Meteoreja metsästämässä

KAK – Maapallon ilmakehään saapuu joka vuorokausia miljoonia eri kokoisia meteoroideja [1]. Joidenkin tietojen mukaan saapuva kokonaismassa on noin 100 000 kg vuorokaudessa. Määrä saattaa tuntua paljolta, vaikka maapallon mittakaavassa se on häviävän pieni määrä. 

Ilmakehään saapuva materiaali on suurimmaksi osaksi hienojakoista meteoripölyä. Hieman suurempia kappaleita, sellaisia jotka tuottavat näkyvän meteorin [2], on vain pieni osa kokonaismassasta. Nekin jakaantuvat maapallon pinnalle tasaisesti, joten yhdelle havaintopaikalle ei kovinkaan montaa meteoria osu yhden yön aikana. Määrä on siis keskimääräinen, meteorisateiden tuottamien meteorien määrä ovat sitten aivan omaa luokkaansa.

 

Perseidien parven tämän vuoden hienoin bolidi tallentui Tampereen Ursan tähtitornin pohjoiskameraan 13.8.2026 kello 00.24.48 EEST. Sama bolidi tallentui myös koilliskameraan, mutta kameran kuvanvaihdon vuoksi se ei ole aivan yhtä näyttävä kuin tämä versio. Kuva © Kati A. Kuure / Tampereen Ursa ry.

 

Historiallinen käsitys meteorin synnystä 

 

1700-luvulla kiisteltiin kovasti siitä voisiko taivaalta pudota kiviä, vaikka sellaisesta olikin havaintoja. Tieteellisesti vasta 26. huhtikuuta 1803 Ranskassa päivällä havaittu bolidi ja pudonneet meteoriitit toivat todisteita siitä, että kyse oli avaruudesta tulleesta kappaleesta ja sen pirstoutumisesta ilmakehässä. Tästä kerrotaan kirjassa E. Bonsdorff - Tähtitiede, vuodelta 1899. Bonsdorff kuvailee meteorin syntyä näin: "Jos tämmöinen pieni kappale joutuu maan ilmakehään, etenkin jos sen suunta on maan kulkemissuunnalle vastainen, niin se ilman vastustavan voiman takia menettää nopeutensa. Samalla ilma supistuu ja kuumenee."  

Valitettavasti Bonsdorff, ei kerro laajemmin sitä, milloin tähän (kompressio) ajatukseen oli päädytty. Ilmeisesti kuitenkin fysiikan tutkimus 1800-luvulla oli jo sen verran kehittynyttä, että oikea selitys oli löytynyt. 

Mutta palataan ajassa vielä enemmän taaksepäin! Vuonna 1794 saksalainen fyysikko Ernst Chladni (1756–1827) julkaisemassaan teoksessa Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr änlicher Eisenmassen und üsber einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen esitti, että meteori syntyy kuumenemisesta kitkan vaikutuksesta. Tuolloinen päätelmä oli ymmärrettävä, sillä nykyistä ymmärrystä sokkiaalloista, ablaatiosta ja plasmafysiikasta ei ollut. On huomattava, että Chiadnin aikana käsitys meteoriittien kosmisesta alkuperästä ei ollut läpäissyt tiedeyhteisöä kokonaan, vaan siitä kiisteltiin. Tässä suhteessa Chiadnin esitys oli vallankumouksellinen.

Vuonna 1861 itävaltalainen tutkija Wilhelm von Haidinger julkaisi artikkelin Philosphical Magazine:ssa otsikolla: Conssideration on The Phenomena Attending The Fall of Meteorites on The Earht. Hän kuvaili kvalitatiivisesti puristuvan ilman ja sen aiheuttaman lämmön ja valon syntyä meteori-ilmiössä. Kitkaa hän ei mainitse. Haidingerilla ei ollut tarkkaa käsitystä sokkiaallon fysiikan merkityksestä tapahtumalle, mutta hänen näkemyksensä oli kuitenkin merkittävä loikka oikeaan suuntaan.

1800-luvun loppupuolella Haidingerin ajatus sai kannatusta tiedeyhteisössä, mutta vasta 1923 –1923 brittiläiset fyysikko Frederick Alexander Lindemann ja meteorologi Gordon Miller Bourne Dobson kehittivät ensimmäisen kunnollisen teoreettisen meteorimallin. 

Valitettavasti Lindemannin ja Dobsonin raportti tutkimuksesta ei ole vapaasti luettavissa, mutta NASAn artikkelissa Beyond the Atmosphere – Chapter 6 kappaleessa PROBLEMS TO SOLVE siitä on keskeinen osa julkaistu uudelleen. NASAn artikkelin mukaan Lindemann ja Dobson tekivät vääriä oletuksia ilmakehän lämpöjakaumasta mutta muutoin teoria oli lähellä oikeaa.

Mitä tiedämme meteoreista

Maapallon ilmakehään saapuvien meteoroidien nopeus vaihtelee noin 11 – 72 km/s, siis selvästi paljon nopeammin kuin mitä äänennopeus ilmassa (340 m/s) merenpinnantasolla. Ylempänä ilmakehässä (mesosfäärissä, 40 – 85 km korkeudella), jossa meteorit esiintyvät, äänennopeus on vain noin 275 – 295 m/s. Meteoroidin nopeus on siis monikymmen- tai jopa parisataakertainen äänennopeuteen verrattuna sen syöksyessä maapallon ilmakehään. 

Tällaisella nopeudella ilmakehän atomit eivät ehdi siirtyä syrjään meteoroidin tieltä. Tästä seuraa se, että ilmakehän molekyylit törmäävät meteoroidin etupuolelle ja synnyttävät kompressoituneen kaasukerrokseen ja näin kasvattavat omalta osaltaan kompression määrää. Kompressoituminen alkaa jo paljon ennen mesosfääriä, sillä ilmakehän ylimmät kerrokset (eksosfääri) ulottuu jopa 10 000 km korkeuteen.

Ilmakehään saapuvan kappaleen edellä molekyylien satunnaisliike muuttuu järjestäytyneeksi puristumiseksi, jossa törmäysten määrä kasvaa nopeasti. Törmäysenergia muuttuu kaasun lämpöenergiaksi. Mesosfäärin ylärajalla tapahtuma on niin nopea, että lämpö ei ehdi poistua säteilynä, eikä atomien liike ehdi siirtämään lämpö pois. Tästä syystä plasman lämpötila kohoaa useisiin tuhansiin tai jopa yli kymmeneen tuhanteen kelviniin. Näissä olosuhteissa molekyylit hajoavat, atomit virittyvät ja ionisoituvat, ja syntyy valoa säteilevää plasmaa. 

Meteoroidin saapuessa tiheämpään ilmakehään noin 60 – 40 km korkeudella, meteoroidin eteen muodostunut iskuaalto aiheuttaa aerodynaamisen kuormituksen kasvun [3] ja sen seurauksena meteoroidiin syntyvät sisäiset jännitykset ylittävät sen sisäisen lujuuden. Tästä seuraa halkeamia ja meteoroidi fragmentoituu. Jos saapuva kappale on huokoinen (usein on), niin kappaleen sisään syntyy huomattava ylipaine, joka osaltaan edistää fragmentoitumista.

Pirstoutuneista pienemmistä kappaleista jokainen luo oman iskuaaltonsa ja fragmentoituminen jatkuu niin kauan kunnes syöksy muuttuu vapaaksi putoamiseksi. Fragmentoitumisen alkuvaiheessa kappaleet ovat edelleen yhteisen plasmavaipan sisällä ja meteori näyttää yhtenäiseltä ja fragmentoitumisen me näemme kirkkaana leimahduksena (engl. flare).
 

Ilmakehään tulevan meteoroidin ympärille muodostuu lämpötilaltaan tuhansien asteiden plasmakerros, joka säteilee valoa ja kuumentaa myös meteoroidin pintaa. Pinta sulaa ja höyrystyy, jolloin vapautuu meteoroidin mineraaleista alkuaineita. Nämä antavat meteorille sen ominaisvärin yhdessä ilmakehän hapen kanssa. Sulakerros ei kuitenkaan ole paksu, sillä meteoritapahtuma on sen verran lyhyt, että lämpö ei ehdi siirtyä kovinkaan syvälle meteoroidiin. Niinpä maahan pudottuaan meteoriitti on edelleen kylmä ja voi saada pinnalleen kuuraa tai jopa jääkerroksen, jonka se on kerännyt pinnalleen vapaan putoamisen aikana.

 

Tämä meteori kuului todennäköisesti syyskuun e-perseidihin, joiden radiantti on Perseuksen tähdistössä. Parvi on aktiivinen 4. – 21. syyskuuta ja maksimi  9. – 10.9. Meteorien nopeus Maan suhteen on 64 km/s, joten meteorit ovat hyvin nopeita ja niiden kesto on hyvin lyhyt. ZHR on 5 – 8. Kuva © Kari A. Kuure / Tampereen Ursa ry.

Havaitseminen

 

Meteorien havaitseminen on melko yksinkertainen tehtävä. Jos katselet taivaalle yöaikaan, silloin voit aivan yllättäen nähdä enemmän tai vähemmän nopeasti liikkuvan valoilmiön, meteorin. Ilmiö on sen verran satunnainen, että jos viettäisit koko pimeän yön taivasta tarkkailen, voit ehkä nähdä kymmenkunta satunnaista (sporadista) meteoria. Eniten meteoreja voi nähdä aamun tunteina, sillä kello 6 paikallisen vyöhykeajan mukaan maapallon etenemissuunta on etelämeridiaanin kohdalla. 

Toinen mielenkiintoinen suunta on Antihelion Source (ANT), Auringon suunnan vastainen suunta. Se ei ole meteoriparvi [4], vaan laajahko soikea alue, jonka keskipiste on suunnilleen 12° itään Auringon oppositiopisteestä. Tältä alueelta näyttäisi tulevan muutama meteori tunnin aikana, joiden nopeus on noin 30 km/s. Osan sporadisista meteoreista saattaa olla ANT -meteori. Antihelion Source on kuitenkin sen verran laajan käsittelyn vaativa aihe, että siitä kirjoitan aivan omansa artikkelin.  

 

Kuvituskuva meteorien visuaalisesta havaitsemisesta, joka voi olla hyvinkin elämyksellistä kirkkaan bolidin näkyessä. Suurin osa näkyvistä meteoreista, tehtiinpä havainnot visuaalisesti tai kameralla tallentaen, ovat lyhyitä ja osa huomattavan himmeitä puoli sekuntia kestäviä vilahduksia. Tekoälyn (ChatGPT) luoma kuva.

Jos kuitenkin harvat ja satunnaisesti esiintyvät meteorit ei ole meteoriharrastajalle riittäviä, niin silloin meteoreja voi havaita meteoriparvien maksimien aikaan. Silloin on paljon paremmat mahdollisuudet havaita useita kirkkaita meteoreja [5] saman yön aikana. Ursan julkaisemassa Tähdet  xxxx -vuosikirjassa on luettelo Suomessa näkyvistä meteoriparvista tarvittavine tietoineen. Sen avulla voi valmistautua meteoriretkelle oikeaan aikaan. Taulukkoa voi käyttää myös arviointiin siitä, mihin meteoriparveen nähty tai havaittu meteori voisi kuulua. Etenkin syksyisin usea meteoriparvi voi olla samaan aikaan aktiivinen, joten nähdyn meteorin tulosuunnan, radiantin tai parven määrittely ei aina ole kovinkaan helppoa.

Teethän myös muistiinpanoja mahdollisista havainnoistasi! Valitettavasti Suomen sääolosuhteet ovat sellaiset, että käytännössä monien meteoriparvien havaitseminen on todella vaikeaa talvella yleisen pilvisyyden vuoksi.
 

Jos ja kun harrastuksesi syvenee, pelkkä meteoriparvien visuaalinen havaitseminen on harvoin riittävää, niin silloin voit miettiä apuneuvojen käyttöönottoa. Tavallisin niistä on kamera. Kameralla voikin saada hyviä kuvia, mutta sekin vaatii sitä, että hakeudut sopivan pimeään paikkaan, jotta kameran ruutuja voi valottaa kymmeniä sekunteja. Valosaasteisilla paikoilla tämä ei onnistu. Kamerassa tulisi olla mahdollisimman valovoimainen ja kuvakentältään laaja objektiivi. Millä tahansa kameralla voi tietysti meteoreja ”saalistaa”, mutta laajakenttäisellä objektiivilla onnistunut tulos on varmempaa.

Seuraava askel harrastuksen syventämisessä on tulipallokameran hankkiminen. Se on kuvakentältään laaja kamera, joka kuvaa taivasta ja tallentaa kuvan videoksi. Innokkaimmat hankkivat ns. all-sky-kameran, joskin niiden korkeahko hinta ja heikko saatavuus voi rajoittaa hankintaa. Toki all-sky-kameran voi rakentaa itsekin, mutta se ei aina ole mahdollista tai lopputulos ei ehkä vastaa odotuksia.

Tampereen Ursa on ratkaissut näitä ongelmia omalla tavallaan. Taivasta kuvaa jatkuvasti neljä hyvälaatuista videokameraa, joihin on asennettu laajakenttäiset objektiivit. Videoihin tallentuu meteorien lisäksi revontulet, raketti-ilmiöt ja vaikkapa ukkosmyrskyn maasalamat. Ainoa ongelma on ollut se, että revontulia lukuun ottamatta ilmiöiden etsintä määrältään valtavasta videoaineistosta on hidasta, hyvin puuduttavaa ja kasvattaa merkittävästi ruutuaikaa. Tästä syystä videoiden hyödyntäminen tähän asti on ollut hyvinkin satunnaista rajoittuen kirkkaimpiin bolieihin.

 

Kokoelma kirkkaimmista syyskuun lyncidit:stä, joka näkyivät noin yhden tunnin aikana ja tallentuivat Tampereen Ursan tähtitornin pohjoiskameralla. Kuva © Kari A. Kuure / Tampereen Ursa ry.

Tekoäly ohjelmoimaan

 

Aivan viime vuosina kenen tahansa on ollut mahdollisuus ottaa käyttöön tekoäly. Tekoälyä on parjattu deepfake-kuvista ja kuvamanipulaatiosta ja nyt viimeisimpänä on peloteltu tekoälyn muodostamasta uhkasta ihmiskunnalle. Tätä kaikkea sillä voikin saada aikaan jos ja kun käyttäjillä on pahaa tahtoa. Mutta se ei kuitenkaan ole koko totuus, pikemminkin pintavaahtoa, joka nousee otsikoihin. Todellisuudessa tekoälyä käytetään suurimmaksi osaksi tuottavaan työhön, erilaisten teollisten prosessien valvontaan ja säätöön sekä niin teknisiin kuin tieteellisiin tutkimuksiin. Ne auttavat myös monessa ongelmassa, johon ihmisvoimin on lähes mahdotonta löytää ratkaisua.
 

Tämän vuoden elokuussa perseidien meteoriparven maksimi tallentui Tampereen Ursan videoille, kuten niin monena vuonna aikaisemminkin. Tätä materiaalia oli noin 24 tunnin katseluun ja näiden lisäksi edellisten ja seuraavien öiden tallenteet. Meteorien etsiminen tällaisesta määrästä videoita ei tuntunut houkuttelevalta, joten jotain täytyi keksiä. Videoita ei voinut myöskään syöttää tekoälyn käsittelyyn, sillä ilmaiseksi tai jopa pienellä kuukausimaksulla käyttö on hyvin rajallista ja rajat tulevat hyvin äkkiä vastaan.

Ratkaisu oli lähellä, sillä olin jo aikaisempia pieniä projekteja ratkoessani käyttänyt tekoälyä (ChatGPT) ohjelmoimaan haluamiani ohjelmia. Niinpä ohjeistin tekoälyä tuottamaan koodia, jota voisin ajaa linux-tietokoneellani. Ohjelmat on tehty python-ohjelmointikielellä, jota en ole koskaan opiskellut, vaikka ammattitutkinnon ohjelmoinnista olen aikoinani hankkinut ja muutamia ohjelmointikieliä osaankin. Tässä projektissa pythonin opiskelu ei siis ollut mitenkään välttämätöntä. Tekoäly hoitaa koodaamisen, jos vain pystyt ohjeistamaan sen tekemään oikeita ja tarkoituksen mukaisia asioita, niin käyttökelpoinen ohjelma kyllä syntyy. Parhaimman ja käyttökelpoisimman ohjelman saat, jos itse suunnittelet sen tehtävän ja ohjelman eri vaiheet yksityiskohtaisesti alusta loppuun asti. 

Usean eri vaiheen jälkeen sain aikaan ohjelman, joka pystyi erottamaan videosta meteorit satelliittien, lentokoneiden, helikopterin ja muiden valojen joukosta. Ja voit uskoa, että niitä muita valoja on runsaasti, suurimpana ryhmänä ovat satelliitit, joista osa on huomattavan kirkkaita, jopa –8 magnitudin välähdyksiä saattaa näkyä useita parin tunnin aikajaksolla. Ohjelman kehittelyn aikana, jopa puolet kuvista aiheutti hälytyksen, joten meteorin tunnistaminen on keskeinen tehtävä tällaiselle ohjelmalle. Onneksi siihenkin löytyi luonteva ratkaisu ja nyt vääriä hälytyksiä tulee suhteellisen vähän kokonaiskuvamäärään nähden. Kokonaan vääristä hälytyksistä eroon pääsyyn ei pidä edes pyrkiä, sillä silloin voidaan menettää osa aivan oikeista meteoreista.

Kun ohjelma on erotellut ehdokaskuvat ja tehnyt niistä erillisen luettelon, ne täytyy vielä visuaalisesti tarkastaa, että todella on kyseessä meteori. Useat yksittäiset meteorit ovat tallentuneet useammalle videoruudulle, joten kuvat täytyy myös yhdistää kuvankäsittelyssä. 

Satelliitit näkyvät runsaimpina illan ja aamun astronomisen hämärän aikaan. Silloin olemme maapallon yöpuolella mutta satelliitit valaistuvat auringonvalosta. Satelliitit liikkuvat taivaalla kuitenkin hitaasti ja ne näkyvät hyvin monilla ruuduilla. Meteorit liikkuvat nopeasti ja tallentuvat yleensä vain pariin kolmeen ruutuun, riippuen siitä, kuinka monta ruutua kamera sekunnin tai parin aikana tallentaa. 

Astronomisen pimeyden aikana satelliitteja ei yleensä näy (raketti-ilmiöt on eri juttu), silloin voi etsiä himmeämpiä meteoreja. Ne eivät eroa kirkkaammista muulla tavoin kuin ovat vain himmeämpiä. Silloin havaittavien meteorien kirkkaus voi olla jopa luokkaa +3 magnitudia. Näin himmeiden meteorien havaitseminen vaatii täysin pimeää taivasta (uudenkuun aikana) ja että valosaastetta tai lumipeitettä ei juurikaan ole. Jos havainto-olosuhteet eivät ole täysin ihanteelliset, silloin kannattanee tyytyä vain muutamaa magnitudia kirkkaampiin meteoreihin.

Meteorien etsintäohjelman yhteydessä syntyi pari muutakin ohjelmaa, joilla helpotan videoiden käsittelyä. En mene yksityiskohtiin siihen, mitä ohjelmat tekevät, jotta tästä jutusta ei tulisi järjettömän pitkä. Voin kuitenkin kertoa niistä, jos joku on ohjelmoinnin yksityiskohdista kiinnostunut.

 

Tekoälyn (ChatGPT) luoma kuvituskuva ohjelmoinnista. Kuvassa on kaikki ne elementit, josta ohjelma syntyy. Ohjelmakehitys voi olla tekoälystä huolimatta välillä takkuista ja vaatii käyttäjältä kärsivällisyyttä ja aikaa etsiä oikeita ratkaisuja.

 Tuloksia syntyi

Ensimmäinen kohde oli perseidien meteoriparven maksimiyön videot. Löydettyjen meteorien määrä on 93 maksimin yöltä. Meteoreja on laidasta laitaan hyvin pienistä ja himmeistä viiruista hienoihin bolideihin asti. Suurimman ryhmän kuitenkin muodostavat himmeistä kirkkaisiin ja muutaman asteen mittaiset valoviirut taivaalla. Oheisissa valokuvissa on esimerkkejä kaikista näistä havainnoista.

Perseidien videot tultua käsitellyksi, niin päätin kokeilla satunnaiseen selkeään yöhön, josko meteoreja löytyisi. Yllätyksekseni niitä löytyi muutamia, ja lisäksi lähes kaikki yhden tunnin aikajakson sisään. Niiden radiantti oli kaikilla sama, jolloin oli suhteellisen helppoa jäljittää, mihin parveen ne kuuluivat. Kyseessä oli syyskuun lyncidit. Tähdet 2026 vuosikirja kertoi parven maksimin olevan 13. syyskuuta ja runsaudeksi ZHR=3 lukeman. Havaintoni oli noin vuorokautta aikaisemmin kuin ilmoitettu maksimi. Kun kyseessä on kuitenkin parvi, joka tuottaa vain muutaman meteorin maksimitunnin aikana, niin ilmeisesti olin törmännyt juuri parhaimpaan havaintohetkeen.

Seuraavan kerran testasin ohjelmiani syyskuun 21./22. yönä. Pohjoiskameran videoista löytyi 12 meteoria. Yö ei ollut minkään parven maksimin aikaa, vaikka kolme parvea olikin aktiivisia. Näin ollen ei liene liian rohkeaa väittää, että tavanomaisen yön aikana satunnaisia meteoreja voi havaita 10 – 15 riippuen siitä, kuinka laajaa aluetta tarkkaillaan ja kuinka valosaasteinen se alue on.

Useamman yön videomateriaalin etsinnän jälkeen voin todeta, että kymmenkunta meteoria yössä on jo hyvä tulos. Useimpien öiden ”saalis” on vain muutama tai jopa ei lainkaan havaintoja. Tällainen tulos sopii hyvin kirjallisuudessa esiintyneisiin tietoihin, että määrä vaihtelee muutamasta meteorista noin kymmeneen, silloin kun ei olla minkään meteoriparven maksimin läheisyydessä.  

Tulokseen vaikuttaa myös se, että tähtitornimme sijaitsee kirkkaasti valaistun Tampereen keskustan läheisyydessä. Keskustorille on etäisyyttä vain 2,5 kilometriä. Valosaaste on siis sen verran voimakasta, että käytännössä vain pohjois- ja koilliskamerat ovat käyttökelpoisia meteorien etsintään. Poikkeuksena perseidit, joita muutama tallentui etelä- ja länsikameran videoille.

  
Meteoriharrastus sopii kaikille, riippumatta missä asuu, tai mitkä ovat kunkin tekniset taidot tai -tietämys. Yksinkertaisimmillaan havaitsemiseen riittä omat silmät, mutta harrastusta voi laajentaa valo- ja videokuvaamiseen tai voi tehdä havaintoja radiotaajuuksilla sopivalla radiovastaanottimella. Lisäksi meteoreja voi nähdä missä ja milloin tahansa, kunhan yötaivas on selkeä. Vain oma mielenkiinto aiheeseen on rajoittava tekijä.

Alaviitteet

 1. Meteoroidiksi nimitetään kappaleita, joiden koko on 30 μm – 1 m. Nämä rajat kuitenkaan eivät ole fysikaalisia rajoja, vaan ne on sovittuja. Hyvin pienet meteoroidit (< 30 mikrometriä) saapuessaan ilmakehään eivät kuumene, sillä ne säteilevät syntyneen lämmön niin nopeasti, että ne vajoavat syvempään ilmakehään muuttumattomina.

2. Meteoroidi on avaruudessa oleva fyysinen kappale, meteori on sen ilmakehään syöksyn aikainen valoilmiö ja meteoriitti maanpinnalle päätynyt kappale. 

 

3.  Laskentakaava on 

    missä r on ilman tiheys ja n meteoroidin nopeus. 
    

Esimerkiksi jos meteoroidin nopeus on 30 km/s ja ilman tiheys r = 10-4 kg/m³, niin voimme laskea dynaamisen paineen olevan noin 45 MPa, joka meteoroidiin kohdistuvana paineena on valtava.

 4. Havaitut meteorit jaetaan kahteen ryhmään, joista ensimmäinen on meteoriparveen kuuluvat ja sporadiset. Tavallisesti sporadiset meteorit ajatellaan olevan täysin satunnaisia (joita niitäkin on) mutta suurin osa niistä on kuitenkin tunnettuihin meteoriparviin kuulumattomia meteoreja. Niiden alkuperä voi olla maapallon läheisyydessä Aurinkoa kiertävät meteorit, jotka tulevat maapallon ilmakehään antihelion tai helion -alueilta. Tällaista meteoripilveä ei kuitenkaan ajatella parvena. Lisäksi sporadisiin kuuluu monista muista lähteistä tulevia meteoreja.

 

5.  Tunnetuimpia ja ehkä havaituimpia meteoriparvia on vain muutama: perseidit elokuun 13. päivän tienoilla, leonidit marraskuun 18. päivän aikaan ja geminidit joulukuun 14. päivänä. Ursan julkaisemassa Tähdet XXXX -vuosikirjassa on luettelo harrastajien havaittavissa olevista meteoriparvista.

Tähtitieteilijät ja Ursa vetoavat suomalaismeppeihin tähtitieteen ja pimeän taivaan suojelemiseksi

 Ursa.ry:n tiedote 28.10.2026

Suomen tähtitieteilijäseura sekä Tähtitieteellinen yhdistys Ursa ovat huolissaan suunnitelluista suurista satelliittikonstellaatioista ja niiden aiheuttamasta uhkasta ammattimaiselle tähtitieteelle sekä ihmiskunnan yhteiselle kulttuuriperinnölle. Toteutuessaan konstellaatiot voisivat tuhota näkymän yötaivaalle. Suomen europarlamentaarikoille lähettämässään kirjeessä tähtitieteilijät ja Ursa vetoavat päättäjiin, jotta avaruussäädöksessä säädettäisiin tiukemmin satelliittien laukaisujen valvonnasta.

NGC 5353/4 -galaksiryhmä. Kuvan halki kulkevat vinot viivat ovat aiheutuneet kuvakentän halki kulkeneista, yli 25 hiljattain laukaistusta Starlink-satelliitista. Kuva Victoria Girgis / Lowell Observatory (CC BY 4.0)         

Euroopan unioni valmistelee parhaillaan avaruussäädöstä, ja asian virallinen käsittely on ajoitettu EU-parlamentissa marraskuulle. Suomen tähtitieteilijäseura ja Ursa ovat lähettäneet suomalaisille Euroopan parlamentin jäsenille kirjeen, jossa he vetoavat säädökseen sisällytettävän merkityksellisiä säännöksiä satelliittilaukaisujen valvontaan.

Tähtitieteilijät ja Ursa ovat erityisen huolissaan avaruuslakisäädökseen tehdyistä muutoksista, joista on poistettu satelliittien kirkkautta koskevat määrälliset säädökset sekä radiopäästöjä koskevat rajoitukset. He muistuttavat kirjeessään, että EU:n tulisi toimia maailmanlaajuisena edelläkävijänä varmistaakseen, että avaruustalouden kehitys minimoi vaikutuksensa tähtitieteelliseen tutkimukseen ja yötaivaaseen.

”Tällä hetkellä vain mielikuvitus näyttää olevan rajana satelliittiteollisuudelle, erityisesti yksityiselle sektorille”, sanoo Suomen tähtitieteilijäseuran puheenjohtaja, astrofyysikko Pouya Kouch. ”Priorisoimalla lyhyen aikavälin voittoja ne voivat johtaa meidät pitkällä aikavälillä todella katastrofaalisiin skenaarioihin.”

Tähtitieteilijäseuran päätavoitteena on edistää suomalaista tähtitieteen tutkimusta, joka nojaa vahvasti maanpäällisiin havaintolaitteisiin. Tähtitieteellisten havaintojen tekeminen Maan pinnalta on kuitenkin yhä haastavampaa satelliittien määrän nopean kasvun vuoksi.

Tähtitieteilijöiden huoli kohdistuu ensisijaisesti kahteen asiaan. Ensinnäkin puutteellisesti säännelty avaruuslaitteiden laukaisu kiertoradalle johtaa lopulta niin kutsuttuun Kesslerin syndroomaan. Kun kiertoradalla on liikaa satelliitteja, törmäyksiä ja kappaleiden pirstoutumista alkaa väistämättä tapahtua hallitsemattomana ketjureaktiona. Tämä tekisi koko kiertorata-alueesta käyttökelvottoman ja estäisi jopa kriittisten satelliittien toiminnan monien tulevien sukupolvien ajan.

Toinen huolenaihe liittyy satelliittien aiheuttamaan valosaasteeseen taivaalla sekä radiohälyyn, jotka vaikeuttavat tähtitieteellisten havaintojen tekemistä näkyvän valon sekä radioaaltojen alueella. Tällä hetkellä Maan matalalla kiertoradalla on jo yli 15 000 satelliittia. Suunniteltujen kosntellaatioiden on määrä lisätä Maan matalille kiertoradoille yli miljoona satelliittia vuoteen 2035 mennessä, kirjeessä kerrotaan.

”Tämä tuhlaa paitsi huippumodernien observatorioiden arvokasta teleskooppi- ja tutkimusaikaa, myös rahaa”, Kouch kuvailee. ”Ammattilaisten käyttämien teleskooppien rakentamiseen, ylläpitoon ja käyttöön tehdään valtavia investointeja. Iso osa tästä rahasta menee haaskuuseen, kun havainnot ovatkin satelliittipaljouden ansiosta käyttökelvottomia.”

Yksi suunnitelluista megakonstellaatioista on nimeltään Starmind. Mikäli se toteutuu, Euroopan eteläisen observatorion laatiman tutkimuksen mukaan satelliitteja voisi olla taivaalla enemmän kuin paljaalla silmällä näkyviä tähtiä. Seurauksena olisi ihmiskunnan yhteisen kulttuuriperinnön keskeisen osan, näkymän yötaivaalle, tuhoutuminen, kirjeessä sanotaan.
Huolta aiheuttaa myös Reflect Orbital -yhtiön hanke valaista maapallon yöpuolta suurten avaruuspeilien avulla.

”Toteutuessaan suunnitelmat käyttää heijastimia yötaivaan valaisemiseen käytännössä tappaisivat tähtitieteen sellaisena, kuin sen tunnemme. On selvää, että tiukempia säännöksiä tarvitaan pimeän taivaan suojelemiseksi. Pyrkimyksemme ymmärtää maailmankaikkeutta paremmin riippuvat siitä”, Kouch kertoo.

Suomessa satelliittien radiosignaalit vaikuttavat jo nyt kielteisesti mm. Metsähovin radio-observatorion havaintoihin. Monet Euroopan maat ovat jäseniä Square Kilometer Array -observatoriossa, jota rakennetaan parhaillaan Etelä-Afrikassa ja Australiassa. Siitä on tarkoitus tulla kaikkien aikojen suurin ja herkin radioastronomialaitos, ja sen on määrä aloittaa täysimittainen toiminta vuonna 2028. Euroopan laajuisella Low-Frequency Array (LOFAR)- radio-observatoriolla on toimipisteitä kahdeksassa maassa. Sekin kärsii jo satelliittien elektroniikkajärjestelmistä aiheutuvasta tahattomasta radiosäteilystä.

”Ursa edustaa tähtiharrastajien lisäksi myös suomalaisia tieteen ystäviä, ja haluamme tukea ammattitähtitieteilijöitä tässä vetoomuksessa”, sanoo Tähtitieteellinen yhdistys Ursan toiminnanjohtaja Pekka Rautajoki.

”Tavallisten suomalaisten tähtitaivas voi pahimmillaan muuttua lähes tunnistamattomaksi, jos taivaalla liikkuu enemmän keinotekoisia valopisteitä kuin paljain silmin näkyviä tähtiä”, hän kertoo. ”Suomessa on väkilukuun suhteutettuna eniten tähtiharrastajia maailmassa, ja heille valosaasteinen satelliittien täyttämä tähtitaivas saattaisi tarkoittaa harrastuksen loppua.”

”Tähtitiede on kenties tieteenaloista vanhin”, Kouch muistuttaa. ”Yötaivas on vaikuttanut lajimme kulttuuriseen ja uskonnolliseen kehitykseen kaikkialla maailmassa, aivan alusta alkaen. Se on yhteistä perintöä kaikille ihmisille – yli aikakausien, kulttuurien ja uskontojen. Pimeän yötaivaan katoaminen olisi tragedia kaikille tuleville sukupolville.”
---
Suomen tähtitieteilijäseura edustaa noin 120 Suomessa toimivaa ammattitähtitieteilijää.
Tähtitieteellinen yhdistys Ursa edustaa noin 17 000 suomalaista tähtiharrastajaa ja tieteen ystävää. Yhdistys toimii Suomessa paitsi tähtitieteen yleistajuistajana, myös pimeän yötaivaan ja siihen liittyvän kulttuuriperinnön keskeisenä suojelijana ja asiantuntijana.

Maailmankaikkeuden laajenemisnopeuden muutos: Sandage-Loeb -efekti

 Tomi Hyvönen

1 Johdanto

Sata vuotta sitten tähtitieteilijä Edwin Hubble mittasi galaksien spektrejä ja havaitsi hy vin mielenkiintoisen ilmiön. Mitä kauempana galaksi näyttää olevan, sitä nopeammin se etääntyy. Galaksit näyttivät liikkuvan laajenevassa avaruudessa kuin venytettyyn kumi nauhaan liimatut napit. Tämä havainto tunnetaan nykyisin Hubblen lakina. Lukematto mat havainnot vuosisadan aikana ovat vahvistaneet ja tarkentaneet Hubblen alkuperäisiä havaintoja.

Reilu sata vuotta sitten maailmankaikkeuden ajateltiin koostuvan aineesta ja avaruuden tasaisesti täyttävästä eetteristä. Kaikuna tästä toimittajat yhä edelleen silloin tällöin hih kaisevat mikrofoniin#nyt ollaan eetterissä#. Havaintoyrityksistä huolimatta eetteriä ei kui tenkaan koskaan havaittu ja lopullisen iskun eetterin arkkuun löi Albert Einstein suppeal la suhteellisuusteoriallaan. Muutama vuosikymmen sitten maailmankaikkeuden ajateltiin sisältävän vain ainetta ja vieläpä täsmälleen sen verran, että avaruus on geometrialtaan tasainen. Tämä tunnetaan Einstein–deSitter -mallina ja se oli kosmologian standardimalli viime vuosituhannen vaihteeseen asti.

Mallin mukaan avaruuden laajeneminen on aina ollut, ja tulee aina olemaan, hidastuvaa aineen gravitaatiosta johtuen. Vuosituhannen vaihteessa havainnot kuitenkin viittasivat vahvasti siihen, että maailmankaikkeuden aine-energiaa hallitseekin aineen sijasta pimeä energia. Meille tutun, atomeista koostuvan, aineen osuus on vain noin 5 % kaikesta siitä, mitä maailmankaikkeus näyttää sisältävän. Maailmankaik keuden sisältöä hallitsee pimeä energia (70 %) ja pimeä aine (25 %). Toisin kuin aine, pimeä energia saa avaruuden laajenemaan kiihtyvästi.



…

Lue koko artikkelitästä linkistä (pdf-versio)!

Eksoplaneettoja kuvaamassa Kaupin tähtitornilla

  Tomi Hyvönen

Vuonna 1999 havaittiin ensimmäinen eksoplaneetta ylikulkumenetelmällä. Siitä lähtien ylikulku on ollut merkittävin yksittäinen menetelmä erityisesti maankaltaisten eksoplaneettojen havaitsemisessa. Ylikulku on menetelmänä merkittävä, koska sillä saadaan mitattua mm. planeetan suhteellinen tai absoluuttinen koko. Absoluuttinen koko saadaan määritettyä, jos emotähden säde tiedetään. Eksoplaneettoja on lähes 30 vuoden aikana havaittu sekä maanpinnalla että avaruudessa olevilla teleskoopeilla. Vuonna 2009 laukaistu Kepler-satelliitti on Hubblen avaruusteleskoopin ohella teleskoopeista kuuluisin.

Viime vuosikymmenen puolivälissä Tampereen Ursassakin innostuttiin eksoplaneettojen kuvaamisesta. Mietittiin, mahtaisivatko tähtitornin olosuhteet ja kuvauskalusto olla riittäviä ylikulkujen havaitsemiseen. Aiheesta innostuneena lähdettiin yrittämään. Havaintoja kertyi lopulta kymmenkunta. Havainnot julkaistiin Ursan Taivaanvahdissa.

Lyhyen, vain noin 10 vuoden, tauon jälkeen on hyvä hetki palata alkuperäisiin havaintoihin ja analysoida seitsemää eksoplaneetan ylikulkua hieman tarkemmin. Aluksi kuitenkin hieman teoriaa ylikulusta.

Lue koko artikkeli tästä! 

Meteori – valoilmiön synty

KAK –Näin loppukesästä meillä on mielenkiintoinen mahdollisuus tehdä havaintoja kirkkaista meteoreista tai jopa bolideista (joita kutsutaan tulipalloiksi). On kuitenkin yllättävää, että nykypäivänä yleinen tietoisuus meteori-ilmiön syntytavasta on virheellinen ja tämän tästä mediassa kerrotaan valoilmiön syntyvän kitkan vaikutuksesta. Mikään ei kuitenkaan voisi olla kauempana totuudesta kuin kitka, jolla on korkeintaan hyvin marginaalinen vaikutus ilmiössä. Jos kyse olisi vain ilmakehän ja avaruudesta saapuvan kappaleen välisestä kitkasta, käytännössä emme näkisi koskaan meteoreja taivaalla.

Perseidien parvessa näkynyt meteori vuonna 2014. Kuva Kari A. Kuure.

Meteori-ilmiön taustalla on kohtuullisen monimutkainen vuorovaikutus useiden erilaisten fysiikan ilmiöiden kesken. Avaruudesta saapuvan kappaleen (oli se sitten kiveä tai rautaa, iso tai pieni) ja ilmakehän välinen vuorovaikutus alkaa jo paljon korkeammalla kuin vasta valoilmiön tuottamalla korkeudella, hieman yli 100 km maanpinnasta.

Saapuvien kappaleiden suhteellinen nopeus Maahan nähden on 11 – 72 km/s. Tämä on noin 40 – 250 -kertainen äänennopeuteen verrattuna yli 100 km korkeudella. Äänennopeus on se luonnollinen nopeus, jolla painevaikutus etenee kaasussa ja se riippuu lähinnä lämpötilasta, ei ilman tiheydestä.

Mitä sitten tapahtuu kun kappale kulkee ilmakehässä moninkertaisella äänennopeudella? Suuresta nopeudesta johtuu, että meteoroidin edessä ilma kompressoituu ja sen seurauksena adiabaattisesti lämpenee. Ilmiö on sama kuin polkupyörän pumpussa, jossa kompressoitunut ilma lämmittää pumpun kuoren sitä kuumemmaksi mitä nopeammin pumppaa.

Ilman kompressoitumien johtaa sokkiaallon syntymiseen liikesuunnassa saapuvan kappaleen etupuolella. Tästä seuraa voimakas lämpötilan nousu, joka puolestaan johtaa kaasun ionisoitumiseen plasmaksi. Lämpötila kohoaa useisiin tuhansiin asteisiin, lämpötilaan, joka vastaa suunnilleen Auringon pintalämpötilaa. Korkea lämpötila höyrystää (ablaatio) ohuesti meteoroidin pintakerrosta ja ionisoituneiksi alkuaineiksi. Tapahtuma on sen verran nopea, että lämpö ei ehdi syvemmälle meteoroidiin, vaan se jää siihen lämpötilaan, joka sillä oli avaruudessa.

Korkeassa lämpötilassa plasmassa ja metallihöyryssä tapahtuu rekombinaatioita, elektronit asettuvat atomeja kiertäville orbitaaleille irrotakseen jälleen hetken kuluttua. Vapautunut energia emittoituu valona kustakin atomista ja elektronikuoresta omalla tunnetulla aallonpituudella. Näin jatkuu niin kauan kunnes meteoroidin nopeus on alentunut riittävästi, jotta ionisoivaa plasmaa ei enää synny. Tällöin meteoroidin liike muuttuu vapaaksi putoamiseksi, johon vaikuttavat ilmakehän virtaukset (tuulet) ja kappaleen aerodynaamiset ominaisuudet.

Jos olet joskus havainnut kirkasta meteoria tai bolidia, olet saattanut havaita sen olevan värillinen. Väri johtuu meteori-ilmiössä vaikuttavista alkuaineista. Yleensä valkoiselta näyttävät meteorit syntyvä kappaleista, joissa on runsaasti rautaa. Radan (Fe I) emissio tapahtuu kymmenillä eri aallonpituuksilla näkyvän valon aallonpituudella ja rauta on yleinen alkuaine lähes kaikissa meteoroidityypeissä.

Toinen yleinen meteoriväri on vihertävä. Vihreää emittoituu magnesiumista (Mg I / 516,7 nm) ja hapesta (O I / 557,7 nm). Happeahan ilmakehässä on jo valmiiksi, joten sen spektriviivoja näkyy kaikissa meteorien spektroskooopisissa havainnoissa. Usein meteori on myös keltainen, silloin kyse on natriumista (Na I / 589,0 nm ja 589,6 nm) ja siniset sävyt syntyvät kalsiumista (Ca I / 422,7 nm ja Ca II / 393,4 nm ja 396,8 nm). Kirkkaan meteorit jättävät jälkeensä usein hehkuvan vanan, joka usein näyttää punaiselta. Värin aiheuttaa jälleen happi (O I / 630,0 nm ja 636,4 nm), joka säteilee kahdella eri aallonpituudella. Vana katoaa suhteellisen nopeasti (kesto < 10 sekuntia) ionisoituneen kaasun kadotessa.


Meteorien havaitseminen

Meteoreja voi havaita visuaalisesti, joskus näin tapahtuu aivan satunnaisesti. Vuosittain kuitenkin havaitaan useita runsasmeteorisia meteoriparvia, joita harrastaja ja ammattilaiset havaitsevat säännöllisesti. Suomen sääolosuhteista johtuen vain pari kolme parvea on käytännössä säännöllisesti havaittavissa. Tällöinkin aina sääolosuhteista johtuen ne voivat jäädä näkymättä. Näin ollen havaintoja ei suinkaan kannata tehdä vain maksimin ajankohtana vaan käyttää jokainen selkeä yö havaintoihin meteoriparven esiintymisaikana. Meteoreihin erikoistunut harrastaja metsästää meteoreja ympäri vuoden lähinnä taivaskameroita hyväksi käyttäen.

Ursan julkaisemassa vuosikirjassa, esimerkiksi ”Tähdet 2026” on julkaistu luettelo Suomessa havaittavissa olevista meteoriparvista. Suurin osa parvista on kuitenkin vähämeteorisia, joiden havaitseminen kannattaa jättää kameroiden tehtäväksi.

Vain muutama parvi on sellainen, joka oikeasti on havaittavissa visuaalisesti. Perseidien parvi, jonka maksimi on elokuun 13. päivän tietämillä (ajankohta vaihtelee hieman vuosittain), on yksi harvoista parvista jota voi ja kannattaakin havaita visuaalisesti. Parvi on ensimmäinen porras meteorien havaitsemisessa, sillä jos sää on selkeä, meteorien näkyminen on varmaa. 

Olen kirjoittanut aikaisemmin parven synnystä ja visuaalisesta havaitsemisesta ja valokuvaamisesta kahdessa Radianttissa julkaistussa artikkelissa. Linkit näihin artikkeleihin ovat tässä:

https://radiantti.blogspot.com/2023/07/havaintovinkki-katso-meteoriparvea.html

https://radiantti.blogspot.com/2017/08/perseidien-meteoriparvi-maksimissaan.html

Meteorien visuaalinen havaitseminen on aina sykähdyttävää, mutta silloin ei jää mitään dokumenttia muistiinpanojen lisäksi. Näin ollen valokuvaaminen ja tai videon ottaminen voi olla seuraava askel harrastuksessasi.

Useat meteoriharrastajat ovat siirtyneet välineelliseen havaitsemiseen. Heidän kiinteät taivaskamerat kuvaavat joka yö taivasta. Niiden tallenteista on sitten mahdollisuus etsiä monenlaisia ilmiöitä, joukossa meteoreja ja tulipalloja. Kiinteän aseman etuja on se, että niistä saatua aineistoa on mahdollisuus käyttää tieteellisessä tutkimuksessa hyödyksi. Tällaisia esimerkkejä on suomalaisten havaitsijoiden saavutuksista melkoinen joukko. Suomi oli ensimmäisiä maita, joissa harrastajien automaattiset tulipallokamerat muodostivat lähes koko maan kattavan havaintoverkon. Se on ollut yksi syy siihen, että suomalaisia tutkijoita ja harrastajia on pyydetty mukaan useisiin kansainvälisiin meteoriittien etsintä- ja ratalaskentaprojekteihin.

Usein kuitenkin kaupunkioloissa kiinteän taivaskameran rakentaminen voi olla lähes mahdotonta tai täytyy tehdä ainakin joitakin kompromisseja esimerkiksi kameran sijoittelun suhteen. Tällöin saattaa olla parempi rakentaa itselle liikkuva järjestelmä, jonka voi helposti vielä sopivalle, vähän valosaasteiselle tai jopa mahdollisimman pimeälle paikalle. Paikka voi olla vaikkapa syrjäinen parkkipaikka tai metsäaukio, lähes mikä tahansa paikka kelpaa väliaikaiseksi havaintopaikaksi.

Välineistö ei ole välttämättä kovinkaan kallis hankinta. ZWOn edulliset ASI-sarjan kamerat toimivat hyvin myös meteorien valokuvaamisessa. Kameroita on monokromaattisella ja värillisellä kennolla varusteltuja. Monokromaattiset ovat herkempiä kun värilliset, mutta värillisillä saa tallennettua meteorin värin, joka voi olla etu, jos yritetään määrittää meteoroidin mineraaleja. Budjetin salliessa olisi tietysti mahdollisuus hankkia molemmat kameratyypit tai jopa rinnakkaiset mallit, jolloin havainnot voi tehdä molemmilla kameroilla samaan aikaan.

Sarjan kameroihin on myös saatavilla valovoimaisia ja lyhytpolttovälisiä (laaja kuvakenttä) objektiiveja. Joidenkin mallien mukana tällainen objektiivi voi olla ilman erillistä tilausta. Tarkista kuitenkin, että objektiivi tulee pakkauksessa mukana. Se soveltuu hyvin meteorien kuvaamiseen. Jos et ole tyytyväinen kameran mukana tulevaan objektiiviin, voit aina hankkia sopivamman mallin. Kameran mukana tulevassa sovitteessa on SC-kierre, joka on yleinen videokameroiden objektiiveissa käytetty kierre.

Useissa ASI-kameroissa on sopiva kierre kameran kiinnittämiseen esimerkiksi kamerajalustaan. Liikkuvan havaintoaseman rakentamisessa se on nopea tapa pystyttää laitteisto. Kameran ja jalustan lisäksi tarvitset kannettavan tietokoneen (läppäri). Nyt sinulla on lähes käyttövalmis siirrettävä meteoriobservatorio, vain ohjelmisto puuttuu.

ZWOn ASIStudio-ohjelmiston avautuva sivu, josta voi valita sopivan kuvausohjelmiston tai toiminnon. 

ZWOn ohjelmisto ASI-kameroille on ladattavissa yhtiön nettisivuilta ilmaiseksi ja ohjelma toimii yleisimmillä käyttöjärjestelmillä (Win, Linux, ja MacOS) pöytäkoneissa tai läppärissä. Ohjelma on itse asiassa hyvin monipuolinen astrokuvauksen ohjelmistopaketti alkaen Kuun, planeettojen, syvätaivaan kuvaamisesta ja sillä voi myös käsitellä kuvattuja tiedostoja (pinota) sekä ohjata seurantaa että muuttaa videoformaatteja.

ASIStudio https://www.zwoastro.com/software/asistudio/
...
Artikkelia ei ole tehty kaupallisessa yhteistyössä ZWOn kanssa.

Perseidejä havaitsemassa

Tomi Hyvönen – ”⁠Maapallo rullaa radallaan, luonasi kai olla saan” – lauloi eräs tamperelaistunut savolaisrunoilija. Maapallon rata ei kuitenkaan ole puhdas, vaan se sisältää monin paikoin pölyä ja pienkappaleita. Tyypillisesti pöly on radan läheltä kulkeneiden komeettojen jälkeensä jättämää pölyä. Maapallon kulkiessa pölyvyöhykkeen läpi iskeytyvät pienkappaleet ilmakehään ja aiheuttavat meteorisateen.

  

Perseidien meteoriparvesta tallentui yksittäinen meteori kameran kuvasensorille vuoden 2014 maksimin aikaan. Saman yön aikana tallentui muitakin meteoreja, vaikka maksimin ajoittuminen ei aivan ideaalinen ollutkaan yön pimeimmän hetken suhteen. Kuva  ©  Kari A. Kuure.

Kesän taittuessa kohti syksyä elokuun tummenevalla yötaivaalla havaitaan yksi vuoden näyttävimmistä meteoriparvista. Tämä Perseideinä tunnettu parvi johtuu maapallon kulkiessa Swift-Tuttle -komeetan jälkeensä jättämän pölyn läpi. Meteoreja havaitaan heinäkuun puolenvälin ja elokuun loppupuolen välillä saavuttaen maksiminsa 12. – 13.8.

Meteoriparven aktiivisuutta kuvataan luvulla ZHR (Zenithal Hourly Rate), joka tarkoittaa tunnin aikana zeniitissä havaittujen meteorien lukumäärää. Todellisuudessa radiantti ei ole zeniitissä, joten kyseessä on enemmänkin vertailuluku kuin havaittujen meteorien lukumäärä. Perseidien ZHRmax= 100. Havainto-olosuhteet vaikuttavat havaittujen meteorien lukumäärään. Meteoreja havaitaan vähemmän kuin maksimi ZHR-luku.

Perseidien radiantti on Perseuksen tähtikuvion suunnalla, joten katse kannattaa suunnata siihen suuntaan tähtitaivasta, tai mahdollisimman pimeän taivaan alueelle. Tampereen Ursan tähtitornilla tämä on lähes sama asia, sillä pimein taivaan osa on koillisessa.

Radiantti on 13.8. keskiyön jälkeen 50 – 60 asteen korkeudella Tampereen horisontista. Stellariumohjelman antama paikallinen arvo on ZHRlocal = 73 meteoria tunnissa. Hyvin todennäköisesti tähtitaivasta ihaileva havaitsija ei tähän lukuun pääsei, vaan näkee ehkä muutamia kymmeniä meteoreja tunnin aikana. Oletetaan tässä kuitenkin optimistisesti, että maksimin aikaan tarkkasilmäinen havaitsija voisi havaita 60 meteoria tunnissa.

Lasketaan, millä todennäköisyydellä havaitsija havaitsee täsmälleen 40 tai 80 meteoria, ja enintään 40 tai vähintään 80 meteoria tunnin aikana. Meteorit ovat toisistaan riippumattomia tapahtumia ja noudattavat diskreettiä Poisson-jakaumaaⁱⁱ

jossa l 

on havaintotaajuuden odotusarvo ja k on havaintojen lukumäärä.

Tässä esimerkkitapauksessa tähdenlentojen havaintotaajuuden odotusarvo on 60 meteoria tunnissa l_h = 60. Havaintoajan t muuttuessa odotusarvo l skaalautuu l = l_ht.

Jakaumasta voidaan laskea, kuinka suurella todennäköisyydellä tunnin aikana havaitaan tasan 40 tai 80 meteoria. Sijoittamalla lukuarvot  (k = 40, 80; l_h = 60)  yhtälöön todennäköisyyksiksi saadaan

 

Kuten olettaa voi, todennäköisyys havaita tietty määrä meteoreja on hyvin pieni. Pieni hauskuus näihinkin numeroihin silti piiloutuu. Huomataan, että kahden havainnon (40, 80) lukumäärät poikkeavat yhtä paljon (20) havaintotaajuuden odotusarvosta lh. Todennäköisyys havaita 80 meteoria on kuitenkin noin 1,5 kertaa suurempi kuin vain 40 meteorin havaitseminen. Tämä johtuu Poisson-jakauman epäsymmetrisyydestä.

Todennäköisyys havaita tunnin aikana enintään n meteoria, saadaan laskettua yhtälöstä

Enintään 40 meteorin havaitsemisen todennäköisyys saadaan sijoittamalla edellä olleet arvot yhtälöön, jolloin

Todennäköisyys, että tunnin aikana havaitaan vähintään n meteoria, saadaan yhtälöstä

Nyt saadaan

Todennäköisyys havaita vähintään 80 meteoria on noin kaksi kertaa suurempi kuin enintään 40 meteorin havaitseminen.

Kuvassa on esitetty Poisson-jakauma arvolla l = 60 meteoria/h. Kuvaajasta nähdään (sininen), että 95% todennäköisyydellä havainto-olosuhteiden pysyessä muuttumattomina havaitaan minkä tahansa tunnin aikana 45 – 76 meteoria. Punainen ja vihreä alue kuvaavat todennäköisyyksiä havaita enintään 40 tai vähintään 80 meteoria. Mustat pisteet ovat todennäköisyyksiä havaita täsmälleen 40 tai 80 meteoria tunnissa.

Lasketaan vielä todennäköisyys, ettei 30 minuutin aikana havaita yhtään meteoria. Tällöin k = 0 ja l= 30.Nyt todennäköisyys on

Paljon todennäköisempää on voittaa lotossa päävoitto kuin olla havaitsematta yhtään meteoria.

 

Viitaukset 

i     Meteorin kirkkaus vaikuttaa sen havaittavuuteen mutta se ei ole ainoa tekijä. Sääolosuhteiden lisäksi myös valosaaste peittää helposti himmeimmät meteorit ainakin visuaalisesti meteoreja havaitsevalta. Lisäksi ilmakehä absorboi meteorista tulevaa valoa, joten lähellä horisonttia näkyvän meteorin pitää olla kirkkaampi kuin zeniitin läheisyydessä näkyvän tullakseen havaituksi.

ii     Poisson-jakauma on todennäköisyysjakauma, jolla kuvataan harvinaisten ja toisistaan riippumattomien satunnaistapahtumien lukumäärää tietyllä aikavälillä tai alueella. Sitä käytetään esimerkiksi meteorien, radioaktiivisten hajoamisten tai fotonien saapumisen tilastolliseen mallintamiseen. Jakauman ainoa parametri on tapahtumien keskimääräinen määrä tarkastelujaksolla.