Vaatleja
Tähistaevas (6/2002): Artikkel
15.11.2002 Leoniidid: kas sajandi viimane tähesadu
Jaak Jaaniste

Novembrikuu toob juba viiendat aastat leheveergudele astronoomide jutud langevatest tähtedest. Põhjuseks on leoniidide meteoorivool, millega Maa kohtub iga aasta novembrikuu lõpus.

Astronoomid tunnevad kokku ligemale 2000 meteoorivoolu; umbes kümmekond neist kannab nimetust "rikkad voolud". Enamik meist on vaadelnud augustikuiseid perseiide, paljud ka aastavahetuse langevaid tähti - geminiide ja kvadrantiide. "Langevate tähtede" sage ilmumine on üsnagi meeldejääv vaatepilt ning rahvasuu on talletanud lugusid tõelistest tähesadudest, kus meteoorijälgi on näha nii palju, et tavatähed nende varju päris ära kaovad.

Viimane selline suur tähesadu leidis aset 1966. aastal, kui taevane tulevärk Ameerika kohal kestis ligemale kolm tundi. Seegi sündmus toimus novembri lõpus, põhjustajaks ikka seesama leoniidide meteoorivool.

Teadlased on üsna üksmeelsel veendumusel, et meteoorivoolud pärinevad komeetidest. Iga taevasse ilmuv "sabatäht" jätab endast ilmaruumi hulgaliselt peenikest ainepuru, mis Maaga kohtudes taevasse tulejälgi tekitab. Kui tuletada meelde viimaste aastate heledaimat Hale-Bopp'i komeeti, siis selle lehvikuna kõverduv tolmsaba polnud midagi muud, kui päikesetuule poolt ilmaruumi viidav meteoorkehade juga. Praeguseks on komeet juba kusagil Saturni orbiidi taga, ning koos temaga rändab ka välja puhutud osakeste pilv. Mõnesaja - aga võib-olla mõne tuhande - aasta pärast jõuavad nad taas Päikese lähedale ja kui Maa juhtub nende teele ette jääma, on järjekordne tähesadu garanteeritud.

Paraku on ilmaruum tohutu suur ja tõenäosus, et Maa meteooripilvega kokku saab, peaaegu niisama väike kui oht kohtuda komeedi või asteroidiga. Nii ei maksagi imestada, et "tõelisi tähesadusid" tuleb ette vaid paar korda sajandis. Ja ehkki inimkonna teadmised taevakehade ning nende liikumise kohta kasvavad iga aastaga, suudetakse enam-vähem ette ennustada vaid ühte tähesadu - just seda, mida kutsub esile väheldane Tempel-Tuttle'i komeet ja mis ongi tuntud leoniidide meteoorivoolu nime all.

Miks see nii on? Aga sellepärast, et erinevalt planeetidest-komeetidest on ilmaruumis liikuv meteooripilv inimsilmale nähtamatu. Ta on liig hõre, et varjutada tema taha jäävate tähtede valgust ning liig tuhm, et teda oleks võimalik märgata teleskoobis. Ainus võimalus selliste pilvede kohta midagi teada saada on oodata ära nende kohtumine Maaga ning siis taevasse ilmuvate tulejuttide jälgimise teel luua ettekujutus neid tekitanud osakeste trajektooridest. Et sabatähtede tiirlemisperioodid ulatuvad sadade aastateni ja et sama kehtib ka meteooripilvede kohta, on arusaadav, miks inimkond on (täppisteaduse viiesaja aasta pikkuse ajaloo vältel) õppinud ennustama vaid paari meteoorivoolu käitumist.

See pikaks veninud sissejuhatus pole siiski mõeldud vaid vabanduseks. Arvutustehnika kiire areng ning ülemaailmse vaatlusvõrgu hea töö viimase aastakümne vältel on viinud selleni, et tähtsamate voolude kohta käivad prognoosid on hakanud täituma enneolematu täpsusega. Võimaluse selleks andis Armagh' Observatooriumi astronoomi David Asher'i ning austraallase Rob McNaught'i poolt 1998.a. välja pakutud voolu tekke matemaatiline mudel, mida tänaseks on edasi arendanud teisedki rehkendushuvilised. Mudeli kirjeldust vaadake 1999. a leoniidide artiklist või ajakirja Horisont 2000.a. novembrikuu numbrist.

Ennustamine põhineb oletusel, et Päikesele lähenevast komeedist "välja keedetud" tolm hakkab ümber Päikese tiirlema komeediga sarnasel orbiidil. Et voolu osakeste kiirus on pisut suurem kui komeedil (muidu ei saaks nad ju sealt lahkuda!), on nende orbiit veidi suurem ning tiirlemisperiood seetõttu pikem. Nii jääb igal tiirul lisaks komeedile ümber Päikese tiirlema ka meteooripilv, mis liigub komeedist mõnevõrra tagapool. Need pilved olekski tähesadude tekitajad - muidugi üksnes juhul, kui Maa ja komeedi orbiidid lõikuvad. Kui mitte, lähevad komeeditükikesed oma teed ja me ei saa kunagi teada, mis nendega edasi juhtub.

Tuntuimad Maa teed lõikavad komeedid on 1862.a. avastatud Swift-Tuttle ja neli aastat hiljem leitud Tempel-Tuttle. Neist esimene kutsub esile augustikuise perseiidide meteoorivoolu, teise süüks pannakse leoniidide tähesajud.

Ennustajate jaoks on viimane märksa huvitavam. Perseiidid on suhteliselt "igav" meteoorivool: aastast aastasse kordub ta täpselt samal ajavahemikul (11 - 13 august), andes stabiilselt 60 - 100 meteoori tunnis. Pealegi on tegu äärmiselt pikaperioodilise nähtusega - alates avastamisest on komeet teinud vaid ühe tiiru, möödudes Päikesest 1994. aastal. Ja ehkki kahel järgneval aastal märgati meteoorivoolu lühiajalist ägenemist hetkel, kui Maa läbis taandi, milles tiirleb komeet, tuleb nende oletuste kontrollimiseks oodata peaaegu 130 aastat.

Seevastu lühiperioodiline (33.4 aastat) Tempel-Tuttle on kõigi "numbrinärijate" jaoks äärmiselt ahvatlev. Komeeti on jälgitud juba neli tiiru, temaga seostatavaid tähesadusid on kroonikate abiga kindlaks tehtud neljakümne ringis (alates nii kaugest ajast kui 10. sajand m.a.j.). Ja mis kõige tähtsam - just see vool on esile kutsunud kolm kõige suuremat, sadadesse tuhandetesse ulatuva tunniarvuga tähesadu.

Kõige lihtsam on ennustada analoogia põhjal ja just nii kuni viimase ajani toimiti. Kuna komeedi periood on 33 aastat, tuleb ka tähesadusid oodata iga 33 aasta tagant. Kui kanda joonisele Maa ja komeedi suhteline asend hetkel, kui Maa läbib komeedi orbiidi tasandi, võime varasemate kohtumiste abiga ennustada tulevasi. Seda meetodit praktiseeriti enam kui 200 aastat, paraku üsna kesiste tulemustega. Viimane pettumus sai ennustajatele osaks aastal 1998, kui Põhja-Hiinasse planeeritud sadu puhkes 16 tundi varem Euroopa kohal (kust suurem osa meteoorivaatlejaid oli ära sõitnud).

Aasta hiljem saatis edu dünaamilise meetodi leiutajaid Asherit ja McNaughti, kelle ennustatud ühetunnise kestusega maksimum realiseerus nii kellaaja, kestuse kui meteooride hulga poolest. See innustas teisigi vaatlejaid ja tänaseks tegutseb juba neli sõltumatut gruppi, kes kõik meteoorkehade võimalikke orbiite ennustades püüavad tähesajule "pihta saada".

Asher-McNaught arvutuste tulemuseks on Maa orbiidi tasandis tehtud joonised, millel on ellipsitega märgitud kohad, kus eri aastatel komeedist välja paisatud osakeste pilved nimetatud tasandi läbivad. "Pilv" on siin kaunis kohatu sõna, pigem on tegu enam kui miljardi kilomeetri pikkuste jugadega, mille läbivool kestab ka siis, kui Maa on tiiru või paar ära teinud. Joonist vaadates näeme pilvi aastamärgiga "1833" või "1866" kõigil viiel skeemil aastatest 1998 kuni 2002. Loomulikult ei paiskunud neil aastatel ilmaruumi viis eraldi pilve, vaid ikka üks hästi pikaks veninud juga.

Et meetod on end õigustanud ka järgnevail aastatel, on rehkendajad teinud pingutusi ennustuse täpsemaks muutmiseks. See võimaldab tänavu välja pakkuda õige mitut laadi ennustusi. Esitame neist valiku, otsustage siis ise, keda ja mida uskuda.

 

    Leoniidide maksimumid 19. novembril 2002
-------------------------------------------------
Pilv        Lyytinen        McNauht-Asher      Jenniskens     Vaubaillon
  1767      UT 04.03          UT 03.48          UT 03.56       UT 04.04
(7 tiiru)   ZHR 3500          ZHR 5900          ZHR 1000       ZHR 3400
           FWHM 1.76          FWHM 0.64         FWHM 2.17      FWHM 2.00
  1799                        UT 04.50
(6 tiiru)      -              ZHR  51              -              -
                              FWHM 4.1
  1833      UT 06.36          UT 05.59   
(5 tiiru)   ZHR 160           ZHR 28               -              -
                              FWHM 4.8
  1866      UT 10.40          UT 10.23           UT 10.34       UT 10.47
(4 tiiru)   ZHR 2600          ZHR 5400           ZHR 6000       ZHR 3000
            FWHM 2.03         FWHM 0.6           FWHM 1.18      FWHM 3.00
-------------------

Lühendite tähendused:

  • UT (Universal Time) - maailma- ehk Greenwich'i aeg
  • ZHR (Zenith Hour Rate) - tunniarv seniidis, number, millele taandatakse meteooride ilmumissagedus. Vastab ühe tunni jooksul nähtud meteooride arvule juhul, kui radiant asub seniidis ning vaatleja näeb tähti kuni 6.5 tähesuuruseni.
  • FWHM (Full Width at Half Maximum) - tähesaju kestust väljendav ajavahemik, mille vältel ZHR on vähemalt pool maksimaalsest.

    Ja sama tabel graafikuna:

    Heledusjaotused: (antud tähesuurusega meteoore tunnis)

                    -5    -4    -3   -2    -1    0    1    2    3    4    5
    Lyytinen        8.2  17.9  38.5  77.0  148  270  378  359  252  151  27.2
    Jenniskens      6.1  13.4  32.2  58.7  114  210  292  272  189  112  16.5
    McNaught-Asher  3.0   6.4  13.7  27.2   52   95  131  123   87   52   8.9
    

    Sellisena peaks paistma oodatav tähesadu Helsingist vaadatuna. Püstteljel on meteooride arv 10 minuti kohta, rõhtteljel maailma-aeg (UTC). Kohaliku aja saamiseks liitke 2 tundi. Ja selline paistaks meteooride tihedusjaotus voolu suunas (Maa orbiidi tasandiga peaaegu risti) vaadatuna

    Leoniidide vaatlused Eestis.

    Tartu Tähetorn on korraldanud leoniidide vaalusi alates 1998. aastast. Kahjuks tuleb tunnistada, et ühtki tõsist vaatlust Tartust teha pole õnnestunud.

    1998.a. magasime maha päev enne õiget aega aset leidnud "tulekuulide öö". Meie korraline vaatlus Tõraveres (17/18 november) andis sama kesise tulemuse kui teisteski Euroopa paikades:

    Helle Jaaniste  64 leoniidi 3.5 tunniga
    Tõnis Eenmäe    53 leoniidi 3.2 tunniga
    

    Et ilm oli kehvapoolne (piirtähesuurus 4.5), annaks see vaatlus tunniarvuks (ZHR) umbes 300

    Heledaid boliide nähti ööl vastu 17 novembrit pea terves Eestis. Paraku polnud meil väljas ühtki loendajat.

    1999. aastal oli taevas Tartu kohal pilves, kuid meie astronoomiahuvilised viibisid sel ajal Jänedal, kus pilvkate end tunniks ajaks "lahti tegi". Juhuslikult just ennustatud maksimumi ajaks.

    Vaatlejaid oli väljas kolm, neist kogus kõige rohkem meteoore - 180 lendtähte 50 minuti jooksul - Marko Meriniit. Tunniarvuks annab see 2937, mis vastab igati "tähesaju tasemele"

    Aastal 2000 oli taevas ühtlaselt pilves...

    2001. aastal õnnestus loendamist ainult alustada. Ilusale õhtule järgnes igati korralik öö (piirtähesuurus 5.3), mile paraku lõpetasid pilved juba enne õige vaatlusaja saabumist. Kesköine 50-minutiline vaatlus andis vaid 17 leoniidi, kuid arvestades radiandi madalat asendit (15 kraadi) annaks see tunniarvuks 823 meteoori... Muidugi, niivõrd madala radiandi korral tavaliselt vaatlusi ei tehta.

    Õnnelikumas olukorras oli Eesti põhjapoolsem osa. Türil vaatles Sven-Erik Enno leoniide terve öö, lugedes 2.75 tunniga kokku 82 leoniidi. See annab (piirtähesuurusel 5.4) tunniarvuks 375, mis on heas kooskõlas teistes Euroopa maades tehtud vaatlustega. Voolu maksimum langes sel aastal läänepoolkerale (ZHR = 2600) ning Jaapanile (ZHR = 3000).

    Mulluste leoniidide heledusjaotus Sven-Eriku vaatluste põhjal

       -10     -6      -5      -3   -2   -1    0    1    2    3    4    5
     kl.2.52 kl.2.27 kl.2.12    1    6    8   15   20    7   13    9    3
    

    Kolm heledat boliidi tunni aja jooksul on juba iseenesest sündmus.

    Kas viimane võimalus?

    Komeedi Tempel-Tuttle külaskäigust saab tänavu juba 4 aastat, ja olgu need meteoorijoad kui tahes pikad, ükskord lõpevad nemadki. Pealegi pöördub voolu orbiit tasapisi Maast eemale.

    Järgmine (teoreetiline) võimalus leoniide näha tuleb 2031. aasta paiku. Kahjuks kohtuvad nii komeet kui teda saatvad meteoorid enne seda Jupiteriga. Tulemus on see, et mõlemad juhitakse oma seniselt teekonnalt kõrvale. Tekib pea saja-aastane paus, kus tähesaju võimalus tühine. Järgmine lähenemine saab võimalikuks alles aastal 2098, kui komeedi ning Maa asend on üsna sarnane seekordsele. Ja lõpuks, aastal 2031, möödub komeet Maast väljaspool tema orbiiti - esmakordselt pärast 1633. aastat. Seega jäävad järgmised tõsisemad leoniidide tähesajud 22. sajandisse.

    Aga mis see enam meid puudutab...

  • Avaleht | Arhiiv
    © Tartu Tähetorni Astronoomiaring 2000-2001

    W3-mSQL 2.0.11 by Hughes Technologies