Porovnání vybraných pozorování meteorů

Problém ve značných rozdílech už byl popsán v článcích, zabývajících se pozorováním meteorů na Expedicích 2017 a 2018, nicméně v nich se hovořilo o možných příčinách jen obecně. Abychom se dostali k přesnějším výsledkům, bude nutné vzájemně porovnat data více pozorovatelů a zjistit, v čem přesně se liší.

Pro analýzu byla vybrána data ze dvou nocí v blízkosti maxima Perseid, protože obsahují nejvíce meteorů. Konkrétně se jednalo o pozorování z 11./12. a 12./13. srpna 2018.

O první noci (11./12. srpna) byly v činnosti dvě skupiny a v každé bylo sedm pozorovatelů. Ze zpracování byla předem vyloučena data od V. Suchánka a O. Franka, kteří pozorovali jen krátký interval, a jejich data byla nekvalitní. Dále bylo nutné najít časové intervaly, ve kterých pozorovalo co nejvíce pozorovatelů, aby je bylo možné porovnat za stejných podmínek. Kvůli tomu se musela vyřadit další tři pozorování. O. Trnka, R. Čečil a M. Otýs pozorovali v poněkud jiných časech, než ostatní a jejich intervaly se s ostatními překrývaly jen částečně. Zbylo tedy devět pozorovatelů, u kterých bylo možné vybrat jeden nebo dva společné intervaly. První byl zvolen od 21:15 do 22:45 UT, druhý 00:45 až 02:00 UT. V následující tabulce jsou u každého pozorovatele zapsány počty meteorů jednotlivých rojů, které nahlásili v daném intervalu.

Už zde je vidět, že rozdíly v počtech jsou docela velké. Nejvíce se liší počty sporadických meteorů a na druhém místě jsou Perseidy. Ostatní roje měly nízké frekvence, takže rozdíly nejsou tak výrazné.

Je možné, aby jeden pozorovatel viděl za stejný interval 5 meteorů a jiný 49, tj. téměř desetinásobek? Jak dokládá tabulka, možné to je, ale evidentně to není v pořádku. Abychom mohli porovnat jednotlivé pozorovatele, je zapotřebí zjistit, jaké měli pozorovací podmínky. Každý mohl sledovat jinou část oblohy a třeba měl v zorném poli oblačnost, kvůli které nemohl část meteorů spatřit. Dále je možné, že měl méně citlivé oči, a proto neviděl slabé meteory. Potřebujeme tedy vědět, jakých hodnot v době pozorování dosahovaly korekční veličiny, tj. oblačnost a MHV. V následující tabulce jsou vypsány mezní hodnoty, mezi kterými jednotlivým pozorovatelům kolísaly a také jejich průměrné hodnoty v daném intervalu, vypočítané pomocí váženého průměru.

K objektivnímu porovnání napozorovaných dat je nutné údaje přepočítat na standardní podmínky. K tomu se používá vzorec:HR = hodinová frekvence, N = počet meteorů, F = korekční faktor oblačnosti, r = populační index roje nebo sporadických meteorů, M = magnituda, pro jakou se počítá hodinová frekvence, m = vážený průměr MHV po dobu pozorovacího intervalu a T = čas pozorování v hodinách.

Faktor oblačnosti (F) se počítá vzorcem:C je vážený průměr oblačnosti během celého pozorovacího intervalu. Populační index (r) je číslo, které udává, kolikrát vzroste počet meteorů při zvýšení MHV o jednu magnitudu. Tento údaj se dá najít například ve Hvězdářské ročence nebo v kalendáři rojů na stránkách Mezinárodní meteorářské organizace (International Meteor Organization – IMO). Hodnota M se obvykle zadává 6,5 mag., v České republice se používá i hodnota 6,0 mag. Pro naše výpočty byla zvolena hodnota 6,0 mag., která se více přibližuje běžným pozorovacím podmínkám.

Pomocí výše uvedených vzorců získáme frekvence jednotlivých rojů a sporadických meteorů přepočítané na MHV 6,0 mag. a bezmračné zorné pole. Pro větší přehlednost můžeme výsledné hodnoty vynést do grafu:

Modře je označen první interval, červenou barvou pak druhý. Z devíti pozorovatelů se u většiny, konkrétně pěti, pohybuje frekvence v prvním intervalu mezi 13 až 23 meteory za hodinu. Pod touto hranicí leží jen M. Polák se 3 meteory a naopak ji překračují L. Honzík, M. Tran a T. Pekárek, jejichž frekvence je mezi 41 a 57 meteory za hodinu.

U druhého intervalu jsou celkově frekvence vyšší. Je to způsobeno zejména tím, že výška radiantů prakticky všech aktivních rojů během noci stoupala a tím se zvyšovaly i počty meteorů těchto rojů. Také množství sporadických meteorů narůstalo k ránu, ale zde rozdíl nebyl příliš velký. Tři z pěti pozorovatelů, kteří byli aktivní v této době, mají frekvenci mezi 28 a 43 meteory za hodinu. Výrazně vyčnívají dva zbývající (M. Tran a T. Pekárek), jejichž frekvence je 84, respektive 75 meteorů za hodinu.

Na první pohled je jasné, že je špatný první interval u pozorovatele M. Poláka. Frekvence pouhé 3 meteory za hodinu je nepřiměřeně nízká. Pozorovacími podmínkami to nemohlo být, protože MHV měl nejvyšší ze všech a oblačnost mu do pole zasahovala jen minimálně. Nejpravděpodobnější příčinou je, že se nedostatečně soustředil na pozorování, možná dokonce na část intervalu usnul. Zajímavé je, že druhý interval již byla jeho frekvence v pořádku.

Zatím jsme porovnávali jen celkové frekvence. Jak ale budou vypadat výsledky, když vypočítáme frekvenci pro každý roj zvlášť? Podívejte se na další dva grafy.

V prvním intervalu jsou frekvence Perseid poměrně vyrovnané. Tři pozorovatelé mají frekvence mezi 7 a 9 meteory za hodinu, další čtyři mají mírně vyšší, 12 až 13 meteorů za hodinu. Mírně vybočuje M. Tran s 18 meteory za hodinu a zcela mimo je M. Polák s pouhými 2 meteory za hodinu.

Ostatní roje byly tak slabé, že jejich frekvence jsou u všech pozorovatelů přibližně srovnatelné. Snad jen L. Honzík má mírně zvýšenou frekvenci kappa Cygnid a u V. Kalaše s D. Větrovcovou se dá hovořit o nadprůměrném počtu meteorů antihelionového zdroje.

Zcela jiná situace ale nastává u sporadických meteorů. Zde se pravděpodobně ukrývá jádro problému. Když pomineme pozorování M. Poláka, který neviděl žádný (!) sporadický meteor, vidíme, že pět pozorovatelů má jejich frekvence mezi 4 až 8 meteory za hodinu. Vysoko nad nimi pak figurují L. Honzík (21), M. Tran (36) a T. Pekárek (29). Tyto počty jsou zejména u dvou posledně jmenovaných pozorovatelů nereálně vysoké. Běžná frekvence sporadických meteorů se udává většinou mezi 5 až 15 meteory za hodinu. Online formuláře Mezinárodní meteorářské organizace jsou poměrně benevolentní. Upozorňují na pravděpodobnou chybu, až když frekvence sporadických meteorů překročí hodnotu 20 meteorů za hodinu.

U druhého pozorovacího intervalu jsou markantnější rozdíly i v případě Perseid. Tři pozorovatelé se pohybují mezi hodnotami 22 až 27 meteorů za hodinu, ale T. Pekárek má frekvenci 37 a M. Tran dokonce 47 meteorů za hodinu. Ostatní slabé roje jsou téměř shodné, ale opět nastává problém u sporadických meteorů. Zatímco tři pozorovatelé mají frekvence mezi 6 až 13 meteory za hodinu, M. Tran a T. Pekárek mají 32 a 33 meteory za hodinu, což je téměř 2,5x více než nejvyšší hodnota ostatních pozorovatelů!

Z rozboru noci 11./12. srpna vyplývá, že od průměru se výrazně odlišují tři pozorovatelé. Jak již bylo uvedeno výše, M. Polák se o prvním intervalu zřejmě dostatečně nevěnoval sledování oblohy, protože má velmi málo meteorů. Další problematická pozorování mají M. Tran a T. Pekárek. Jejich frekvence jsou neobvykle vysoké a zejména počty sporadických meteorů jsou nereálné. Poněkud nadhodnocené počty sporadických meteorů má i L. Honzík.

Pojďme se ale podívat na další noc, abychom zjistili, zda to bylo jen jednorázové zaváhání, nebo spíše dlouhodobější problém.

O noci 12./13. srpna vrcholil meteorický roj Perseidy, tudíž počty meteorů byly výrazně vyšší, než předešlou noc. Pozorovaly tři skupiny meteorářů, ale data zpracovaly jen dvě z nich. V těchto dvou skupinách sledovalo meteory 4 a 6, dohromady tedy 10 pozorovatelů. Do porovnání bylo možné zařadit jen osm z nich, ve zbylých případech se jednalo o nekvalitní data (V. Suchánek), nebo příliš krátký interval (M. Polák). I tentokrát byly vybrány dva intervaly, první od 21:00 do 23:00 UT, druhý od 00:00 do 01:45 UT.

V následujících dvou tabulkách jsou počty meteorů a korekční faktory jednotlivých pozorovatelů.

Po přepočítání na standardní podmínky – MHV 6,0 a nulovou oblačnost v zorném poli – získáme následující graf. Opět je první interval označený modře, druhý červeně.

Už na první pohled je vidět, že 6 z 8 pozorovatelů má po oba intervaly celkovou frekvenci v pásu mezi 35 až 75 meteory za hodinu. Nad toto pásmo, zvýrazněné v grafu zeleně, výrazně vyčnívají jen dva pozorovatelé. Stejně jako předchozí noc se jedná o M. Trana a T. Pekárka. Z výše uvedených tabulek zjistíme, že jejich MHV je spíše podprůměrná a oblačnost mají podobnou jako ostatní, možná jen mírně větší. Ze šesti pozorovatelů, kteří pozorovali po oba intervaly, mají tři v druhém intervalu zvýšenou frekvenci. To dobře odpovídá faktu, že k ránu by měly frekvence kvůli stoupající poloze radiantů narůstat. U dalších tří (L. Honzík, T. Nejdl a M. Otýs) se naopak frekvence snížila, což je minimálně podivné. Pojďme se ale ještě podívat na grafy, kde jsou rozlišené jednotlivé roje a sporadické meteory.

V prvním intervalu se frekvence Perseid u většiny pozorovatelů pohybuje mezi 24 až 36 meteory za hodinu. Nad tyto hodnoty opět vyčnívají M. Tran (62) a T. Pekárek (49). Ze slabých rojů je překvapivá zvýšená frekvence kappa Cygnid u některých pozorovatelů. Zejména u L. Honzíka, M. Trana a M. Otýse, kde vychází na 10 až 11 meteorů za hodinu. Přitom tento roj měl vrcholit až 18. srpna a jeho zenitová hodinová frekvence se udává pouhé 3 meteory za hodinu. M. Tran má také nezvykle vysokou frekvenci meteorů antihelionového zdroje, která dosahuje 8 meteorů za hodinu. Největší problém ale opět nastává u sporadických meteorů. Pokud budeme mírní a jako hranici „normální frekvence“ vezmeme 20 meteorů za hodinu, pak tuto hodnotu překročila plná polovina pozorovatelů.

Asi už nikoho nepřekvapí, že i v druhém intervalu opět dominují M. Tran a T. Pekárek. Zatímco u ostatních pozorovatelů je rozdíl mezi nejnižší a nejvyšší frekvencí 23 meteorů, téměř stejná hodnota (konkrétně 22 meteorů) dělí T. Pekárka, který má nižší frekvencí z obou zmíněných, od nejvyšší hodnoty ostatních pozorovatelů. Zajímavé je, že v tomto intervalu u některých pozorovatelů téměř vymizely meteory slabých rojů. Zejména v porovnání s předchozím intervalem je to dost podivné. A na závěr opět ty nešťastné sporadické meteory. Hranici 20 meteorů za hodinu překročili tři pozorovatelé z pěti, tudíž více než polovina. Z toho dva (M. Tran a T. Pekárek) se přibližují dvojnásobku zmíněné frekvence.

Jak je vidět, chyb se dopouští většina pozorovatelů. Na vině je zejména malá zkušenost, protože až na malé výjimky se meteory pozorují jen jednou do roka na Expedici. To je příliš málo na to, aby si pozorovatelé dostatečně vštípili požadované znalosti.

Jaké největší nedostatky ukázal rozbor dat a kdo má s nimi problémy? Jak už jste si určitě všimli, nejvíce byla skloňována jména M. Tran a T. Pekárek. Jejich frekvence byly vždy nejvyšší a ostatní se často k jejich hodnotám ani nepřiblížili. Je možné, že mají o tolik lepší oči, než ostatní? To by se mělo ukázat mimo jiné tím, že by měli výrazně vyšší MHV. Ve skutečnosti však jejich MHV patřily spíše mezi podprůměrné. M. Tran během všech čtyř sledovaných intervalů nikdy nepřesáhl MHV 5,7 mag., T. Pekárek 5,8 mag., většinou udávali nižší hodnoty. V souladu s tím nejslabší meteory, které zaznamenali, měly 4 mag. To je velmi zvláštní, neboť slabých meteorů je výrazně více, než jasnějších. Z toho vyplývá, že pozorovatelé s lepší MHV by měli mít podstatně větší frekvence. U sledovaných rojů se pohyboval populační index (viz výše) mezi hodnotami 2,2 až 3,2. To znamená, že pokud měl někdo MHV větší o 0,5 mag., teoreticky měl zaznamenat minimálně o 50 % meteorů více. V praxi to není tak jednoduché, protože slabé meteory se dají velmi snadno přehlédnout, ale určitý nárůst by tu určitě měl být.

Ještě se podívejme, zda neměli M. Tran a T. Pekárek výrazně odlišnou oblačnost než jiní pozorovatelé. Není tomu tak, zmíněná dvojice pozorovatelů ji měla velmi podobnou jako ostatní. Snad jen úplně první interval ji měl T. Pekárek trochu větší (10 %).

Paradoxně horší korekční údaje vedou v důsledku k větším výsledným frekvencím. Když se totiž přepočítávají hodnoty na standardní podmínky, jsou pozorovatelům s nižší MHV a vyšší oblačností „přidávány“ meteory, protože podle logiky věci nemohli vidět tolik meteorů jako ti, co měli lepší korekce. Když se takto ale připočítají meteory pozorovatelům, kteří jich mají již před tím nejvíce, rozdíl mezi nimi a ostatními ještě naroste. Je možné, že by M. Tran a T. Pekárek své korekce (zejména MHV) soustavně podceňovali a udávali horší, než byla skutečnost? Nedá se to vyloučit, ale vzhledem k tomu, že nehlásili slabé meteory, to není pravděpodobné. Leda, že by měli posunutou celou škálu magnitud a ve skutečnosti by jasnosti spatřených meteorů výrazně nadhodnocovali.

Jak ukázaly grafy s rozlišením rojové příslušnosti, nejvíce se rozdíly projevily na počtu sporadických meteorů. Jejich počty ve všech intervalech byly u těchto dvou pozorovatelů nereálně vysoké. Nejmenší frekvenci měli 26, nejvyšší dokonce 38 meteorů za hodinu. Zde je jisté, že počty byly silně nadhodnocené. Jestliže se jednalo o skutečné meteory, byla u nich chybně určena rojová příslušnost. I kdybychom část sporadických meteorů rozdělili mezi ostatní roje, problém neobvykle vysoké celkové frekvence by to nevyřešilo, pouze zmírnilo.

Je možné, že by M. Tran a T. Pekárek byli pozornější než ostatní pozorovatelé a viděli meteory, které ostatní z nějakého důvodu přehlédli? Je to velmi nepravděpodobné, protože do porovnání bylo zahrnuto devět dalších pozorovatelů a ani jeden z nich neměl podobně vysoké frekvence. Jen v úplně prvním intervalu se jim přiblížil L. Honzík s frekvencí 41 meteorů za hodinu, ale v ostatních třech jej již výrazně překonali.

Každý, kdo delší dobu pozoroval meteory, si určitě všiml, že při sledování oblohy je možné zaznamenat jevy, které se dají zaměnit s meteory. Může se jednat například o přelétávající letadla, družice, lampiony, různé záblesky a podobně. Zejména při delším pozorování může být člověk tak unaven, že se mu někdy zdánlivě pohnou některé hvězdy na okraji zorného pole nebo zahlédne jakési mžitky, které se také dají snadno považovat za slabé meteory. Zkušenější pozorovatelé dokáží alespoň částečně tyto vlivy eliminovat.

Zde je zřejmě hlavní problém, který způsobil vysoké počty meteorů u obou pozorovatelů. Je možné, že nedokáží „vyfiltrovat“ podobné případy a hlásí je také jako meteory. Nasvědčuje tomu i fakt, že velké množství meteorů nahlásili jako sporadické, tudíž jim létaly z náhodných směrů. Ve skutečnosti mají sporadické meteory mnohem nižší frekvenci. Nezanedbatelnou roli zde hraje také soutěživost a snaha být nejlepší. To vede ke snaze „ulovit“ co nejvíce meteorů a snižuje se tím kritické posouzení spatřených jevů. V nejhorším případě to může vést i k hlášení meteorů, které daný pozorovatel ve skutečnosti vůbec neviděl.

Je tedy velmi pravděpodobné, že zejména u M. Trana a T. Pekárka došlo ke kombinaci několika negativních faktorů:

• špatné určování rojové příslušnosti
• hlášení jevů, které ve skutečnosti nebyly meteory
• udávání horších korekčních údajů, než jaké ve skutečnosti měli

Aby se situace zlepšila, bylo by zapotřebí častější pozorování meteorů s následným důkladným porovnáním získaných dat. Jedině tak se totiž mohou pozorovatelé naučit patřičné dovednosti, zjistit, v čem dělají chyby a jejich pozorování se díky tomu může stát kvalitnější.