Významné bolidy

pro nejnovější výsledky přejděte na aktualizace

Krátce po půl druhé ráno středoevropského času v noci ze soboty na neděli 21. ledna byl vidět z celého našeho území, nejlépe však z jeho severní části, velmi jasný bolid, který upoutal pozornost, i přes pokročilou noční hodinu, mnoha náhodných svědků. Jeho jasnost byla natolik velká, že byl pozorovatelný nejen od nás a Německa, kde západně od Berlína byla jeho atmosférická dráha, ale z celé střední Evropy, tedy z míst, kde v tu dobu bylo jasno. Velkou výjimečností tohoto mimořádného bolidu bylo, že byl způsobem tělesem, které bylo objeveno maďarským astronomem K. Sarneczkým přibližně 3 hodiny předtím, než se srazilo se Zemí. Jeho kolizní dráha byla následně potvrzena pozorováními na dalších dvanácti evropských observatořích a přibližně 90 minut před srážkou byla tato informace zveřejněna na sociálních sítích. Správně bylo předpovězeno místo a čas srážky, tedy západně od Berlína přibližně půl hodiny po půlnoci světového času. Někteří pozorovatelé tak mohli spatřit tento výjimečný astronomický úkaz cíleně na základě této předpovědi. Všem, kteří nám svá pozorování zaslali děkujeme a zde podáváme vysvětlení, co tento úkaz způsobilo.

Z hlediska popsání a objasnění tohoto vzácného přírodního úkazu je důležité, že byl zaznamenán všemi našimi přístroji, které jsou pro tento účel určené a jsou umístěné na 21 stanicích Evropské bolidové sítě, které leží především na území České republiky (15), ale také na Slovensku (4), Rakousku (1) a Německu (1). Jelikož bolid letěl severně od naší hranice ) s Německem (viz obrázek 1, bolid je označen žlutou šipkou) a v době jeho přeletu bylo jasno na celém území bolidové sítě, tak máme záznamy ze všech stanic, které byly v dosahu viditelnosti tohoto bolidu. Především se jedná o záznamy ze stanic v severní části republiky, jako např. Frýdlant v Čechách (obrázek 2, kde je složený snímek bolidu z videozáznamu), Růžová u Hřenska, Polom, Šindelová v Krušných horách nebo Polom v Orlických horách. Ale i ze vzdálenějších míst, jako například z Kunžaku v jižních Čechách a i dalších stanic jsme získali důležitá data. Podrobné fotografické spektrum jakož i radiometrickou světelnou křivku bolidu zaznamenala i širokoúhlá kamera na observatoři v Tautenburgu. Díky všem těmto instrumentálním záznamům bylo možné podrobně a přesně popsat atmosférickou dráhu bolidu a potvrdit jeho předchozí dráhu ve Sluneční soustavě, která byla v tomto případě známá z pozorování asteroidu před srážkou. Také je možné určit složení a strukturu původního tělesa (meteoroidu). Velmi podstatné navíc je v tuto chvíli určení oblasti, kam mohly dopadnout zbytky původního tělesa.

Co se tedy přesně odehrálo v noci ze soboty na neděli 21. ledna 2024 západně od Berlína?

Přesně 32 minut a 38 sekund po půlnoci světového času vstoupil do zemské atmosféry po velmi strmé dráze skloněné 75.4 stupňů k zemskému povrchu malý asteroid o hmotnosti řádově 100 kg. Celá světelná dráha bolidu, která směřovala přibližně od západu k východu, jak je vidět na obrázku 2, kde je podrobněji znázorněný průmět dráhy na zemský povrch, ležela západně od Berlína, což odpovídá předpovědi z předsrážkových dat. Na našich kamerách začal bolid svítit ve výšce 96.5 km, maximální absolutní jasnost -14.5 magnitudy (absolutní jasnost normovaná na jednotkovou vzdálenost 100 km), tedy ještě větší než je jasnost Měsíce v úplňku, potom dosáhl ve výšce 33.8 km a pohasl ve výšce 22.9 km nad zemí přibližně 50 km ZSZ od středu Berlína. Těleso se na začátku pohybovalo rychlostí 15.2 km/s a světelnou dráhu dlouhou 75 km uletělo za 5.5 sekundy. Světelná dráha bolidu se vyznačovala velkými změnami jasnosti s několika výraznými zjasněními. Z modelování dynamiky a fotometrie pro tento bolid vyplývá, že i když se velká většina jeho původní hmoty během průletu atmosférou spotřebovala, tak přece jen nezanedbatelný počet malých meteoritů o hmotnostech zhruba do 150 g velmi pravděpodobně dopadl na zemský povrch do oblasti, která je znázorněná na obrázku 3. Je tedy smysluplné danou oblast pokud možno co nejdůkladněji prohledat. Z našich dat získaných pozorováním bolidu vychází, že před srážkou se Zemí tento meteoroid obíhal Slunce po typicky asteroidální relativně málo výstředné eliptické dráze s poloosou 1.33 astronomické jednotky (1 astronomická jednotka je definována střední vzdáleností Země od Slunce) skloněné pouze 7.2 stupně k rovině dráhy Země (ekliptice), přičemž jeden jeho oběh kolem Slunce trval 1.54 roku.

Nakonec bychom rádi zdůraznili že se jedná o předběžné výsledky a počítáme s tím, že naše závěry budeme dále zpřesňovat a důležité změny zde i zveřejňovat. Díky spolupráci s Mikem Hankeym z American Meteor Society získáme další dva video záznamy bolidu pořízené sítí Allasky 7 v Německu. Pádová oblast bude zpřesněna, až získáme přesný model výškového větru. Závěrem chceme poděkovat všem svědkům průletu bolidu za jejich hlášení.


22. ledna 2024, 1:30 SEČ

Pavel Spurný, Jiří Borovička a Lukáš Shrbený
Oddělení meziplanetární hmoty
Astronomický ústav AV ČR,
Fričova 298
251 65 Ondřejov
email: mph@asu.cas.cz
telefon: 323 620 160 nebo 607 729 608 (jen v urgentních případech)




Obrázek 1. Průmět dráhy bolidu EN210124_003238 na zemský povrch (sklon dráhy k povrchu byl 75.4 stupňů). (foto: Google/Astronomický ústav AV ČR).




Obrázek 2. Složený snímek bolidu EN210124_003238 z videozáznamu pořízeného videokamerou na stanici Frýdlant v Čechách (foto: Astronomický ústav AV ČR).




Obrázek 3. Předběžně určený detail oblasti, kde by se mohly nacházet meteority. Malých úlomků o hmotnostech do 30 gramů očekáváme mnohem více než větších meteoritů (grafika: Astronomický ústav AV ČR, podkladová mapa: Google Earth).

Aktualizace z 22. ledna, 19:00 SEČ

Tato aktualizace je založena jednak na významném rozšíření kamerových záznamů, které jsme pro získání aktuálních výsledků použili, a dále na použití přesného modelu výškového větru pro výpočet pádového pole. Je tedy v souladu s tím, co jsme uvedli v původní zprávě z časných ranních hodin.

Zatímco původní analýza byla založena na snímcích ze 3 celooblohových automatických kamer (DBK) a 3 videokamer (IP) umístěných na 4 stanicích české části Evropské bolidové sítě, konkrétně na stanicích Frýdlant (DBK+IP), Šindelová (DBK), Polom (DBK+IP) a Jičín (IP), dnešní analýza je založená ještě na dalších 10 záznamech a to šesti z DBK (stanice Růžová u Hřenska, Přimda, Jičín, Kocelovice, Kunžak a Tautenburg), dvou z IP (stanice Kunžak a Ondřejov) a dvou z kamer systému Allsky7 (AMS16 Ketzür a AMS22 Lindenberg). Výsledkem tohoto rozšíření je plné potvrzení a zvýšení spolehlivosti určení všech parametrů popisujících průlet bolidu atmosférou, jak polohy dráhy, tak i dynamiky bolidu. Poloha dráhy bolidu zakreslená v obrázku 1 tedy zůstává v platnosti. Jediná změna nastala v určení výšky konce bolidu, kdy na nejbližší stanici AMS16 Ketzür byl bolid zaznamenán ještě o 1.6 km níže, než jsme měli původně. Pro tuto část dráhy jsme navíc získali i informace o rychlosti. Druhé významné zpřesnění nastalo díky znalosti modelu výškového větru pro dané místo a čas, který pro nás vypracovala Dr. R. Brožková z Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ). Zde na rozdíl od polohy dráhy v atmosféře je změna v poloze pádové oblasti velmi významná. Pádová oblast je nyní nově znázorněná na obrázku 4 a je vidět, že došlo k posunu převážně severovýchodním směrem a to tak, že původní oblast (založená na datech o výškovém větru z měření výstupu ze stanice Lindenberg ležící východně od Berlína z půlnoci 21.1.) a nová oblast se jen částečně překrývají. Nově vyznačená pádová oblast pokrývá nejpravděpodobnější území, kde by se měly meteority nacházet. Zahrnuje velkou většinu předpokládaných meteoritů, nicméně není vyloučené, že malé procento meteoritů se může nacházet i mimo ni. Počty a hmotnosti meteoritů vycházejí z použitého fragmentačního modelu aplikovaného na data o brždění bolidu a na jeho radiometrickou světelnou křivku. Analýzou videa z nejbližší stanice AMS16 bylo zjištěno, že největší meteorit může mít hmotnost až 300 gramů.

Jelikož tato aktualizace vznikla na základě nových dat a informací, tak musíme poděkovat Miku Hankeymu z American Meteor Society za poskytnutí video záznamů bolidu sítě Allsky7 z německých stanic AMS16 (operátor Sirko Molau) a AMS22 (operátor André Knoefel) a také Dr. Radmile Brožkové z ČHMÚ za rychlé vypracování a poskytnutí modelu výškového větru pro místo a čas bolidu, který se ukázal jako zásadní pro správné určení pádové oblasti.



Obrázek 4. Aktualizovaný detail oblasti, kde by se mohly nacházet meteority. Malých úlomků o hmotnostech do 30 gramů očekáváme mnohem více než větších meteoritů (grafika: Astronomický ústav AV ČR, podkladová mapa: Google Earth).

Aktualizace z 24. ledna, 22:00 SEČ

Pozorní čtenáři si všimli rozporu mezi udávanou velikostí asteroidu (průměr asi 1 metr) a jeho námi odvozenou hmotností (kolem 100 kg). Kdyby tomu tak bylo, znamenalo by to velmi malou hustotu, přibližně 200 kg/m³. Takovou hustotu by sice mohlo mít vysoce porézní kometární těleso, ale to by zaniklo vysoko v atmosféře (nad 50 km) a bolid by nezářil téměř až do výšky 20 km. Průnik v atmosféře odpovídá běžným hustotám meteoritů (2000 - 3500 kg/m³). Jak tedy můžeme tento rozpor vysvětlit?

V první řadě je třeba zdůraznit, že jak odvození velikosti z pozorování asteroidu, tak odvození hmotnosti z pozorování bolidu jsou nepřímá. Určení velikosti asteroidu závisí na předpokládané odrazivosti (albedu) povrchu. Určení hmotnosti bolidu závisí na předpokladu světelné účinnosti, s jakou se kinetická energie tělesa přeměňuje na záření. Publikované údaje platí pro běžný typ materiálu. Je ale možné, že tento asteroid úplně běžný nebyl. Naznačuje to spektrum bolidu, které jsme získali a ve kterém jsou čáry železa slabší než obvykle a čáry hořčíku a vápníku jasnější. Světelná účinnost mohla být tedy nižší než je obvyklé neboť čáry železa jsou velmi početné. Naopak albedo mohlo být vyšší. Pokud světelná účinnost byla zhruba 2x nižší a albedo bylo 50% místo uvažovaných 15%, obě metody se shodnou na průměru půl metru a hmotnosti 200 kg. Jedna z možností by byla, že asteroid byl bohatý na minerál enstatit (MgSiO₃). Definitivní odpověď může dát nález jeho zbytku, meteoritu.

Aktualizace z 26. ledna, 10:00 SEČ

Ve čtvrtek 25. ledna se objevily neoficiální zprávy, že skupina polských amatérských hledačů našla první meteorit (obrázek 5). Byl rozlomený na tři kusy o celkové hmotnosti 171 g (karmaka.de) . Místo nálezu nebylo oznámeno. Podle zveřejněných fotografií se odborníci shodují, že jde s největší pravděpodobností o vzácný typ meteoritu, jmenovitě aubrit, také zvaný enstatický achondrit. To perfektně potvrzuje naši předchozí úvahu.



Obrázek 5. Tři kusy původně jednoho meteoritu o celkové hmotnosti 171 g nalezené 25. ledna. 2024 (zdroj obrázku: karmaka.de, Zsolt Kereszty).

Aktualizace z 29. ledna, 17:00 SEČ

Do neděle 28. ledna bylo nalezeno přinejmenším 40 meteoritů o hmotnostech od 2 gramů do 171 gramů. Druhý největší meteorit váží 114 gramů. Ve většině případů je nálezová poloha zatím utajována. Všechny meteority, jejichž nálezová poloha je nám známa, ale ležely v námi vyznačené pádové oblasti. Meteority nacházejí jak soukromí sběrači, tak týmy zorganizované vědeckými institucemi.

Aktualizace z 8. února, 22:00 SEČ

 
Pokusili jsme se spočítat hmotnosti a místa dopadu jednotlivých úlomků viditelných na videích bolidu. Použili jsme video z kamery Allsky7 na stanici AMS16 Ketzür (operátor Sirko Molau) a video, které natočil Michael Aye v Berlíně (twitter.com). Na obrázku 6 jsou velkými písmeny označené úlomky viditelné v různých časech na videu z Ketzüru.

Na mapě na obrázku 7 jsou modelovaná místa dopadů úlomků. Místo dopadu nelze určit jednoznačně, i když známe světelnou dráhu a rychlost tělesa. Záleží totiž na jeho tvaru, kam až ho vítr během volného pádu odnese. Tvary bohužel z videí určit nedokážeme. Body na mapě označují místa dopadů pro případ kulových tvarů. Čísla uvedená u označení úlomků udávají vypočtenou hmotnost v gramech. Nejistota hmotnosti může být až 20%. Zvýrazněná oblast u každého úlomky zahrnuje možná místa pádu pro případ méně aerodynamických tvarů (odporový koeficient zvýšený oproti kouli až o 25%). V případě hodně nepravidelných tvarů se ale úlomky mohou nacházet i mimo vyznačené oblasti.

Podle výpočtů pravděpodobně dopadlo pět úlomků s hmotnostmi většími než 75 gramů. Ze zveřejněných údajů lze soudit, že tři z toho již byly nalezeny (o hmotnostech 225 g, 114 g, a kus rozbitý na tři části s celkovou hmotností 171 g). Jejich polohy však nebyly zveřejněny. Nález největšího kusu, který by podle upřesněných výpočtů měl vážit kolem 380 g, zatím ohlášen nebyl. V pádové oblasti by se dále měly nacházet přinejmenším dva úlomky s hmotnostmi kolem 50 g (byl hlášen nález jednoho o hmotnosti 54 g). Úlomků menších než 30 gramů bude mnohem více než je vyznačeno na mapě. Tam jsou jen ty úlomky, které byly dobře rozlišitelné na obou videích.



Obrázek 6. Úlomky viditelné na výřezech ze snímků videa AMS16 (operátor Sirko Molau, video poskytl vedoucí programu AllSky7 Mike Hankey).
U každého snímku je uveden čas v sekundách uplynulý od času 00:32:38 UT.




Obrázek 7. Mapa předpovězených pádových oblastí jednotlivých úlomků. Vysvětlení viz. text (grafika: Astronomický ústav AV ČR, podkladová mapa: Google Earth).


Poznámka z 10. února 2024: Další rozbor kalibrace videa natočeného z ruky mobilním telefonem v Berlíně ukázal, že chyby v určení parametrů jsou větší než jsme se domnívali. Nejistoty v místech dopadů úlomků vyznačené na obrázku 7 byly tedy podceněné a jsou ve skutečnosti výrazně větší.

Aktualizace ze 14. února, 17:30 SEČ

 
Podle nám známých nálezových poloh meteoritů to vypadá, že meteority se nacházejí převážně v severní polovině oblasti, kterou jsme určili 22. ledna. Domníváme se, že důvodem mírného posunu od spočítané střední linie je odchylka v síle větru. Vítr, jak známo, bývá proměnlivý (nárazový) a použité modelové hodnoty nemusí přesně vystihovat okamžitou situaci. Polohy meteoritů naznačují, že západní vítr ve výškách 0-5 km mohl být v době pádu zhruba o 3 m/s rychlejší než odpovídá modelu pro jednu hodinu světového času. Za tohoto předpokladu (a také za předpokladu, že úlomky se během temné fáze nerozpadly) jsme spočítali možné oblasti dopadu dosud nenalezených úlomků M (asi 400 g) a F (80-90 g). Na obrázku 8 jsou vyznačeny červeně pro M a fialově pro F. Nejistota v podélném směru je dána neznalostí tvaru meteoritu.



Obrázek 8. Upravená mapa předpovězené oblasti pádu úlomků M (červeně) a F (fialově) za předpokladu silnějšího větru v nižších výškách (grafika: Astronomický ústav AV ČR, podkladová mapa: Google Earth).

Konečné výsledky

Kompletní analýza našich dat je shrnuta (anglicky) v článku pro odborný mezinárodní časopis Astronomy & Astrophysics . Článek byl přijat k publikaci 1. března 2024. Na serveru ArXiv je dostupný preprint.



Obrázky a data nejsou určeny k dalšímu šíření a publikování. Raději, prosím, odkazujte na tuto stránku anebo kontaktujte autora.

Images and data are not intended for further dissemination and publishing. Rather, please refer to this page or contact the author.