Skąd biorą się Perseidy i dlaczego wracają co roku?

Rok­rocz­nie, w okolicy połowy sierp­nia, Ziemia zostaje obrzu­co­na kamie­nia­mi. Wła­ści­wie to nawet nie tyle kamie­nia­mi, co paro­mi­li­me­tro­wy­mi okrusz­ka­mi, nazy­wa­ny­mi przez astro­no­mów mete­oro­ida­mi. Mimo skrom­nych roz­mia­rów dają na niebie niezły pokaz. Wpadają w atmos­fe­rę z pręd­ko­ścia­mi prze­kra­cza­ją­cy­mi 30 km/s (trzy­dzie­ści razy szyb­ciej od pocisku kara­bi­nu snaj­per­skie­go!), nagrze­wa­jąc się do tem­pe­ra­tu­ry 1600 stopni, joni­zu­jąc powie­trze na swojej trasie i pozo­sta­wia­jąc za sobą nad­spo­dzie­wa­nie długie smugi światła. 

W ten sposób maleń­kie zia­ren­ko na moment przed swoim wypa­ro­wa­niem, zmienia się w wido­wi­sko­wy meteor.

Piękne, ale skąd to się bierze?

Prze­strzeń kosmicz­na nie jest bynaj­mniej abso­lut­ną pustką. W prze­strze­ni między pla­ne­ta­mi krąży mnóstwo gruzu, a jego odłamki ścią­ga­ne siłą gra­wi­ta­cji nie­ustan­nie spadają na większe ciała. Każdego roku w ziem­skiej atmos­fe­rze spala się aż 20 tysięcy ton mate­ria­łu skal­ne­go. Jakieś dzie­sięć wywro­tek na dobę.

Nie zauwa­ża­my tego, ponie­waż w więk­szo­ści ma on postać pyłu, który znika niemal bez śladu już w górnych war­stwach atmos­fe­ry. Tylko nie­któ­re zia­ren­ka okazują się na tyle dorodne i wpadają pod takim kątem, żeby spłonąć w sposób widocz­ny gołym okiem.

Taką poje­dyn­czą spa­da­ją­cą gwiazdę (nie cierpię tego sfor­mu­ło­wa­nia i użyję go tylko raz), przy odro­bi­nie szczę­ścia możesz zoba­czyć w dowolny wieczór. Są jednak okresy, kiedy nasza planeta zostaje zasy­pa­na przez rój lub, jak to ładnie nie­któ­rzy okre­śla­ją, deszcz mete­orów. Do naj­sław­niej­szych rojów należą Per­se­idy oraz Leonidy, które powra­ca­ją cyklicznie.

Ale skąd biorą się całe deszcze? I dlaczego wracają tak regularnie?

Są takie obszary w Ukła­dzie Sło­necz­nym, gdzie “zapy­le­nie” prze­strze­ni jest znacz­nie większe niż w innych. Można je przy­rów­nać do wąskich pasów lub stru­mie­ni, które czasem prze­ci­na­ją się z orbi­ta­mi planet. Za każdym razem, kiedy Ziemia podczas swojej wędrów­ki dookoła Słońca prze­la­tu­je przez taki stru­mień, naraża się na wzmo­żo­ny ostrzał.

Deszcz mete­orów może mieć przy tym bardzo zróż­ni­co­wa­ną inten­syw­ność – od lekkiej mżawki do niemal kosmicz­ne­go gra­do­bi­cia – zależ­nie od tego, na jak gęsty frag­ment stru­mie­nia wpad­nie­my danego roku. (Przy Per­se­idach widać cykl modu­lo­wa­ny przez gra­wi­ta­cję Jowisza, który lekko prze­su­wa stru­mień w taki sposób, że średnio co 12 lat dozna­je­my inten­syw­niej­sze­go bom­bar­do­wa­nia. Ostatni taki pik mie­li­śmy w 2016 roku, kolejny będzie w 2028).

Wszyst­ko to ma związek z kome­ta­mi. Czasem ist­nie­ją­cy­mi, a czasem takimi, które już się rozpadły.

Pro­du­cen­tem sierp­nio­wych spek­ta­kli jest kometa 109P/Swift–Tuttle. Blok lodu i skał o śred­ni­cy 26 kilo­me­trów, który porusza się po mocno roz­cią­gnię­tej orbicie. Naprze­mien­nie wyla­tu­je aż poza orbitę Plutona i co 133 lata nurkuje do wnętrza Układu Sło­necz­ne­go (w tym momen­cie znaj­du­je się prawie 6,5 mld kilo­me­trów stąd). Przy każdym takim zbli­że­niu do Słońca, obiekt pod­grze­wa się, wypusz­cza parę, gazy i pyły, skła­da­ją­ce się na spek­ta­ku­lar­ny warkocz.

“Włosy”, które wypa­da­ją z kome­tar­ne­go war­ko­cza nie znikają, lecz powoli odkła­da­ją się w prze­strze­ni. Dlatego z biegiem czasu, po tysią­cach obiegów, materia została roz­rzu­co­na na całej dłu­go­ści szlaku prze­mie­rza­ne­go przez kometę. To właśnie stru­mień dro­bi­nek, który prze­ci­na się z orbitą naszej planety. A ponie­waż zarówno Ziemia jak i Swift–Tuttle poru­sza­ją się po sta­bil­nych tra­jek­to­riach, deszcz Per­se­idów wypada zawsze pomię­dzy 17. a 24. sierpnia.

Czy właśnie napisałeś, że przecinamy orbitę dużej, rozpędzonej komety?

Cóż, tak. Ale na razie nie powin­ni­śmy się tym przej­mo­wać. Wiemy na pewno, że kiedy kometa Swifta-Tuttle’a następ­nym razem odwie­dzi centrum Układu Sło­necz­ne­go w 2126 roku (więk­szo­ści z nas i tak już tu nie będzie), w ogóle nie zbliży się do Ziemi. Kolejne prze­lo­ty w obecnym tysiąc­le­ciu również nie powinny sta­no­wić pro­ble­mu: symu­la­cje wska­zu­ją, że ryzyko impaktu nie prze­kra­cza w żadnym wypadku 0,000002%. Dopiero w roku 3044 kometa minie nas w sto­sun­ko­wo bli­skiej odle­gło­ści ~1,5 mln, czyli czte­ro­krot­no­ści dystan­su Ziemia-Księżyc. Jednak praw­do­po­dob­nie nawet wtedy będzie­my bezpieczni. 

To mocno pocie­sza­ją­ce, bo mówimy o obiek­cie więk­szym i szyb­szym od mete­ory­tu, który 66 milio­nów lat temu wykoń­czył dino­zau­ry i 3/4 ziem­skich gatunków.

Perseidy, Leonidy, Geminidy… Mamy jeszcze jakieś inne “idy”?

Mamy i to sporo. Skla­sy­fi­ko­wa­li­śmy do dzisiaj ponad sto różnych rojów mete­orów. Ich nazwy pocho­dzą od kon­ste­la­cji na niebie, w których znaj­du­je się radiant roju.

Radiant?

Wyobraź sobie, że stoisz na torach kole­jo­wych i patrzysz w dal – linie torów wydają się zbiegać w jednym punkcie na hory­zon­cie. Dokład­nie to samo dzieje się z mete­ora­mi pocho­dzą­cy­mi od tej samej komety. Wszyst­kie lecą rów­no­le­gle do siebie, ale z naszej per­spek­ty­wy wydaje się, że wycho­dzą z jednego punktu na niebie – radiantu. 

Zgodnie z tą regułą deszcz Per­se­idów ma swoje źródło w gwiaz­do­zbio­rze Per­se­usza, Leonidy w gwiaz­do­zbio­rze Lwa, Andro­me­dy­dy w Andro­me­dzie i tak dalej. Czasami sprawę kom­pli­ku­je łacina, bo np. radiant Arie­ty­dów leży w kon­ste­la­cji Byka, czyli Aries, a Gemi­ni­dów w Bliź­nię­tach – Gemini.

Per­se­idy nie­przy­pad­ko­wo cieszą się naj­więk­szą popu­lar­no­ścią wśród ama­to­rów astro­no­mii. Są regu­lar­ne, całkiem obfite (średnio jedno zda­rze­nie na minutę), dobrze widocz­ne z naszego kraju, no i można ich wypa­try­wać w przy­jem­nych oko­licz­no­ściach w ciepły letni wieczór (w odróż­nie­niu od gru­dnio­wych Gemi­ni­dów). Z drugiej strony, naj­bar­dziej spek­ta­ku­lar­ne ulewy mete­orów przy­no­si­ły nam nie Per­se­idy lecz Leonidy. Mają one jednak pewną wadę: chociaż wracają co listo­pad, to pełnię swojej mocy poka­zu­ją jedynie co 33 lata – zaraz po prze­lo­cie ich komety macie­rzy­stej. W zwykły rok ten rój wypada dość blado na tle bar­dziej prze­wi­dy­wal­nych Perseidów.

Mamy też kilka rojów dzien­nych. Tych jednak nie możesz podzi­wiać, o ile nie posia­dasz pry­wat­ne­go radioteleskopu.

To kiedy i gdzie mogę zobaczyć ten deszcz Perseidów?

Szczyt aktyw­no­ści Per­se­idów przy­pa­da zwykle na 12–13 sierp­nia. Naj­le­piej udać się na nocny spacer i zwrócić swój wzrok na pół­noc­ny wschód, ku kon­ste­la­cji Per­se­usza. Jeśli ci to pomoże, powyżej znaj­du­je się nieco jaśniej­szy gwiaz­do­zbiór Kasjo­pei… No dobra, masz tu gra­ficz­ną ściągawkę:

A TAK W OGÓLE TO… Deszcze mete­orów są zwykle zwią­za­ne z kome­ta­mi, jednak ist­nie­je wyjątek. Kiedy naukow­cy zaczęli ana­li­zo­wać rój Gemi­ni­dów, spo­strze­gli, że pozo­sta­wia­ne w atmos­fe­rze ślady mają odmien­ną cha­rak­te­ry­sty­kę, co dało się wytłu­ma­czyć większą gęsto­ścią mete­oro­idów. Dopiero w 1983 roku dzia­ła­ją­cy w pod­czer­wie­ni sate­li­ta IRAS odkrył, że ten kon­kret­ny rój nie ma związku z żadną kometą, a stru­mień, przez który w grudniu prze­cho­dzi Ziemia, pozo­sta­wi­ła kru­sze­ją­ca pla­ne­to­ida (3200) Phaethon.