Perseidy 2023 - to może być najlepsza noc spadających gwiazd od lat. Ale skąd one się biorą? Czym są?

W tym roku noc spadających gwiazd przypada w weekend. Maksimum roju meteorów Perseidy, których nazwa bierze się od gwiazdozbioru Perseusza, skąd zdają się wylatywać te obiekty, przypadnie w Polsce bowiem na poranek 13 sierpnia. Poprzedzająca to maksimum noc z 12 na 13 sierpnia będzie najlepszym momentem dla obserwacji.

Perseidy można oczywiście oglądać przez kilka tygodni przed i po tym maksimum, ale we wspomnianych dniach mamy największe szanse, by je zobaczyć. Aktywność roju w tym czasie rośnie nawet dziesięciokrotnie w porównaniu do aktywności w dniach poprzedzających maksimum. Po nim szybko spada, choć Perseidy widoczne są jeszcze do początku września.

Pozycja radiantu Perseidów o północy w noc z 12 na 13 sierpnia 2023. Będzie on widoczny w kierunku północno-wschodnim, na wysokości około 40 stopni nad horyzontem. Charakterystyczny obiekt ponad radiantem to litera W tworzona przez gwiazdy konstelacji Kasjopea. (fot: Stellarium)

Całe sierpniowe niebo w połowie miesiąca około północy. (fot: Stellarium)

Jakie czekają nas warunki obserwacji?

O tym, jak obserwować Perseidy, możecie przeczytać w naszym poradniku z poprzednich lat. Tutaj zasady się nie zmieniają. Zachmurzenie to największa niewiadoma i to ona może pokrzyżować nam plany obserwacji Perseidów w ich maksimum. Jeśli noc będzie bezchmurna, to nie musimy obawiać się o Księżyc - tak jak w 2022. Będzie on bliski nowiu, iluminowany w około 10 proc., a na dodatek wzejdzie dopiero po godzinie pierwszej w nocy 13 sierpnia, z kolei dzień wcześniej zajdzie jeszcze przed zachodem Słońca.

Księżyc bliski nowiu to najlepsze co moglibyśmy oczekiwać w przypadku tegorocznych obserwacji Perseidów.

Perseidy będziemy mogli obserwować przez całą noc, radiant roju będzie stopniowo się podnosił i przesuwał w kierunku wschodu. Aktywność w trakcie maksimum także będzie rosła szybko w ciągu nocy. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, by podziwiać Perseidy przed północą, ale to w drugiej połowie nocy Ziemia ustawia się względem toru meteoroidów w sprzyjającej pozycji.

Dlatego jeśli macie czas i ochotę warto poczekać do późnych godzin nocnych, na pełnię spektaklu. Astronomowie przewidują, że tegoroczny rój Perseidów będzie co najmniej satysfakcjonujący. A to oznacza, że są szanse, by osiągnął aktywność 100 zjawisk na godzinę, zwykle deklarowaną przy opisie tego deszczu meteorów.

W przypadku zdjęć, im dłuższa ekspozycja zdjęcia, tym więcej obiektów znajdzie się w kadrze. Szerokie pole widzenia także zwiększa szanse uchwycenia większej liczby meteorów.

Skoro już wiemy, kiedy i jak obserwować Perseidy, warto zasięgnąć trochę wiedzy na temat ich pochodzenia. Bo niby wiemy, że spadające gwiazdy, to tylko potoczne określenie, meteor to ślad, jaki pozostawia meteoroid z danego roju, przelatując przez atmosferę, ale pewne ciekawe szczegóły mogą umykać naszej uwadze.

Skąd wzięły się Perseidy?

Perseidy to materia wyrzucona z i poruszająca się po torze podobnym do orbity ciała macierzystego, jakim jest kometa 109P Swift-Tuttle. Ziemia regularnie co roku napotyka tor, po którym poruszała się kometa. Meteoroidy wlatują w atmosferę Ziemi i mamy deszcz spadających gwiazd. Nie jest to regułą w przypadku większości komet, gdyż tylko w nielicznych przypadkach ich orbity przecinają ziemską.

Kometa 109P Swift-Tuttle znajduje się obecnie w odległości 42 jednostek astronomicznych od Słońca. Na zdjęciu kometa w 1992 roku. (fot: NASA)

Do wyrzutów materii dochodzi w czasie, gdy kometa zbliża się do Słońca, a jego promieniowanie i oddziaływanie grawitacyjne wywiera wpływ na materię tworzącą 109P Swift-Tuttle. Dlatego też deszcze Perseidów, które obserwujemy obecnie, są pozostałością wyrzuconej materii w trakcie wcześniejszych odwiedzin okolic Ziemi przez tę kometę.

Choć samą kometę odkryli dopiero w 1862 roku równolegle Lewis Swift i Horace Parnell Tuttle, to obserwacje Perseidów znajdują odzwierciedlenie w zapisach chińskich, koreańskich i japońskich już sprzed prawie 2000 lat. Sam rój meteorów jest oczywiście dużo starszy, liczy wedle szacunków z 1998 roku (P. Brown i J. Jones) co najmniej kilkadziesiąt tysięcy lat.

Deszcz Perseidów został oficjalnie zdefiniowany w 1835 roku przez francuskiego astronoma Adolphe Quételeta. Powiązał go z kometą z kolei w 1866 roku, cztery lata po jej odkryciu, Giovanni Schiaparelli. 109P Swift-Tuttle jest kometą krótkookresową, choć obecny, 133 letni czas obiegu Słońca z naszej perspektywy wydać się może długi. W momencie największego zbliżenia znajduje się nieznacznie bliżej Słońca niż Ziemia, a gdy osiąga apogeum orbity, jest w odległości 50 jednostek astronomicznych, czyli mniej więcej tak daleko jak Pluton w najodleglejszym od Słońca punkcie swojej orbity.

Orbita komety 109P Swift-Tuttle na tle orbit innych ciał niebieskich w Układzie Słonecznym. Pozycja komety i Ziemi w dniu 12 sierpnia 2023. (fot: TheSkyLive)

Rozmiar jądra komety to około 26 km, co czyni tę kometę jednym z większych obiektów klasy NEO (bliskie Ziemi). Mimo wcześniejszych obaw, w perspektywie najbliższych dwóch tysięcy lat kometa nie powinna stanowić zagrożenia dla Ziemi.

Choć obecnie orbita komety 109P Swift-Tuttle jest zamknięta, wcześniej był to prawdopodobnie obiekt obłoku Oorta, który leży daleko poza granicami wewnętrznego Układu Słonecznego (nawet sondy Voyager dotrą tam dopiero za setki lat), który w wyniku perturbacji grawitacyjnych został skierowany w stronę Słońca i stał się kometą okresową. Meteoroidy, które odpowiadają za Perseidy, poruszają się po podobnej orbicie co kometa, z czasem jednak ulegając rozproszeniu i dlatego możemy je obserwować nie tylko w nocy z 12 na 13 sierpnia, ale przez sporą część lata.

Aktywność Perseidów zmienia się z roku na rok

Perseidy nie są rojem o stałej aktywności. W 1993 roku kometa macierzysta zbliżyła się do Słońca i był to czas, gdy Perseidy były bardzo obfitym rojem, gdy w maksimum w ciągu godziny widać było 200 do 500 zjawisk. Teraz Perseidy oddają powoli miano najaktywniejszego roju meteorów na rzecz grudniowych Geminidów, ale wciąż pora roku, gdy obserwujemy Perseidy, jest ich ogromną zaletą. Poza tym na razie liczba zjawisk co roku utrzymuje się na wysokim poziomie od 50 do 100 w ciągu godziny.

Być może za kilkadziesiąt lat aktywność Perseidów spadnie do rekordowo niskiego poziomu kilku zjawisk na godzinę, jak miało to miejsce w początkach XX wieku. Jednak materia pozostawiona przez kometę rozproszona jest już tak bardzo, że aktywność Perseidów może aż do powrotu komety w pobliże Ziemi utrzymywać się na satysfakcjonującym obserwatorów poziomie.

O aktywności Perseidów w największym stopniu decyduje ruch i położenie komety 109P Swift-Tuttle względem Ziemi (kolejny przelot komety w odległości 23 milionów km od Ziemi nastąpi dopiero w 2126 roku), ale wpływ mają też zakłócenia ze strony Jowisza na ruch wyrzuconej wcześniej z tej komety materii, która zdążyła rozprzestrzenić się po całej jej orbicie. Dlatego też Perseidy, oprócz tych wyjątkowo spektakularnych momentów aktywności, gdy kometa wraca w pobliże Ziemi, mają też okresy zwiększonej i zmniejszonej aktywności.

Perseidy najlepiej widoczne są z północnej półkuli Ziemi. Im bardziej na południe, tym trudniejsze są obserwacje. Gdy Ziemia natrafia na orbitę komety 109P Swift-Tuttle, tak samo może stać się w przypadku Księżyca. Wtedy tam też spadają Perseidy, a ze względu na jego nikłą atmosferę, częściej docierają do powierzchni. Perseidy mogą też obserwować astronauci z pokładu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i to z oryginalnej perspektywy, gdyż Perseida staje się widoczna zazwyczaj dopiero na wysokości 100 km nad Ziemią, a stacja orbituje cztery razy wyżej.

Zjawisko bolidu z roju Perseidów, widziane w 2011 roku z pokładu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. (fot: NASA)

Co dzieje się z meteoroidem, który wpadnie w atmosferę Ziemi?

Perseidy napotykające atmosferę Ziemi wlatują w nią z prędkością prawie 60 km/s. To ponad siedem razy większa prędkość niż ta, którą mają pojazdy wracające z orbity na Ziemię. W przypadku meteoroidów o rozmiarze większym niż kilka centymetrów w trakcie przelotu przez atmosferę zachodzi podobne zjawisko jak w przypadku lądowania pojazdu kosmicznego. Następuje sprężenie i silne rozgrzanie się powietrza przed lecącym meteoroidem, a także stopniowe zdzieranie kolejnych jego warstw. Powierzchnia meteoroidu nagrzewa się do nawet kilku tysięcy stopni Celsjusza, co pobudza ją do świecenia. Mniejsze meteoroidy rozgrzewają się w wyniku tarcia. Przelatujący meteoroid pozostawia smugę zjonizowanych gazów atmosferycznych, które również świecą, a sam ostatecznie wyparowuje.

Stopniowo zanikający świetlny ślad w atmosferze pozostawiany przez meteoroid nazywamy właśnie meteorem. Duże meteoroidy w trakcie przelotu mogą ulec też gwałtownej fragmentacji, zanim ostatecznie znikną, co dodatkowo zwiększa ich jasność, a także może wywołać efekty dźwiękowe. Te najjaśniejsze meteory, czyli tak zwane bolidy, w przypadku Perseidów są wyjątkowo częste. Jeśli obiekt jest na tyle duży, że zdoła dotrzeć do powierzchni, to po upadku nazywany jest meteorytem. 

Kolory meteorów moga umknąć naszej uwadze podczas obserwacji gołym okiem, ale na pewno zobaczymy je na zdjęciach. (fot: Siarakduz/Wikimedia CC BY-SA 4.0)

Meteory mają różne kolory, na które wpływa między innymi skład chemiczny substancji, z których zbudowany jest dany meteoroid. Perseidy mogą być zielone, fioletowe, różowe, pomarańczowe i białe, co świadczy o obecność wapnia, sodu, magnezu, krzemu i żelaza. Kolor może się zmieniać na całej długości meteoru.

Czy Perseida może być dla nas niebezpieczna?

Większość meteoroidów z roju Perseidów ma rozmiar zbliżony do ziarenka piasku. Ulegają one pełnej dezintegracji w atmosferze i nie ma szans, by dotarły do powierzchni Ziemi. Nawet na orbicie nie wyrządzą one większych szkód pojazdom kosmicznym. Te większe, które wywołują zjawiska bolidów i ważą do kilku kilogramów, mogą stanowić poważniejsze zagrożenie dla obiektów na orbicie, lecz wciąż nie ma większych szans, by dotarły do powierzchni Ziemi i stały się meteorytami.

Dopiero te jeszcze większe mogą przeciwstawić się destrukcji w atmosferze, ale jak dotąd nie znamy potwierdzonego przypadku poważnego uszczerbku na zdrowiu człowieka od bezpośredniego uderzenia meteoroidu. Poza tym, by taki meteoroid dotarł do Ziemi, powinien wejść w atmosferę ziemską ze sporo mniejszą prędkością, niż czynią to zwykle Perseidy. Na dodatek chmura materii, która odpowiada za deszcz meteorów, jest bardzo rzadka - odległości pomiędzy poszczególnymi meteoroidami tworzącymi deszcz Perseid wynoszą ponad 100 km. Dlatego bez obaw ruszajmy je obserwować.

Fot. wejściowa: Unsplash.com