће много дужи, а број метеора нешто мањи.

Ако сачекате да се ваше очи привикну на мрак и будете стрпљиви видећете бројне метеоре који улећу у атмосферу брзином око 60 км/с и сагоревају изнад ваших глава на висини од око 100 км.

Ако одлучите да кренете у овај (романтичан) лов на метеоре, а носите Андроид телефон можете да инсталирате апликацију која ће вам помоћи у сналажењу на небу и тражењу метеора.

У случају да желите да фотографишете метеоре потребни су вам што бољи (мрачнији) услови статив, фотоапарат/мобилни телефон који може да снима са дугачком експозицијом и много среће. Фотоапарат/телефон поставите на статив (или на неко стабилно и мрачно место). Ако можете да бирате изаберите што шире видно поље, апарат усмерите у правцу радијанта и/или на неку страну која вам се више свиђа (добро је ухватити и део објеката око вас) и подесите што дужу експозицију (нпр. 15-30 секунди) и снимајте док вам не досади! Наравно, ако желите да снимите квалитетне фотографије потребно је пуно времена, учења и труда (и неки добар туторијал који можете да нађете).

Колико ће се стварно метеора (Персеида) видети?

После помрачења Сунца и Месеца у јавности вероватно најатрактивнија астрономска појава су звезде “падалице”. За појаву звезда “падалица” тј. метеора у народу се често везује веровање о испуњавању жеља ономе ко их види. Наравно, најбоље време за испуњавање жеља је оно кад метеора има највише а то су оне ноћи када наступа максимум активности неког метеорског роја.

Ако вас астрономија бар мало интересује готово је немогуће на у медијима нисте приметили најаву ових звезда “падалица” и бројеве од 50, 80, 100, па чак и 200 метеора на сат. Ове вредности делују фантастично, прави ватромет на небу али шта оне значе и шта стварно треба да очекујете?

Персеиди изнад града Лузерн у Швајцарској (извор: Орест Схвадцхак, ИМО)

Астрономи активност сваког метеорског роја мере бројем који се назива зенитна часовна активност (зенитал хоурлy рате) или скраћено ЗХР. Ово је број који астрономима омогућава да упоређују податке различитих посмататража, у различито доба ноћи и у различитим посматрачким условима.

Наравно, као и свака стандардизација (нпр. оно за температуру ваздуха) тако и ЗХР не представља увек право стање, односно оно што аматери виде или мере.

Шта је ЗХР?

Према дефиницији ЗХР је број метеора које би посматрач видео за сат времена посматрања у савршеним условима (без облака и светлосног загађења) ако би радијант био у зениту. Пошто савршени услови не постоје а и ако постоје радијант је у зениту само кратко онда је ЗХР параметар који се израчунава по математичкој формули у којој се налазе одређени корекциони фактори (за лоше посматрачке услове).

ЗХР се израчунава по формули:

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

где је $\overline{HR}$ број метеора $N$ које је посматрач стварно видео током посматрања које је трајало $T_{eff}$ , тј.

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

Корекциони фактор $F$ одређује видно поље, тј. “мери” који део неба је за посматрача био заклоњен (облацима или на неки други начин). Дефинисан је као

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

где је $k$ проценат неба који је за посматрача био заклоњен.

Следећи корекциони фактор зависи од тзв. популационог индекса за метеорски рој (који дефинише расподелу метеора у роју по сјају) и од граничне магнитуде $lm$ , тј. минималним сјајем звезда (и других објеката) које посматрач може да види.

Последњи корекциони фактор $\sin(hR)$ који зависи од висине радијанта изнад хоризонта.

Како све ово изгледа на примеру?

Претпоставимо да вечерас мало изађете из града да посматрате Персеиде. На посматрање одете око 23:30 х и посматрате око пола сата. За то време видите 8 метеора.

На основу ових података имамо да је $T_{eff}=0.5$ , $N=8$ и $hR=40^\circ$ , тј. $\overline{HR}=16$ , а можемо претпоставити да је популациони индекс $r=2,2$ .

Посматрали сте са места које је ван града али услови нису иделни па је гранична магнитуда $lm\approx 4$ , тј. видите скоро све сјајне звезде у сазвежђу Мала кола (због сјајног Месеца често су услови још неповољнији за посматрање!)

Гранична магнитуда може да се одреди пребројавањем звезда у неком сазвежђу или познатом делу неба. На слици је сазвежђе Мала кола (*Урса Минор*) а сјај звезда је Поларис (α) 1,95; Коцаб (β) 2,05; Пхерцаб (γ) 3,00; Yилдун (δ) 4,35; Уроделус (ε) 4,20; Ахфа ал Фаркадаин (ζ) 4,25 и Анwар ал Фаркадаин (η) 4,95 (извор: Дарк Скy Диарy)

Ноћ је ведра, скоро да нема облака али околни објекти/шума заклањају око 20% видног поља, тј.

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

Заменимо сада све вредности у формулу да видимо колики је ЗХР, тј. колика је била активност метеорског роја који сте посматрали

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

Ово значи да је активност метеорског роја (ЗХР) у тренутку посматрања била 102 метеора на сат, иако сте ви видели само 8 метеора!

Активност Персеида претходних година

Током година активност Пересида је приближно константа али ипак у зависности од године постоје осцилације у максималној вредности ЗХР. У следећој табели дати су подаци за максималну активност овог метеорског роја.

Година	Максимум ЗХР (време)
2022	57 (13. август у 02:47 х)
2021	71 (13. август у 19:57 х)
2020	76 (12. август у 12:11 х)
2019	71 (13. август у 12:09 х)
2018	82 (12. август у 22:56 х)
2017	67 (12. август у 22:47 х)
2016	137 (12. август у 04:26 х)

Тренутна активност Персеида (и очекивање за максимум)

Међународна метеорска организација (ИМО) редовно прикупља и обрађује податке посматрања активних метеориских ројева. На основу прикуљених података посматрања током претходних ноћи активност Персеида достигла је ЗХР = 25, што је отприлике иста вредност као прошле године.

У наставку можете видети графике ЗХР за претходне дане и године. За бољу резолуцију, интерактивне графике и више података кликните на линк “ИМО” у опису слике.

Досадашњи ЗХР Персеида у 2023. години. Нажалост подаци за неколико дана не постоје и приметан је мањи број посматрачких извештаја у бази, надамо се због лошег времена а не мање заинтересованих посматрача (извор: ИМО)

ЗХР Персеида у 2022. години (извор: ИМО)

ЗХР Персеида у 2021. години (извор: ИМО)

Осим промене у активности метеорског (ЗХР) роја током различитих ноћи долази и до осциловања ЗХР у током ноћи максимума, тј. максимум активности метеорског роја траје врло кратко!

Промена ЗХР током максимума активности Персеида 2021. и 2022. године изгледала је овако.

ЗХР у ноћи максимума 2022. године (извор: ИМО)

ЗХР у ноћи максимума 2021. године (извор: ИМО)

Очигледно је да у ноћи максимума број метеора може да се повећа/смањи чак 2-3 пута за само пар сати пре или после максимума.

Шта да очекујемо ове године?

Тачно предвиђање активности метеорског роја је врло незахвалан посао и готово је немогуће. На активност утиче доста фактора почев од оних астрофизичких, као што је густина врло малих честица кроз коју Земља пролази на свом путу око Сунца, па до оних локалних (услови за посматрања, сјај Месеца итд).

Оно што је јасно је да сјај Месеца прави велике проблеме али ове године ситуација ће бити значајно боља него неких ранијих година. Такође, светла града и (релативно) неповољни услови посматрања на вашој локацији сигурно ће додатно да сметају и значајно смање број метеора који се могу видети. Наравно, ако сте у могућности обавезно побегните далеко од светла града.

Чак иако су услови неповољни не треба одустајати већ бити стрпљив, а нека звезда “падалица” ће се сигурно појавити. За испуњавање жеља побрините се сами.

Срећан лов 😉