Perseidy 2012 w danych IMO

rys.1 Wykres aktywności Perseidów według danych IMO

Tegoroczne Perseidy już za nami. Przy dość sprzyjającej fazie Księżyca obserwatorzy na całym świecie przeprowadzili obserwacje aktywności roju pozwalające na zbadanie krzywej aktywności tego znanego strumienia. Obserwacje prowadzono na kilku kontynentach za wyjątkiem Afryki oraz Australii. Tradycyjnie ogromna ilość obserwacji pochodziła z Europy gdzie w tym roku niezwykłą aktywność zaprezentowali obserwatorzy z Serbii obserwując w dużej grupie i wykonując ponad 20h czasu efektywnego na osobę. Znaczna część obserwacji pochodzi też z Chin, Rosji oraz z USA. Najdalej na południe wysuniętym obserwatorem Perseidów był Anderson Dantas z Brazylii obserwujący na szerokości geograficznej 6.5 stopnia S. Na liście obserwatorów perseidów znalazło się łącznie 15 osób z Polski które wykonały łącznie 165 godzin czasu efektywnego.

Wykres przedstawiony poniżej powstał na podstawie 3916 przedziałów obserwacyjnych. W przedziałach tych zaobserwowano łącznie 27145 Perseidów.
Maksymalna aktywność ZHR = 122 +-8 zaobserwowana została dla długości ekliptycznej 140.152 a więc 12 08 2012 roku o godzinie 15:50 UT. Maksimum przewidywane przez IMO spodziewane było między godziną 7:00 UT a 19:30UT, obserwowany pik wystąpił więc zgodnie z przewidywaniami. Na pierwszy rzut oka na wykresie widać pojedynczy tradycyjny pik aktywności. Po wgłębieniu się w dane można zauważyć 2 wierzchołki pomiędzy którymi występuje spadek aktywności. Pierwszy wierzchołek z ZHR = 111 +-8 występuje dla długości ekliptycznej 139.748 (12.08.2012 5:44UT), drugi tak jak wspomniano wcześniej. Pomiędzy wierzchołkami widac 10 godzinny spadek aktywności do ZHR około 70. Połowę aktywności odnotowano na 9.5h przed pierwszym maksimum oraz w 9h po drugim maksimum.

Na stronach IMO znalazł się też wykres obejmujący okolice samego maksimum przy zastosowaniu krótszych przedziałów czasowych. Widoczne są dobrze zbocza wznoszące i opadające (radiant obserwowany nad Europą), pomiędzy godziną 4UT a 19UT 12 sierpnia ilość obserwacji jest dość mała. Zauważalny jest tu płaski wierzchołek piku z delikatnym dołkiem około 12UT. Aktywność na poziomie dochodzącym do 120 wskazywana jest przez jeden punkt wykresu, jest to jednak punkt oparty o 40 przedziałów obserwacyjnych a więc powstały w oparciu o dane od wielu obserwatorów.
Analiza IMO wykonana została przy założeniu stałego współczynnika r = 2.0. Współczynnik ten zakładany jest odgórnie przy automatycznych analizach IMO a jego prawidłowe wyznaczenie może mieć wpływ na rzeczywiste wyniki przedstawiane w późniejszych analizach. Na podstawie obserwacji PKiM dało się zauważyć że współczynnik r zbliżony był raczej do wartości 1.5 a obserwowane maksimum było dość jasne. Przyjęcie współczynnika r = 1.5 zauważalnie zmniejszy wyżej przedstawione wartości ZHR.

rys. 2 Wykres aktywności Perseidów w okolicach spodziewanego maksimum

Najaktywniejsi obserwatorzy Perseidów na świecie:

1. Terrence Ross, USA 73.950 h teff
2. Maciej Myszkiewicz, Polska 52.120
3. Michel Vandeputte, Belgia 52.030
4. Javor Kac, Słowenia 42.950
5. Alexandr Maidik, Ukraina 42.500
6. Jurgen Rendtel, Niemcy 29.770
7. Csilla Tepliczky, Węgry 28.430
8. Pierre Baader, Niemcy 27.280
9. Koen Miskotte, Holandia 24.270
10.Kamil Hornoch, Czechy 22.740
11.Christoph Gerber, Niemcy 22.030
12.William Watson, USA 21.300
13.Branislav Savic, Serbia 21.120
14.Nikola Stojanovic, Serbia 20.660
15.Stefan Fuks, Serbia 20.620
16.Ljubica Grasic, Serbia 20.350
17.Igor Bukva, Serbia 20.320
18.Anna Levin, Izrael 18.450
19.Marcin Skalski, Polska 18.000
20.Stefan Golubovic, Serbia 17.520

W pierwszej 20-tce obserwatorów na świecie mamy dwóch Polaków – Maćka Myszkiewicza który wykonując 52,12h czasu efektywnego zajął drugie miejsce oraz Marcina Skalskiego który wykonał 18h obserwacji. Najaktywniejszym obserwatorem został Terrence Ross który wykonał 73,950h.

Lista obserwatorów z Polski

Najlepszym polskim obserwatorem meteorów został Maciek Myszkiewicz który pomiędzy 10.07 a 25.08 wykonał ponad 52 godziny czasu efektywnego. W czołówce znajdują się w większości obserwatorzy z XXIV obozu astronomicznego PKiM, pomiędzy nimi znalazł się jednak na miejscu czwartym Jarek Dygos który obserwował przez 14 godzin. Obserwatorzy z Polski (w tym spoza PKiM) wykonali łącznie 165 godzin obserwacji. Zgodnie z obietnicą najlepszy obserwator Perseidów otrzymuje nagrody książkowe oraz okolicznościowy dyplom.

1. Maciej Myszkiewicz 52.120 h teff
2. Marcin Skalski 18.000
3. Krzysztof Pieszczoch 16.900
4. Jarosław Dygos 14.010
5. Przemysław Żołądek 11.100
6. Ewa Wala 10.100
7. Andrzej Skoczewski 9.670
8. Tomasz Lenart 8.040
9. Tomasz Łojek 7.050
10.Joanna Antosik 5.250
11.Agnieszka Rumińska 3.620
12.Tomasz Adam 3.580
13.Krzysztof Polakowski 3.260
14.Tomasz Fajfer 1.670
15.Paweł Trybus 1.000

Błędy przy obserwacjach wizualnych

Wszystkim obserwatorom Perseidów należą się słowa uznania za poświęcony czas i wysiłek. Obserwując pamiętać należy jednak o kilku zasadach dzięki którym te proste obserwacje nabierają naukowego znaczenia. Pewne błędy są popełniane jednakowo od wielu lat, postaram się więc wyjaśnić jaki wpływ mają na uzyskiwane wyniki.

U podstawy wszystkiego leży wzór na ZHR. Pozwala on ujednolicić wyniki uzyskane przez różnych obserwatorów w różnych warunkach. ZHR jest wartością jednoznacznie określającą aktywność danego roju, teoretycznie uniezależnioną od wszelkich czynników takich jak zaświetlenie, zachmurzenie, wysokość radiantu czy też od wad widzenia obserwatora.

rys.3 Wzór pozwalający na wyznaczenie ZHR z obserwacji wizualnej

Ilość meteorów obserwowanych w ciągu godziny bez uwzględnienia tych czynników (a więc to co wpisujemy w notatki) nazwać można liczbą godzinną. Jeśli radiant roju jest nisko wówczas liczby godzinne są raczej niskie, jeśli wysoko to są one odpowiednio wyższe. Za ustandaryzowanie wyników uzyskanych o różnej porze odpowiada mianownik wzoru w których znajdujemy wyrażenie sin(h) – sinus wysokości radiantu. Tu obserwator akurat niewiele może zepsuć. W liczniku znajdujemy N – jest to liczba zaobserwowanych meteorów a więc zupełnie pierwotna informacja podstawiana do wzoru. Jest tu też „r” podnoszony do jakiejś potęgi. Czynnik „r” to współczynnik masowy roju określający stosunek meteorów o jasności m do ilości meteorów o jasności m+1. Mówiąc najprościej jeśli widzimy 10 meteorów o jasności 2m, 20 meteorów o jasności 3m i 40 meteorów o jasności 4m to współczynnik r wynosi 2. Jeśli meteorów słabych jest znacznie więcej to współczynnik r ma liczbowo większa wartość a oznacza to że strumień złożony jest głównie ze słabszej materii. Współczynnik r w poważnej analizie wyznaczany jest w pierwszej kolejności na podstawie jasności meteorów wyznaczonych przez obserwatorów stąd też ważna jest prawidłowa ocena jasności. Ocena nie jest zresztą jakimś trudnym zadaniem o ile tylko obserwator ma jakiś większy kontakt z niebem i pamięta jasności gwiazd jaśniejszych jak i tych niektórych ciemniejszych, tworzących części znanych gwiazdozbiorów. Przy prostych analizach przyjmuje się często stały współczynnik r oparty o dawniejsze badania, typowy dla danego roju.

Pozostały 2 czynniki. Jeden znajduje się w wykładniku potęgi do której podnoszony jest r. Łatwo zauważyć że jeśli zmieniamy wykładnik potęgi to uzyskany wynik może różnić się w sposób ogromny. 3 to potęgi drugiej to 9 ale 3 do potęgi 3 to już 27. Czynnikiem tym jest widoczność graniczna dlatego też od prawidłowej i rzetelnej oceny widoczności zależy poprawność wyniku. Każdy obserwator w tych samych warunkach widzi nieco inaczej. Różnice w widoczności wynikają z różnic wiekowych (inny rozmiar źrenicy u obserwatorów młodszych i starszych), z różnych ukrytych wad widzenia jak też czasem wprost od formy psychofizycznej obserwatora – obserwator zmęczony lub „po ciężkim dniu” widzi mniej (wyjątkiem są skrajne przypadki kiedy to widzi się dwa razy więcej gwiazd i odwrotnie proporcjonalną ilość meteorów). Nawet jeśli obserwator z jakichś przyczyn widzi mniej gwiazd to jeśli oceni on rzeczywistą własną widoczność to uzyskane wyniki są prawidłowe. Niekiedy jednak obserwator widzi prawidłową ilość meteorów a podaje widoczności zaniżone – często jest to wynikiem niestosowania metody zerkania przy wyznaczaniu widoczności. W takim wypadku uzyskany ZHR jest znacznie zawyżony. W przeszłości spotykałem się też z przypadkiem grupy obserwatorów dla których widoczność graniczna podana była odgórnie przez prowadzącego obserwacje bądź też z przypadkiem gdzie grupa młodych gimnazjalistów wypędzonych pod niebo ściągała od siebie widoczności wpisując jednakowe dla całej grupy. W takich przypadkach obserwacja jest bezwartościowa i daje nieprzewidywalny wynik.

Ostatni czynnik we wzorze przez który wszystko jest mnożone to współczynnik zachmurzenia F. Współczynnik ten przy braku zachmurzenia ma wartość 1.00 co oznacza że wyniku nie trzeba w żaden sposób przeskalowywać na obecność meteorów które znalazłyby się za chmurami. Przy obecności zachmurzenia wyznacza się współczynnik który przyjmuje wartości większe od jeden a przy całkowitym zachmurzeniu dąży do nieskończoności. Przy zachmurzeniu 50% wartość F wynosi 2, przy 75% wynosi 4 i rośnie lawinowo przy dalszym wzroście zachmurzenia. Łatwo więc zauważyć że przy większym zachmurzeniu wszystko co wpisaliśmy w pierwszy człon wzoru staje się mało istotne a cały wynik zależny jest od wartości współczynnika F, od poprawności jego wyznaczenia. Istnieje więc zasada że obserwacje prowadzimy tylko do zachmurzenia wynoszącego 50% gdzie współczynnik F osiąga wartość 2.0. Przy zachmurzeniu większym obserwacje przerywamy i czekamy na poprawę pogody. Jeśli np. przy dużym zachmurzeniu określimy widoczną część nieba na 20% i pomylimy się przy tym o 5% to uzyskany ZHR może różnić się nawet o 33% od prawidłowego. Analogiczna pomyłka dla zachmurzenia poniżej 50% ma znacznie mniejszy wpływ na wynik. Do tego dochodzi zupełnie statystyczny problem. Przy małym fragmencie odsłoniętego nieba widzimy niewiele meteorów. Jeśli w ciągu godziny zobaczymy w takim wycinku 5 meteorów i przeskalujemy o zachmurzenie to uzyskamy znacznie większy błąd niż w przypadku gdy przy w pełni widocznym polu widzenia zauważymy tych meteorów kilkadziesiąt.

Zasada pierwsza więc – nie obserwujemy przy zachmurzeniu większym niż 50%, nie podajemy przedziałów z wartością F większą od 2.0. Przedziały takie generują błędne wyniki, świadczą też o niedostatecznym wyszkoleniu obserwatora.

Druga zasada – wyznaczamy widoczność graniczną w sposób możliwie najdokładniejszy. Do wyznaczenia widoczności używamy specjalnych pól, dla uśrednienia widoczności wyznaczamy jej wartość na kilku takich polach jednocześnie. Pola te powinny leżeć w pobliżu centrum pola widzenia, nie wybieramy pól w których widoczność jest z jakichś powodów gorsza (np. rozświetlenie nieba od miasta).

Warto też pamiętać o granicznej widoczności pozwalającej na obserwacje meteorów. Uznaje się że obserwacje są wartościowe jeżeli widoczność graniczna wynosi 5.0m. Dla każdej magnitudy różnicy w widoczności ilość widocznych meteorów zmienia się o współczynnik masowy r. Jeśli więc przy widocznosci 6.5m widzimy 100 meteorów na godzinę to przy widoczności 4.5m widzimy tylko 25 a przy widocznościach rzędu 3m typowych dla dużych miast widzimy pojedyncze sztuki. Dla słabej widoczności mamy więc małe ilości meteorów które muszą być sprowadzone do warunków standardowych przez powyższy wzór. Do tego służy oczywiście ocena widoczności granicznej, w trudnych warunkach ciężko jest jednak wykonać taką ocenę w sposób rzetelny, często obserwator widzi tylko jaśniejsze gwiazdy w gwiazdozbiorach i podaje widoczność z dokładnością +- 0.5m. Wynik tak uzyskany z kilku zaledwie meteorów będzie miał bardzo duży rozrzut. Stad też stara zasada – nie obserwujemy przy widoczności słabszej niż +5.0m.

Mam nadzieję ze powyższy wykład, łopatologicznie rozpisany pokazał gdzie przy tego typu obserwacjach czają się pułapki i o co należy najbardziej dbać.

Na koniec rzecz trochę zabawna. Na mapie obserwatorów dostępnej na stronie IMO widać bardzo dużą liczbę obserwatorów na Bliskim Wschodzie, szczególnie wielu jest ich w różnych rejonach Arabii Saudyjskiej. Jak dotąd nie słyszałem o grupach obserwatorów w tym rejonie świata, jedynie w Iranie, w Jordanii oraz w Izraelu od czasu do czasu ktoś spoglądał w niebo. Po kliknięciu na znaczniki dostrzegamy jednak nazwiska nietypowe dla tych okolic, ba – jest tam nawet jeden z naszych..Okazuje się że aby znaleźć się na Półwyspie Arabskim nie trzeba wsiadać w samolot. Wystarczy pomylić współrzędne w raporcie IMO. Długość geograficzna wpisana w miejsce szerokości i na odwrót przerzuca obserwatora w inny rejon świata. Tak oto na mapie powstaje odbicie obserwatorów z Europy ;)