Tvorivý učiteľ fyziky VII, Smolenice apríl 2014

Tvorivý učiteľ fyziky VII, Smolenice 27. ‐ 30. apríl 2014

JULIA Z „JÚLIE“ Vladimír Bahýl KFEAM, DF TU vo Zvolene, hvezdáreň „Júlia“, Zvolenská Slatina Abstrakt: Práca vlastne esej sa zaoberá jednak retro pohľadom na problematiku podvojnosti, gravitačnej viazanosti asteroidov a jednak dôležitosťou tejto vednej disciplíny dnes. Z hľadiska vzťahu skúsený vedec a mladý človek je X-tým varovaním pred súdením a odsudzovaním a nepodporou mladých ľudí. Z didaktického hľadiska sú tiež prezentované vlastné skúsenosti s pozorovaním vybraného asteroidu č. 89 menom Julia. Kľúčové slová: asteroidy, gravitačná viazanosť, DSLR fotometria, podpora mladých. Miesto úvodu Dávno. Dávno, pradávno, vtedy, keď ešte husári bačkory a starie ďiovke šable nosili, tam, kde sa voda sypala a piesok sa lial, bola slovutná vedecká inštitúcia na ktorej pracoval mladý človek. A ten raz prišiel za svojim vedúcim, že by bolo dobré začať fotometrovať asteroidy, že by sme mohli objaviť ich podvojnosť, tak ako u zákrytových premenných a zdôrazňoval, že to na svete doteraz nikto nepozoroval. Nemal na to nijaké dôkazy, iba to tušil zo všeobecnej platnosti Newtonovho gravitačného zákona. Vedúci ho odbil: „Čo si vy myslíte. Ak s tým začneme, okamžite je tu Pupino, ktorý nás s týmto oberie o pozorovací čas. V žiadnom prípade! Nie!“. Časom však na myšlienku fotometrovať asteroidy prišiel aj onen Pupino a pánovi (súdruhovi) vedúcemu zobral nielen časť pozorovacieho času, ale celý pozorovací čas a dokonca i s ďalekohľadom. Škoda preškoda premárnenej šance. Ešte, že onen mladý človek mal v onom čase dosť rozumu či šťastia, aby odišiel a neurobil si takú hanbu, že by z onej inštitúcie bol šiel do penzie. A zazvonil zvoniec, rozprávky je koniec. No ale žarty nabok. Ozaj sa ukázalo, že asteroidy sú nielen gravitačne viazané, t.j. vyskytujú sa v pároch, ale že je aj vedecky veľmi zaujímavá fotoelektrická fotometria asteroidov s cieľom jednak poznať ich rotáciu a jednak do určitej miery mať možnosť matematicky modelovať ich povrch. Gravitačná viazanosť malých telies v Slnečnej sústave Dokazovať, že asteroidy sú často podvojné, gravitačne viazané veľmi netreba. Stačí sa pozrieť na Mesiac, kde je kráterov po takýchto „dvojičkách“ ozaj neúrekom. Viď obrázok číslo 1, alebo aj na Zemi a to konkrétne, stačí sa pozorne pozrieť na mapu Izraela, kde v horách nad Mŕtvym morom sú dva takéto krátery. Viď obrázok číslo 2. Alebo dokonca aj celkom malé čiastočky meteoroidov sú resp. môžu byť podľa nášho názoru gravitačne viazané. Ako (v istom zmysle) dôkaz tohto svojho tvrdenia predkladáme snímku z našej videokamery, ktorou každú čo i len trochu jasnejšiu noc snímame v rámci stredoeurópskeho vedeckého projektu CEMeNt vybraný – nám určený výsek oblohy. Viď obrázok číslo 3. Sú na ňom zachytené stopy dvoch meteorov, ktoré šli Slnečnou sústavou súčasne a súčasne aj v atmosfére našej Zeme zhoreli. Uhlovo nie sú zasa od seba až tak ďaleko. Veď ich pôvod je spoločný. Pochádzajú zo spoločného materského telesa daného roja meteoritov.

‐ 3 ‐


Obr. č. 1. Mesačné krátery Bulialdus a Kies. Snímok kráterov Bulialdus a Kies sme urobili naším teleskopom Celestron 9,25“ v afokálnom zoradení s ohniskovou dĺžkou 11 m. Okrem samotných kráterov sú na snímke viditeľné stopy dvoch mladých kráterov a aj dvoch už takmer zaviatych starých kráterov. Teda, či mladý či starý kráter, nie je nijakou zvláštnosťou, ak je podvojný. A to je podľa nášho názoru možné iba vtedy, ak tieto dve telesá sú navzájom gravitačne viazané. Čo ako málo, ale dosť na to, aby Slnečnou sústavou putovali spolu.

Obr. č. 2. Meteoritické krátery v Izraeli, nad Mŕtvym morom. To (modré) kúsok z Mŕtveho mora vykúka vpravo hore. (zdroj Google) Krátery v Izraeli sú podľa nášho názoru nové. Možno sú len z obdobia Canyon Diablo v Arizone. Súdiac tak podľa zvetrania okrajov. Ten väčší kráter má dokonca stredovú vyvýšeninku. Aj tieto meteoroidy alebo lepšie povedané asteroidy – krížiče boli podľa nás ‐ 4 ‐


gravitačne viazané. Súdime, že jeden, ten väčší, dopadol pod iným uhlom. Preto je jeho ryha dlhšia. Tieto krátery sme našli náhodou pri ceste po Izraeli. Keď sme zastali pred ich okrajom, hneď sme vedeli, o čo ide. Veľký Louis Pasteur sa vraj vyjadril „Náhoda praje pripraveným“. Tak je tomu podľa nás aj v prípade nášho tretieho obrázka. Ktorý je odvďačením sa nám za to, že už tri roky každú čo i len trochu vhodnú noc zapíname kameru alebo fotoaparát a zaznamenávame jasné bolidy alebo videometeory. Táto práca nechce zachádzať do detailov možnej gravitačnej viazanosti meteoroidov, iba si dovoľujeme na túto problematiku upozorniť, jednak keď o probléme píšeme a jednak keď sme mali šťastie zosnímať obrázok číslo 3.

Obr. č. 3. Dva meteory súčasne No a myslíme si, že všetky tieto výsledky potvrdzujú myšlienky oného (rozprávkového) mladého človeka a že už za onoho času malo zmysel fotometrovať asteroidy. Nieto dnes, keď sa pripravujú sondy s pristávacími modulmi k asteroidom, keď padol meteorit „Čeljabinsk“ či keď verejnosť je viac alebo menej strašená možnou zrážkou Zeme s väčším či menším asteroidom. Poznamenávame, že dnes v tomto smere (strašenie zrážkou Zeme s asteroidom) je aj čas vedeckých podvodníkov. Je to smutné, ale je to tak. Dokonca pred časom nám istý mladý inžinier povedal, že dokiaľ nepracoval vo vedeckej inštitúcii, tak si ani len nevedel predstaviť, koľko je medzi vedcami podvodníkov. No ale držme sa toho marxisticko – leninského „Dáš pokoj, máš pokoj“ a venujme sa pozorovaniu asteroidov, teda vlastným výsledkom v tomto smere, kvôli ktorým píšeme aj tieto riadky.

‐ 5 ‐


Pozorovanie astroidov Pozorovať asteroidy to nie je ako pozorovať premenné hviezdy. Tam, u premenných, má človek presné súradnice, vyhľadávaciu mapku a môže sa ísť nato. V prípade asteroidov je situácia iná. Tie sa pohybujú, každú noc sú v podstate inde a vyhľadávacie mapky sú slabou útechou. Riešením je prevzatie efemeridy z internetu, mať montáž, ktorá spoľahlivo, použitím „precise goto“ bude navedená na súradnice dané efemeridov a zapnúť tak isto spoľahlivý guider – navádzač a môže sa pozorovať. Poznamenávame, že aspoň každú hodinu (guider, neguider) je potrebné pozíciu ďalekohľadu podľa efemeridy skontrolovať. Tu si dovolíme odbočiť a vzdať hold Milanovi Antalovi, ktorý už dnes nie je medzi nami, ale ktorý ozaj poctivo, celé noci a sám pointoval 30 cm astrografík a na platne ZU 2 exponoval asteroid za asteroidom. Nie darmo bol po ňom pomenovaný asteroid „Milanantal“. Treba ale povedať pravdu, že my sme sa k pozorovaniu asteroidov dostali doslova „Ako slepé kura k zrnu.“. Boli sme a aj sme orientovaný na pozorovanie zákrytových premenných hviezd a na spomínané bolidy a videometeory. No prišla ponuka z USA, z Univerzity v Arizone, zapojiť sa do programu OSIRIS Rex cez program Target Asteroids. Oba projekty majú svoje webové stránky a kto chce, môže si ich pozrieť. No a keďže v tom čase istí koryfeji z istej nemenovanej mimobratislavskej slovutnej inštitúcie zaperlili duchom a šírili o nás klebetu, že „nie sme schopní vedeckej práce, dokonca ani na slovenskej úrovni nie“ resp., že naša práca je len „zlepencom“, rozhodli sme sa ponuku – výzvu prijať. Neľutujeme. Nielenže sme sa aktívne zapojili, o čom sme dokonca dostali certifikát, ale nás aj pozorovanie asteroidov doslova chytilo za srdce. Naviac nadviazali sme kontakty s takými odborníkmi ako je pán Ing. Štefan Kürti z Nových Zámkov alebo pán Janko Mravík z Bačskej Palanky v Srbsku. Nehovoriac o tých, ktorí tvorili teamy v rámci onoho Target Asteroids. Projekt Target Asteroids bol zameraný na tzv. tmavé asteroidy s nízkou špecifickou hmotnosťou. Často krát ozaj veľmi slabé asteroidy. My sme pozorovali iba Ceres, Themis, Adoreu, Dysonu a Hapeliu, ktoré nám boli svojou magnitúdou dostupné. Ba dokonca v počiatkoch sme sa pokúšali merať aj jeden križič, ale nebolo počasie a v tom čase ani skúseností s pozorovaním týchto telies. Pozorovať tzv. krížiče podľa nás nie je systém „Hop na kravu bude teľa.“. Uvidíme, ako v tomto smere pochodia tí, ktorí si myslia, že s kanónom sa dá ísť na vrabce. Pozorovali sme asteroidy, ktoré boli dostupné nášmu vybaveniu a priznáme, že doslova za pochodu sme sa učili asteroidy pozorovať. A čuduj sa svete, učili sme sa nie od tých, ktorí za to berú plat resp. roky sa tvária, že to vedia, ale od tých, ktorí do tejto práce vkladajú sami seba, nikoho nesúdia a ani neodsudzujú, pracujú a často ozaj na svetovej úrovni. Stačí si v tomto smere pozrieť webové stránky, aby sa hneď vedelo, kto čo robí, aké má výsledky a akou je kategóriou. Je to užitočné a didakticky veľmi poučné. Asteroid č. 89, asteroid Julia V našej práci v oblasti fotometrovania asteroidov sme nevideli nič osobné, až dokiaľ sme nedostali od p. Mravíka video s asteroidom Julia a neuvedomili sme si, že naša milovaná vnučôčka Julinka je už na nebi  a to nás nenechalo ľahostajných. Okamžite sme si našli efemeridy a čakali sme na počasie. To je už podľa nás v posledných najmenej šiestich mesiacoch úplne šialené. Ak máme jeden, dva dni jasno, tak je to zázrak. No aj tak sme po niekoľkých pokusoch asteroid Julia našli a úspešne fotometrovali. Nie je to samozrejme nijaká diera do sveta. Je to začiatok. Fotometrovali sme cez Celestron 9,25“ s reduktorom ohniska použitím DSLR systému Cannon EOS 1100D. expozíciu sme volili 10 sekúnd pri ISO 3200. Na snímku je vidno hviezdy do trinástej magnitúdy (hviezda číslo 5) a ako vidno, aj slabšie. Nie je to veľa, ale aspoň dačo.

‐ 6 ‐


Obr. č. 4. Asteroid Julia (označený symbolom „2“). Hviezdičky, ktoré sme v systéme Muniwin použili ako porovnávaciu a tzv. ček star sú v súhvezdí Rýb a majú nasledovné označenie. Tá slabšia, označená šípkou, nad asteroidom Julia, ktorý je označená „2“ je GSC 1185 1579 a má V magnitúdu 11,25 a tá silnejšia, označená „1“ je GSC 1185 1603, ktorá bola použitá ako porovnávacia má V magnitúdu 10,02. Hviezdičky sme si pekne očíslovali, aby nikto nemal pochybnosti o tom, že sme asteroid Julia v už spomínanom súhvezdí Rýb pozorovali, že švindľujeme. Systém Muniwin sme miesto software Astrometrica použili preto, že nám žiaľ v priebehu pozorovania prestal fungovať guider (aj to sa stáva) a šli mraky, takže kým by sme to boli znovu ponastavovali, tak by sa bolo zatiahlo, ako sa aj a tak máme k dispozícii iba niečo vyše hodinové meranie. No aj tak to stojí zato, lebo nielen podľa nás v astronómii každé meranie je unikátne a preto aj píšeme túto prácu. Astrometrica je na presnosť pozícií pochopiteľne omnoho citlivejšia ako Muniwin, ktorý je určený predovšetkým na spracovanie fotometrických pozorovaní premenných hviezd. Ale samozrejme, dajú sa s nim spracovať aj fotometrické pozorovania asteroidov. Julia 13.1.2014 Por = -55892,2472+1566,8945*x-10,9814*x^2 1,22 1,20 1,18

delta Por

1,16 1,14 1,12 1,10 1,08 1,06 1,04 71,26

71,28

71,30

71,32

71,34

71,36

71,38

24566 + JD

Obr. č. 5. Prvé výsledky fotometrických pozorovaní asteroidu Julia na hvezdárni „Júlia“.

‐ 7 ‐


Ozaj to nie je diera do sveta. Stredná chyba podľa Muniwin-u je 0.01 m. No podľa matematickej štatistiky z pozorovaní okolo dátumu 71,28 stredná chyba je 0.03 m. Obe hodnoty považujeme za pomerne veľké, ale ozaj išli mraky a nejak treba začať. V každom prípade však naše merania, na hranici prípustnosti chýb, jasne hovoria o tom, že magnitúda asteroidu Julia sa zrejme v dôsledku rotácie telesa mení a má zmysel ju pozorovať. Pozorovanie, to znamená meranie pozícií asteroidov a ich fotometria má, konkrétne pre nás, aj ďalšiu pozitívnu stránku. Keď sme našu hvezdáreň pomenovali „Júlia“, po najstaršej vnučke, ostatné vnučky sa tiež dožadovali, aby tam bolo aj ich meno. To sa nedalo. No teraz, po prvých pozorovaniach asteroidu Julia sme zistili, že na nebi (na oblohe) sú vlastne všetky naše vnučky Barbora, Wanda, Sofia, Olivia. V rámci projektu Target Asteroids náš team „Aurelius“ realizoval merania desiatok pozícií asteroidov a dokonca objavil aj dva nové asteroidy. Mysleli sme si, že ich budeme pozorovať, presne určíme dráhy a snáď niektorý z nich pomenujeme po niektorej z vnučiek. Nie je to treba. Treba ich (Juliu, Barboru, Wandu, Sofiu a Oliviu) „iba“ pozorovať a priniesť o nich čo najviac a čo najcennejších nových vedeckých údajov - poznatkov. A to urobíme s radosťou. A za všetko vďačíme nie náhode, že sme sa zapojili do projektu celosvetového charakteru Target Asteriods, ale našim priateľom, astronómom nadšencom, priateľom astronómie tu doma na Slovensku a samozrejme aj priateľom astronómie z Bačskej Palanky. Model asteroidu Julia Samozrejme, najmä v súvislosti s pripravovaným výskumom asteroidov kozmickými sondami, je pozorovanie a modelovanie asteroidov v súčasnosti veľmi lukratívnou aktivitou. Boli podrobne odpozorované svetelné krivky jasnejších a pre návštevu sondy najzaujímavejších asteroidov. Asteroid Julia medzi nimi samozrejme nechýba.

Obr. č. 6. Výber z fotometrických meraní asteroidu Julia Tak, ako pre desiatky iných asteroidov bola z jednotlivých meraní zostavená kompletná svetelná krivka asteroidu a z nich matematicky, tzv. inverziou svetelnej krivky je možné približne identifikovať tvar asteroidu. Konkrétne v prípade asteroidu Julia, jej tvar je modelovaný na obrázku číslo 7. Ba viac, dnes s použitím dekonvolučnej technológie je možné pomocou obrích teleskopov získať obraz, lepšie povedané obrys asteroidu. Aj keď to nie je čosi, na čom vidno detaily no cenu to má nesmiernu. Totiž astronomický nadšenci roky pozorujú tzv. zákryty. Ak sa pozorovatelia „rozostavia“ po tieni zákrytu, z časových úsekov je možné zostaviť siluetu asteroidu. Je to zložité no podľa nás, zainteresovanému táto informácia postačí najmä, ak to podstatné, o čo ide je fakt, že nie len pri tých najväčších svetových ďalekohľadoch je možné dospieť k novým vedeckým poznatkom, ale že často, prečasto je veda dostupná s ďaleko skromnejšími prostriedkami. Najmä, ak nám ide ozaj o nové poznanie – o vedu ‐ 8 ‐


a nie o záznam v akomsi osobnom hodnotení, kde kvalita vedca sa „meria“ počtom prác publikovaných v tzv. currentoch. Ó, aké nadčasové je v tomto smere dielo J. A. Komenského „Labirint světa a lajthaus srdce“.

Obr. č. 7. Model asteroidu Julia. Záver Podľa nás, nielen kométy, ale aj asteroidy sú telesá, ktoré pamätajú vznik Slnečnej sústavy ako takej. Dnes sa už k vybranému asteroidu blíži ďalšia sonda. Sonda Roseta si to mieri ku kométe. Špekulanti uvažujú nad tým, že ak je asteroid, ktorý obsahuje zlato alebo diamanty, oplatí sa ho doslova stiahnuť na Zem. Čiže svet okolo asteroidov je v obrovskom pohybe, nikto nemôže pred tým zatvárať oči alebo nadraďovať sa alebo vajatať. Iba ak by nevadilo, že husári bačkory a starie ďiovke šable nosia a detto, ak by nevadilo, že vedeckým trendom nieže dýchame, ale z čoraz väčšej diaľky beznádejne hľadíme na chrbát alebo čo najhoršie, že mladý, kvalifikovaný odborník, ak chce pracovať v odbore, musí zo Slovenska odísť. Literatúra 1.http://astro.troja.mff.cuni.cz/projects/asteroids3D/web.php?page=db_listing&mode=searc h&asteroid_id=&model_id=&asteroid_number=89&asteroid_name=&asteroid_designation = Adresa autora Doc., RNDr. Vladimír Bahýl, CSc. KFEAM, DF TU vo Zvolene, Masarykova 24, 960 53 Zvolen (do 8/2014) hvezdáreň „Júlia“, Sebechov 41/82, 962 01 Zvolenská Slatina [email protected]

‐ 9 ‐

Tvorivý učiteľ fyziky VII, Smolenice apríl 2014

Recommend Documents