Nie tylko latem można liczyć na kosmiczny pokaz fajerwerków. Zbliża się maksimum Geminidów

Obserwacje późnojesiennych i zimowych deszczów meteorów, w przeciwieństwie do letnich Perseidów, wiążą się z jednym bardzo istotnym i oczywistym faktem. Zamiast ciepłych nocy mamy zimno, czasem przyozdobione śniegiem, który sprawia, że nocny świat dookoła wygląda piękniej. Ziąb to cena za długie grudniowe noce, w trakcie których mamy więcej czasu na obserwacje słabszych obiektów na niebie. Słońce znajduje się znacznie niżej pod horyzontem niż latem i niebo wydaje się nam ciemniejsze.

Osobiście lubię jesienią i zimą oglądać niebo, bo jest na nim sporo ciekawych obiektów, które można obejrzeć już w pierwszej części nocy. Jednak nawet takie obserwacje nie są wyzwaniem takim jak czatowanie na spadające gwiazdy. Ale warto, bo może wypowiedziane życzenie sprawdzi się na Gwiazdkę.

Skąd wzięły się Geminidy? Jaki obiekt jest ich źródłem?

Perseidy wiążą się z kometą Swift-Tuttle. Tymczasem Geminidy powiązane są z odkrytą w 1983 roku asteroidą 3200 Phaethon, która sama w sobie jest ciekawym obiektem. W swoim trwającym półtora roku obiegu wokół Słońca zbliża się ona do niego na około 21 milionów kilometrów, czyli znacznie bliżej niż Merkury. Z kolei w momencie największej odległości od Słońca, oddala się na około 360 milionów kilometrów. Phaethon wlatuje wtedy w wewnętrzną część głównego pasa asteroid pomiędzy Marsem a Jowiszem.

Orbita 3200 Phaethon i planety Układu Słonecznego widziane z góry (źrodło: theskylive)

Orbita 3200 Phaethon widziana w płaszczyźnie Układu Słonecznego, widać jej znaczne nachylenie do ekliptyki, a także dużą ekscentryczność

W trakcie swojej podróży wokół Słońca, ta mierząca około 5,8 km średnicy asteroida przecina orbitę Ziemi i teoretycznie jest traktowana jako obiekt niebezpieczny. W 2017 roku Phaethon zbliżył się do Ziemi na około 10 milionów kilometrów. Większe zbliżenie czeka nas dopiero pod koniec tego stulecia, gdy odległość od Ziemi zmniejszy się do około 3 milionów kilometrów. Obecnie możecie go szukać w okolicy gwiazdozbioru Trójkąta, ale jasność ponad 17,3 magnitudo (wciąż maleje) ogranicza jego wykrywalność do większych teleskopów.

Pozycja 3200 Phaethon na niebie w dniu 10 grudnia 2021. Blisko dolnej krawędzi widoczne Plejady, a na prawo od pozycji asteroidy i nieco powyżej galaktyka M33 jako jasna plamka

Jaka jest natura źródła Geminidów ?

O ile w przypadku komety nietrudno wyjaśnić ciągłe zasilanie rezerwuaru obiektów, które stają się meteorami, o tyle asteroida stanowi znacznie twardszy myślowo orzech do zgryzienia. Jeszcze niedawno twierdzono, że związek Phaethona i Geminidów był tylko teoretyczny. Dopiero obserwacje Parker Solar Probe w 2019 roku pozwoliły potwierdzić tę teorię. Jednak nawet wtedy natura Geminidów była wciąż zagadką. Wciąż sądzono, że kataklizm sprzed około 1000 lat na powierzchni Phaethona ma tu kluczowe znacznie.

Dopiero ostatnie analizy danych obserwacyjnych pozwoliły znaleźć wytłumaczenie natury źródła Geminidów. Jeśli zostanie szeroko zaakceptowane, będzie znacznie prostsze niż inne teorie.

Wizualizacja asteroidy 3200 Phaethon z obłokami wydobywającego się spod powierzchni sodu

Przede wszystkim Phaethon jest przykładem ciała niebieskiego, które może przekonać astronomów do zmiany definicji pojęcia asteroidy i komety, a przede wszystkim różnicy pomiędzy tymi dwoma typami ciał niebieskich. Phaethon zbliżając się do Słońca nagrzewa się na powierzchni nawet do 750 stopni Celsjusza. Taka temperatura sprawia, że ta asteroida zachowuje się podobnie jak kometa, choć na jej powierzchni na próżno szukać lodu. Jednak to nie pył i odparowany lód tworzą w tym przypadku coś na kształt warkocza, lecz sód, który stanowi znaczący procent składu skał na powierzchni tej asteroidy.

W pobliżu Słońca, buzujący rozgrzany sód wydobywa się przez pory w skalistej skorupie Phaethona, co czasem prowadzi do odrywania z jego powierzchni skalnych brył. Tworzą one ciągnącą się za asteroidą smugę, która jest rezerwuarem obiektów tworzących rój Geminidów. Jednocześnie ten materiał skalny jest pozbawiony sporej części sodu, co jest zgodne z obserwacjami naziemnymi Geminidów, które sugerują, że są to obiekty ubogie w ten pierwiastek.

Sonda Parker Solar Probe w trakcie obserwacji korony słonecznej zanotowała również słaby pyłowy ślad pozostawiony przez asteroidę Phaethon. To właśnie te obserwacje pomogły uściślić nasze pojmowanie natury Geminidów

Gdzie szukać Geminidów na niebie?

Tak jak w przypadku innych rojów meteorów, nazwa Geminidy wiąże się z gwiazdozbiorem, z którego zdają się za każdym razem nadlatywać. Gemini to po polsku Bliźnięta i to tam znajdziemy radiant najważniejszego grudniowego deszczu meteorów. W grudniu, w pierwszej części nocy, znajduje się on wysoko nad horyzontem w kierunku wschodnio-południowym 

Pozycja radiantu Geminidów wieczorem 13 grudnia 2021 roku około godziny 23:30. Radiant znajdować się będzie wtedy na wysokości około 60 stopni nad południowo-wschodnim horyzontem (źródło: Stellarium)

By znaleźć dwie gwiazdy, Kastora i Polluksa, które są najlepiej widocznymi obiektami w gwiazdozbiorze, jak i jednymi z jaśniejszych gwiazd jesienno-zimowego nieba w Polsce, najlepiej najpierw odszukać charakterystyczny kształt gwiazdozbioru Oriona. Bliźnięta znajdują się trochę powyżej i na lewo od tej konstelacji.

Radiant znajduje się tuż ponad Kastorem, czyli tą trochę słabiej świecącą z dwóch najjaśniejszych gwiazd w Bliźniętach. To zbieg okoliczności, ale ułatwiający określenie miejsca, w którym leży radiant. Meteory najlepiej widać pod kątem 30 - 45 stopni od pozycji radiantu, ale nie patrzmy się w jedno miejsce, a wódźmy wzrokiem po niebie.

Co robić gdy nie dopisze wam szczęście?

Nawet jeśli nie zdecydujecie się na obserwacje meteorów lub po prostu nie starczy wam cierpliwości i wytrzymałości, to warto chwilę zatrzymać wzrok na tym kawałku nieba, przez który przechodzi przecież dysk galaktyczny. Na niebie widoczne będą takie atrakcje jak:

• po zachodzie Słońca ułożone w jednej linii Wenus, Saturn i Jowisz,
• gwiazdozbiór Oriona i znajdujące się w nim mgławice,
• Plejady, czyli gromadę otwartą M45 - mój faworyt każdej Zimy, który wygląda jak Wielka Niedźwiedzica w miniaturze,
• szczęściarze o dobrym wzroku z dala od świateł miasta będą mogli dostrzec Urana nawet gołym okiem.

Kiedy szykować się na obserwacje? Czy będą przeszkody?

Geminidy obserwować można od 4 do 17 grudnia, przy czym maksimum przypada na noc z 13 na 14 grudnia. W sprzyjających warunkach możemy liczyć dużą aktywność roju, nawet 100 do 150 zjawisk w ciągu godziny, który potrafi być obfitszy nawet od Perseidów. Zwykle zobaczymy do kilkudziesięciu zjawisk w ciągu godziny, co wciąż jest dobrym wynikiem.

Meteory Geminidy mogą poruszać się w kierunku gwiazdozbioru Oriona, Plejad. Fotografując je uchwycimy zatem i inne ciekawe obiekty grudniowego nieba

Wieczorem radiant roju znajduje się na wysokości ponad 40 stopni nad horyzontem, co już zapewnia dobrą widoczność, ale gdy zechcecie zaczekać do godziny 1:30 w nocy, wzniesie się on na ponad 70 stopni, a to oznacza, że będziemy mieli wrażenie, iż jest dokładnie ponad naszymi głowami. Geminidy można zatem obserwować praktycznie przez całą noc.

Szkoda, że w tym roku maksimum będzie towarzyszył zbliżający się do pełni Księżyc, ale skoro to już prawie zima, to nie będzie on tak kłopotliwy jak latem, gdy jego blask dokłada się do i tak dość jasnego nieba. Poza tym w momencie maksimum będzie w miarę daleko od radiantu (około 70 stopni kątowych) i jeszcze przed końcem nocy zajdzie.

Jak obserwować Geminidy?

Biorąc poprawkę na porę roku, wiążące się z tym niedogodności, lokalizację radiantu i datę maksimum, zasady obserwacji są podobne jak w przypadku Perseidów.

Jeśli zdecydujecie się fotografować Geminidy, należy pamiętać, że chłodna noc nie służy długiej pracy na akumulatorze, a gdyby co gorsza przydarzył się mróz, w ogóle użycie aparatu może być kłopotliwe. Jednak to co zobaczymy gołym okiem i tak pozostanie w naszej pamięci. Przyda się refleks, bo meteory z roku Geminidów cechuje duża prędkość. Są one jasne i mają białą barwę, co z kolei ułatwia ich obserwacje i odróżnienie od mroku nieba.

Czasu na przygotowanie się do obserwacji jest jeszcze sporo, a jeśli nawet pogoda nie dopisze w połowie grudnia wciąż pozostają wspomniane atrakcje grudniowego nieba, a w ciągu najbliższego miesiąca także inne deszcze meteorów.

Pozycja radiantu Kwadrantyd, które przybierają na sile w pierwszych dniach stycznia

W zasadzie co kilka dni następować będą po sobie maksima różnych rojów, ale w przeciwieństwie do Geminidów będą to zjawiska o bardzo małym natężeniu. Często wspomina się o Ursydach, które mają maksimum tuż przed świętami, a ich radiant, jak sugeruje nazwa, leży w konstelacji Małej Niedźwiedzicy. Lecz więcej należy sobie obiecywać dopiero po deszczu Kwadrantyd, który zaczyna się pod koniec roku, a maksimum ma około 3-4 stycznia. Jest ono krótkie, trwa kilka godzin, ale zapewnia wtedy atrakcje podobne jak przy obserwacjach Geminidów.