Perseidien meteoriparvi maksimissaan

Perseidien meteoriparven meteorit näyttävät tulevan
Perseuksen tähdistön pohjoisosasta. Suomessa maksimin
aikaan säteilypiste liikkuu tähtitaivaan myötä
koillisesta kaakkoon yön aikana. Piirros © Kari A. Kuure.

Yksi tunnetuimmista meteoriparvista on perseidien parvi, joka saavuttaa maksiminsa vuosittain elokuun 12. päivän tienoilla. Näin tänäkin vuonna, sillä maksimin lasketaan olevan 12. päivänä iltapäivästä Suomen aikaa. Edellisenä ja maksimia seuraavana yönä taivaalla voi näkyä runsaasti kirkkaita ja hyvin nopeita meteoreja.

Meteoriparvet syntyvät komeetoista irronneista pienistä kivistä. Joukossa voi olla joskus myös hieman suurempia kappaleita, jolloin niiden aiheuttama meteori on myös hyvin kirkas. Irronnut kiviaines noudattelee suurin piirtein komeetan rataa kiertäessään Auringon ympäri, mutta Auringon valon paine ja planeettojen aiheuttamat gravitaatiohäiriöt muuttavat ajan kuluessa pölyvanan paikkaa. Jos komeetan rata on jossakin vaiheessa maapallon radan läheisyydessä, pölyvana voi siirtyä maapallon radalle ja silloin näemme avaruudesta tulevien pieneten kivien aiheuttamat valoilmiöt meteorisateena.

Runsaimpia meteoriparvia syntyy silloin, kun komeetan kiertoaika on suhteellisen lyhyt, yleensä alle 200 vuotta. Tällöin komeetta ehtii olemassa olonsa aikana täydentämään pölyvanaa jokaisella perihelin ohituksen aikana ja komeetan radan tuntumassa on useita erillisiä pölyvanoja, joista meteorit syntyvät vuorollaan. Perättäisinä vuosina ei välttämättä ole kyse siis samasta pölyvanasta kuin edellisinä vuosina. Joskus pölyvanat voivat lähes yhdistyä ja silloin voidaan nähdä meteoriparvella kaksi maksimia.

Komeetta

Komeetta Swift-Tuttle. Kuva NASA.

Perseidit ovat syntyneet komeetta 109P/Swift-Tuttle’n jättämästä pölyvanoista. Parvi on suhteellisen runsas, sillä sen ZHR=50–100 ja esimerkiksi viime vuonna ZHR-luku saavutti arvon noin 200. Kaikkien aikojen suurin ZHR-luku^[1] perseidien parvelle on 300.  ZHR-luku ei kerro kuitenkaan sitä, kuinka monta meteoria joku yksittäinen havaitsija voi nähdä tunnin aikana.

Komeetta 109P/Swift-Tuttle oli edellisen kerran perihelissä 14.12.1992. Sen kiertoaika on nykyisin 133,28 vuotta. Komeetan löysivät toisistaan riippumatta Lewis Swift (16.7.1862) ja Horace Tuttle (19.7.1862). Komeetan ytimen halkaisija on noin 26 km.

Ensimmäiset havainnot komeetasta on kiinalaisilta vuodelta 188 jaa. Silloin sen kirkkaudeksi^[2]on arvioitu M_v=0,1, eli melkoisen kirkas. Jo ennen ajanlaskun alkua siitä on arvioitu tehdyn havaintoja ainakin vuonna 69 eaa ja 322 eaa, jolloin se on nähty paljain silmin. Vuoden 1862 aikaan komeetta on ollut kirkkaudeltaan Pohjantähden luokka (M_v=2,2). Seuraavan kerran komeetta on perihelissä vuonna 11.7.2126. Silloin sen arvioidaan saavuttavan kirkkauden M_v=0,7 eli olisi paljain silmin havaittavissa.

Komeetan kiertoaika on suhteessa Jupiterin kiertoaikaan 1:11. Tästä syystä komeetta joutuu Jupiterin läheisyyteen joka 11. Jupiterin kierroksella. Tästä syystä komeetan kiertoaika muokkaantuu suhteellisen usein ja sen seurauksen kiertoaika voi ja yleensä muuttuukin ainakin jonkin verran. Nykyisen resonanssin arvellaan kestävä muutaman tuhannen vuoden ajan, sillä edellisen kerran isompi ratamuutos tapahtui noin 1000 vuotta sitten.

Swift-Tuttlen rata sivuaa maapallon rataa hyvin läheltä. Etäisyyttä ratojen välillä on lyhyimmillään noin 130 000 km, eli ainoastaan noin 1/3 Kuun etäisyydestä. Maapallon on joka vuosi tässä pisteessä ja sen vuoksi näemme meteoriparven vaikka itse komeetta olikin jossakin Jupiterin radan tuntumassa. Vuoden 2126 perihelin aikaan komeetan ja maapallon välinen etäisyys on lyhin elokuun 5. 2126, jolloin etäisyyttä on noin 0,153 au eli noin 22 900 000 km. Seuraava perihelin ohitus on vuonna 2261 ja silloin etäisyys komeetta on lyhyin elokuun 24. 2261 ja se on 0,147 au eli noin 22 000 000 km. Näkyvissä olevassa tulevaisuudessa komeetta sivuuttaa maapallon vain miljoonan kilometrin etäisyydeltä vuonna 3044.

Komeetta 109P/Swift-Tuttle on yksi vaarallisimmista tunnetuista komeetoista, sillä se sivuuttaa maapallonradan hyvin läheltä ja tulevaisuudesta ei voi olla kovinkaan varma, sillä komeettojen radat muuttuvat hyvin usein. Swift-Tuttlen kohdalla kyse ei ole edes kovinkaan suuresta tarvittavasta muutoksesta, jolloin törmäys maapalloon toteutuisi. Komeetan ytimen koko on yli kaksinkertain mitä 65 miljoonaa vuotta sitten maapalloon törmänneen asteroidin lasketaan olleen. Komeetan vaarallisuutta lisää sekin seikka, että maapallon ja komeetan välinen suhteellinen nopeus on noin 60 km/s, joten laskennallisesti törmäyksessä vapautuva energiamäärä olisi noin 27-kertainen jo mainittuun 65 miljoonaa vuotta sitten tapahtuneeseen törmäykseen verrattuna.

Havaitseminen

Meteorien havaitseminen on periaatteessa yksikertaista. Etsiydytään vain pimeään paikkaan, josta näkyvyys taivaalle on mahdollisimman laaja-alaista. Mukaan täyty ottaa lepotuoli, lämmintä vaatetta ja makuupussi ja muistiinpanovälineet. Sitten vain taivaalle tuijottamaan ja merkitään ylös kaikki nähdyt meteorit, jotka kuuluvat perseidien parveen, varttitunnin jaksoissa. Taivaalle on katsottava herkeämättä, sillä meteorit ovat lyhytaikaisia, yleensä alle sekunnin kestäviä. Poikkeuksena ovat harvoin nähtävät tulipallot, joiden kesto on jonkin verran pitempi.

Valokuvaaminen on jo toinen juttu. Tarvitset järjestelmäkameran, jossa pitäisi käyttää mahdollisimman laajakulmaista (lyhyt polttovälistä) objektiivia. Näin saadaan mahdollisimman paljon taivasta tallentumaan kuvaruutuun. Kamera asetetaan jalustalle ja suunnataan mahdollisimman pimeään kohtaa taivasta, yleensä suhteellisen korkealle. Käytetystä objektiivista hieman riippuen, kameran voi suunnata jopa aivan zeniittiin. Meteorit näyttävät tulevan Perseuksen tähdistön pohjoispuolelta mutta niitä näkyy yleensä missä suunnassa tahansa. Myös satunnaisia meteoreja voi näkyä mutta ne eivät tule perseidien radiantin^[3] suunnasta. Elokuun alkupuolella on kolmen muunkin meteoriparven meteoreja aktiivisesti näkyvissä, joten nekin voi laskea jos ne tunistaa.

Tarvitset vielä yhden tärkeän lisätarvikkeen, nimittäin sekveksilaukaisimen. Laukaisimella voidaan ottaa kuvia jatkuvasti ilman, että olet itse kiinni lankalaukaisimessa. Kameran herkkyydeksi asetetaan suhteellisen suuri herkkyys, esimerkiksi ISO 800 tai jos kohinaa ei synnyt häiritsevän paljoa, herkkyyttä voi nostaa vielä tästäkin. Herkkyyden noston huonopuoli on se, että taivas ylivalottuu helposti jos valotusaika on liian pitkä. Parasta olisikin jos valokuvatessa pystyy seuraamaan kuin vaalea taivaasta tulee. Hyvä lähtökohta on että valotusaika olisi noin 20 sekuntia mutta sitä pitää säätää koekuvien perusteella.

Jos suunnittelet kuvaavasi pitkään tai peräti koko pimeän ajan, niin silloin tarvitset vielä objektiivin lämmittimen, joka estää huurteen muodostumisen linssin pinnalle. Luonnollisesti myös itseä tulee huoltaa ja kuuma juoma termoksessa on lähes välttämätöntä.

---

Jos onnistut kuvaamaan perseidejä, niin niitä voit lähettää Radiantin toimitukseen julkaistavaksi.

Huomautukset

[1] ZHR-luku on laskennallinen arvo, jolla voidaan verrata meteoriparveja keskenään ja samaakin parvea eri vuosina. Kiinteällä visuaalisella havaitsemisella hyvissä havainto-olosuhteissa yksi yksittäinen havaitsija voi havaita ehkä neljäsosan ZHR-luvun ilmoittamasta määrästä lyhyen maksimin aikana.  Heikommat havainto-olosuhteet ja e-niin-tarkkaavainen havaitseminen pudottaa havaittujen meteorien määrän jopa kymmenesosaan. Meillä Tampereella havainto-olosuhteita heikentää vielä kesäisen vaalea taivas ja Tampereen keskustan valot, jolloin ainoastaan kirkkaimmat meteorit on mahdollista havaita huolimatta siitä, että perseidien säteilypiste (radiantti), eli kohta mistä meteorit näyttävät taivaalta tulevan, on korkealla taivaalla illan pimentyessä.

[2] Komeettojen kirkkausluokitus on sama asteikko kuin muillakin tähtitaivaan kohteilla. Komeetat kuitenkin poikkeavat muista kohteista siinä, että niiden kirkkaus jakaantuu paljon laajemmalle alueelle kuin pistemäisten tähtien. Tästä syystä komeettojen paljain silmin näkyvyyden raja ei ole tähtien Mv=6,5 vaan paljon korkeampi. Myös komeetan koman (perihelin läheisyydessä syntyvän ilmakehä) rakenne vaikuttaa näkyvyyteen. Jos komassa ei ole tiivistynyttä keskustaa, komeetan täytyy olla paljon kirkkaampi kuin jos siinä on tiivistynyt keskusta.

[3] Radiantti on säteilypiste jossa meteorien tulosuuntaan jatkamalla päädytään samaan pisteeseen. Avaruudesta tulevien kivien suunta on kyllä yhdensuuntainen, mutta perspektiivistä johtuen ne näyttävät tulevan samasta pisteestä. Ilmiö on sama jos seisot junan raiteilla: ne ovat varmasti samansuuntaisia mutta horisontissa ne näyttävät yhtyvän. Asiaa vielä selvittää mielikuva, jossa seisot käytöstä poistetulla ratapihalla. Ratapihalla on ollut lukuisia raiteita vierekkäin mutta suurin osa raiteista on poistettu. Siellä täällä on kuitenkin yksittäisiä kiskon pätkiä jäljellä, jotka edelleen osoittavat samaan pisteeseen horisontissa. Nämä kiskon pätkät vastaavat meteoreja.