Spektroskopie meteorů
Spektroskopie je metoda, kdy se záření rozloží na jednotlivé vlnové délky. K tomu lze použít hranol nebo spektrální mřížku. V případě spektroskopie meteorů se hranol nebo mřížka umisťují před objektiv kamery. V současné době se používají pouze mřížky neboť poskytují spektra s rovnoměrným rozlišením.
Spektrum je závislost intenzity záření na vlnové délce. Meteory vyzařují většinu světla v jednotlivých úzkých spektrálních čarách. Záření vzniká v oblaku horkého plynu kolem odpařujícího se meteoroidu. Spektrální čáry vznikají při přechodech elektronů na nižší hladiny v atomech odpařeného materiálu a zahřáté atmosféry. Na základě jasností čar různých prvků lze určovat teplotu plynu a chemické složení meteoroidu.
Spektra bolidů se v Ondřejově začala fotografovat již v 50. letech 20. století. Systematický fotografický program začal v roce 1960. Fotografovalo se šesti dlouhoohniskovými kamerami na skleněné fotografické desky o rozměru 18 x 24 cm. Čtyři kamery byly vybaveny hranoly a dvě mřížkami. Později bylo možné zakoupit mřížky na všechny kamery. V 90. letech bylo nutné skleněné desky nahradit plochými filmy. Program běžel až do roku 2018. Za roky pozorování byla získána řada unikátních spekter, z nichž nejvýznamnější je spektrum superbolidu Benešov z roku 1991 spojeného s pádem meteoritů. Celková efektivita pozorování ale nebyla vysoká neboť byla pokryta jen část oblohy z jedné stanice. Kamery vyžadovaly ruční obsluhu a filmy bylo nutné pracně vyvolávat v temné komoře. Získaná spektra byla proměřována na mikrofotometru, později skenována na přesném fotogrametrickém skeneru.
Obrázek 1. Šest fotografických kamer na pořizování spekter bolidů. Před kamerami je roztočený sektor sloužící ke krátkému přerušování expozice.
Obrázek 2. Fotografické spektrum části bolidu (výřez). Expozice byla přerušována rotujícím sektorem, aby byla získána spektra různých fází bolidu.
Po vyvinutí digitální automatické bolidové kamery byla vyvinuta i její spektrální verze. Od konce roku 2015 byly tyto nové a téměř celooblohové spektrální kamery postupně nasazovány na stanice bolidové sítě. Tři roky tedy běžely oba systémy současně. Digitální kamery jsou výrazně efektivnější v získávání spekter bolidů. Dnes jsou umístěny na 11 stanicích a pokrývají celou síť. Cenou za široké zorné pole je ale výrazně nižší spektrální rozlišení než bylo u analogových fotografických kamer. Digitální kamery již pořídily mimo jiné spektra několika pádů meteoritů. V případě meteoritu Ribbeck se podařilo na základě spektra předpovědět jeho neobvyklý typ (aubrit) ještě před nalezením meteoritu. Doplňková spektra bolidů jsou v podobném rozlišení získávána také video IP kamerami v Ondřejově a v Kunžaku.
Obrázek 3. Spektrum bolidu získané digitální spektrální bolidovou kamerou.
Již od 90. let získáváme v rámci pozorovacích kampaní rovněž spektra běžně jasných meteorů (nikoliv bolidů). Pozorují se videokamerou se zesilovačem obrazu, před nímž je umístěna mřížka. Pozorování jsou zaměřena především na meteorické roje. Přenosné videokamery byly použity i během několika expedic, např. na pozorování meteorických dešťů Leonid na přelomu tisíciletí (včetně letecké expedice) nebo Drakonid v roce 2011.
Obrázek 4. Videokamera se zesilovačem obrazu a otočnou spektrální mřížkou na pozorování spekter meteorů. Tato konkrétní sestava byla používána začátkem tohoto století.
Obrázek 5. Jednotlivý snímek z video spektra meteoru. Zakázaná čára kyslíku (557 nm) je opožděná a září ve stopě meteoru.
Vyvinuli jsme také metody na zpracování spekter meteorů, konkrétně na výpočet teploty a chemického složení zářícího plynu u bolidů či na klasifikaci slabších meteorů podle jasností čar sodíku, hořčíku a železa. Studovali jsme přednostní odpařování sodíku a záření stop meteorů.