Novinky

Na čem pracujeme: Rumunský superbolid byl z neobvyklého materiálu

Superbolidy, tedy extrémně jasné meteory způsobené vstupem asi metrových těles do atmosféry, jsou velmi vzácnými událostmi. Přesto přinášejí důležité informace o vlastnostech meziplanetárních těles. Praktické dopady jsou zřejmé: jednak jsou fyzikální vlastnosti asteroidů důležité pro posouzení rizik při dopadech velkých těles na Zemi a také pro plánování budoucích kosmické mise k blízkým planetkám. Jiří Borovička a Pavel Spurný z ASU analyzovali dostupný pozorovací materiál z průletu superbolidu, k němuž došlo v lednu 2015 nad rumunským územím.

Tělesa s řádově metrovými rozměry se sice oficiálně již označují za planetky, ale patří k vůbec nejméně prozkoumaným zástupcům těles Sluneční soustavy. Jejich vlastnosti, zejména pak ty vnitřní, však vědce zajímají hned z několika důvodů. Rotační periody větších planetek naznačují, že jde vnitřně jen o málo soudržná tělesa, oficiálně se mluví o „hromadách suti“. Malé planetky naproti tomu rotují rychleji a mohou tedy být monolitickými tělesy, i když jsou i indicie o tom, že přinejmenším některá z malých těles jsou také slepence. Převažující typ stavby má důležitou vypovídající hodnotu o tom, jak taková tělesa vůbec vznikají. Pozorování superbolidů je nejjednodušší metodou, jak se dozvědět o struktuře metrových těles.

Jiří Borovička a Pavel Spurný z ASU vedli studii superbolidu, jehož pád byl zaznamenán 7. ledna 2015 nad Rumunskem. Té noci zářil na obloze Měsíc pouhé dva dny po úplňku, bolid byl přesto výrazně jasnější. Z mnoha ohledů šlo o neobvyklý superbolid, u něhož maximum jasnosti nastalo v poměrně velké výšce s posléze prudkým poklesem jasnosti svědčícím o kompletní dezintegraci tělesa. Průlet byl zaznamenán dvěma kamerami Evropské bolidové sítě, obě (jedna analogová a jedna digitální) byly umístěny na observatoři Stará Lesná na Slovensku, částečně byl také patrný na záznamu stanice na Lysé hoře. Astronomové měli dále k dispozici náhodné záznamy z bezpečnostních kamer v Rumunsku. Kamerové záznamy doplnila přesná vysokokadenční měření z radiometrů, postihující časování jevu a jeho přesnou světelnou křivku.

Snímek z digitální automatické bolidové stanice ve Staré Lesné zobrazující průlet rumunského superbolidu.
Snímek z digitální automatické bolidové stanice ve Staré Lesné zobrazující průlet rumunského superbolidu. Nejjasnějším objektem na snímku je zjevně Měsíc, přesto je zachycený bolid nejen velmi dobře patrný, ale také použitelný pro přesný výpočet atmosférické dráhy.

Určení atmosférické dráhy vyžadovalo mravenčí práci, počínající nutnou kalibrací pozičních měření na bezpečnostních kamerách, konče odměřením průletové stopy v pořízených snímcích, jež byly v maximu jasnosti beznadějně saturovány. Je tedy až překvapivé, že i při použití takto heterogenního materiálu byla atmosférická dráha určena v zásadě v souhlasu se všemi přístroji, s maximální odchylkou jednotlivých pozic od určené trajektorie méně než 500 metrů (standardní statistický rozptyl byl kolem 100 m).

Bolid tedy letěl nad Karpaty asi 100 km severně od Bukurešti a to od jihozápadu k severovýchodu. Sklon dráhy vůči horizontální rovině byl asi 43 stupňů. Maxima jasnosti −21 magnitud dosáhlo těleso ve výšce (42,8±0,1) km a bolid téměř zmizel ze snímků ve výšce 38,7 km. Jenom jeden úlomek lze dosledovat až do výšky 36 km. Výpočty ukazují, že mateřské těleso mělo hmotnost čtyři a půl tuny (s chybou padesáti procent) a vstoupilo do atmosféry rychlostí téměř 28 km/s. Jeho dráha ve Sluneční soustavě odpovídá oběžné trajektorii planetky ze středu hlavního pásu, ačkoli z hlediska Tisserandova parametru je relativně blízká drahám komet Jupiterovy rodiny.

Příliš se nečekalo, že by z bolidu mohly dopadnout nějaké meteority, relativně vysoká vstupní rychlost společně s velmi náhlým koncem hrály jednoznačně proti pádu větších těles. Dvě expedice se do pádové oblasti vydaly hledat případné pozůstatky tělesa v březnu a dubnu 2015, poté, co roztál sníh, ale byly neúspěšné.

Ze světelné křivky byl zrekonstruován model fragmentace, z nějž bylo patrné, že k fragmentaci docházelo zpočátku pomalu s náhlým nárůstem v maximu jasnosti, kdy se prakticky rozpadlo celé těleso. Autoři porovnali světelné křivky se třemi známými bolidy se stejnou jasností z minulosti: bolidem Košice z roku 2010, bolidem Maribo z roku 2009 a bolidem z Taurid z 31. 10. 2015. Srovnáním se ukázalo, že rumunský bolid byl ze zcela jiného materiálu, který byl schopen bez větší újmy vydržet dynamický tlak 1 MPa a poté se celý rozpadl. Žádný z fragmentů nepřežil dynamické namáhání větší než 3 MPa. Vysoká soudržnost do první hranice byla pravděpodobně způsobena tím, že původní těleso bylo velmi kompaktní, bez velkých trhlin. Vlastní pevnost materiálu pak dosahovala oněch 1 MPa, což je o dva řády méně, než odpovídá materiálu chondritů a současně o dva řády více, než by odpovídalo kometárnímu materiálu. Rumunský meteorit tak nejspíš představuje zástupce meziplanetárního materiálu, který doposud není v žádné z meteorických sbírek. Materiál křehký, ale strukturně homogenní.

Citace práce

Borovička, J., Spurný, P. a kol, The January 7, 2015, superbolide over Romania and structural diversity of meter-sized asteroids, Planetary and Space Science (2017) v tisku, preprint arXiv:1702.03968

Kontakt: RNDr. Jiří Borovička, CSc., jiri.borovicka@asu.cas.cz