Spójrzcie w niebo: Perseidy szykują kosmiczne fajerwerki

Już jestem upieczony z jednej strony, jeśli chcesz, bym upiekł się dobrze, czas obrócić mnie na drugą”. Tak święty Wawrzyniec, diakon Rzymu, który miał 10 sierpnia 258 r. zginąć męczeńską śmiercią, przypiekany nad ogniem pouczał swoich oprawców. Zgodnie z tradycją ogniste łzy świętego miały od tej pory pojawiać się na nocnym niebie w każdą rocznicę jego śmierci. Dziś „Łzy świętego Wawrzyńca” znamy pod inną nazwą: Perseidów. Jednego z najsłynniejszych i najbardziej widowiskowych deszczów meteorów (nie mylić z meteorytami!), jakie możemy oglądać na nocnym niebie. 

Perseidy i święty Wawrzyniec

Chociaż rocznica męczeństwa Wawrzyńca jest obchodzona co najmniej od połowy IV w., nie sposób powiedzieć, kiedy coroczny sierpniowy pokaz Perseidów zaczął być kojarzony z jego płonącymi łzami. „To, że każdego roku meteory pojawiają się ok. 10 sierpnia, wydaje się być faktem znanym od bardzo dawna – pisał w 1839 r. astronom Edward Herrick.  – Od wieków wśród katolików w niektórych częściach Anglii i Niemiec istnieje przesąd, że płonące łzy świętego Wawrzyńca są widoczne na niebie w nocy 10 sierpnia; tego dnia przypada rocznica jego męczeństwa”.

Nie ma jednak wątpliwości, że Perseidy były dobrze znane uczonym i zwykłym obserwatorom nieba na długo przed męczeństwem diakona. Najwcześniejsze zapisy aktywności meteorów Perseidów sporządzono ponad dwieście lat przed tym, jak cesarz Walerian skazał Wawrzyńca na śmierć. Chińskie kroniki z 36 r. n.e. wspominają np. o tym, że około 8 sierpnia „ponad 100 meteorów pojawiło się na niebie nad ranem”.

Dopiero w XIX w. powtarzające się nocne fajerwerki doczekały się naukowego wyjaśnienia.

Deszcz Perseidów w astronomii

Wspomniany już Edward Claudius Herrick pochodził z uznanej akademickiej rodziny. Jego ojciec skończył słynny Uniwersytet Yale, matka była potomkinią jednego z jego założycieli. Ale przewlekłe zapalenie powiek, z jakim Edward borykał się od dzieciństwa, sprawiło, że jego rodzice uznali, że kariera akademicka nie jest dla niego.

Zamiast tego zaczął pracę w uczelnianej księgarni, a w wieku 24 lat stał się jej współwłaścicielem. Niestety, interesy szły mu fatalnie. Być może, aby oderwać się od finansowych problemów, zaczął coraz częściej patrzeć w niebo.

Wieczorem 9 sierpnia 1837 r. zauważył wielką liczbę meteorów na nocnym niebie. Moment był niezwykły: choć meteory widywano od zawsze, astronomowie dopiero cztery lata wcześniej zaczęli poważnie się nimi interesować po tym, jak w nocy z 12 na 13 listopada 1833 r. wyjątkowo silny deszcz – liczący nawet tysiąc spadających gwiazd na minutę – pojawił się na niebie. Wielka burza meteorów, której skromne pozostałości znamy dziś jako listopadowe Leonidy, zafascynowała badaczy. Fascynacja pogłębiła się jeszcze, gdy astronom Denison Olmsted zademonstrował, że meteory nie są zjawiskiem meteorologicznym, ale pochodzą z dalekiego kosmosu.

Herrick zaczął szukać doniesień potwierdzających to, że jego obserwacja nie była jednorazowym wydarzeniem. Przeszukując źródła historyczne, znalazł siedem innych obserwacji sierpniowych meteorów, od 1029 r. w Egipcie do 1833 r. w Anglii. Gdy zebrał dane, napisał artykuł do czasopisma „Silliman's American Journal of Science and Arts”, w którym ogłosił istnienie drugiego corocznego deszczu meteorów. „Nie jest niemożliwym – stwierdzał – by te roje meteorów pochodziły z mgławicowych lub kometarnych ciał, w które w określonych momentach wpada Ziemia”. Intuicja go nie zawiodła.

Kometa Swifta-Tuttle’a

W nocy 15 lipca 1862 r. mało znany astronom amator Lewis Swift skanował niebo swoim 4,5-calowym teleskopem. Już po kilku minutach natknął się w gwiazdozbiorze Żyrafy na obiekt, który uznał za kometę Schmidta, odkrytą zaledwie kilka tygodni wcześniej. Trzy noce później w obserwatorium Uniwersytetu Harvarda ten sam obiekt wypatrzył  astronom Horace Tuttle. Okazało się, że to nie kometa Schmidta, ale zupełnie nowe ciało niebieskie. Jako że niezależnie od siebie nową kometę odkryło dwóch badaczy, nazwano ją nazwiskami ich obu: dziś znamy ją jako kometę Swifta-Tuttle’a.

Nowa kometa szybko zwiększała swoją jasność. Już pod koniec lipca była widoczna gołym okiem, a pod koniec sierpnia przeobraziła się w uderzająco piękny obiekt, niemal tak jasny jak Gwiazda Polarna, o ogonie długości 30 stopni. Astronomowie, którzy wycelowali w nią swoje teleskopy, mogli obserwować świetliste strumienie i fontanny w pobliżu jej jądra.

Kilku znanych astronomów próbowało obliczyć tor lotu obiektu. Uznano, że ​​porusza się on po bardzo wydłużonej orbicie o okresie około 120 lat.

W tym samym czasie włoski astronom Giovanni Schiaparelli postanowił dokładniej przyjrzeć się Perseidom. Odkrył, że orbity nowej komety i deszczu meteorów są niemal identyczne. Stało się jasne, że to właśnie odłamki komety Swifta-Tuttle’a były źródłem ognistych łez świętego Wawrzyńca.

Sierpniowy deszcz meteorów

Meteory to maleńkie, zwykle nie większe od ziarnka piasku fragmenty kosmicznego pyłu. Gdy wpadają w ziemską atmosferę z prędkością nawet ćwierć miliona kilometrów na godzinę, rozgrzewają się i zmieniają w plazmę, pozostawiając po sobie długi, świetlisty ślad. Pyłu w kosmosie jest pełno, więc w typową noc z ciemnego miejsca można zobaczyć do dziesięciu meteorów na godzinę.

Badacze szacują, że każdej doby w ziemską atmosferę wpada nawet 25 milionów meteoroidów, mikrometeoroidów i innych drobin kosmicznego kurzu. Mimo niezwykle niskiej masy drobin każdego roku nasza planeta przechwytuje w ten sposób aż 15 tysięcy ton pyłu i skalnych odłamków. Czasami jednak intensywność tego bombardowania gwałtownie rośnie. To właśnie nazywamy rojami bądź deszczami meteorów.

Zazwyczaj powstają one, gdy Ziemia przechodzi przez pas kurzu i odłamków pozostawianych za sobą przez asteroidy czy komety. Roje meteorów powtarzają się mniej więcej o tej samej porze każdego roku, kiedy Ziemia wraca w punkt swojej orbity przecinający starą orbitę „kurzącego” obiektu. I tak kometa Swifta-Tuttle’a jest „rodzicem” Perseidów, a słynna kometa Halleya dała nam aż dwa deszcze meteorów, bo przecięła orbitę Ziemi dwukrotnie – pozostałościami jej wizyty są majowe Eta Akwarydy i październikowe Orionidy.

Deszcz z roju Perseidów

Roje meteorów tradycyjnie nazywano na cześć konstelacji, w której znajduje się radiant roju. Radiant to miejsce, z którego pozornie nadlatują meteory. Pozostawiane przez nie ogniste linie zdają się wskazywać ten sam punkt na niebie. Perseidy, które wydają się pochodzić z gwiazdozbioru Perseusza, to zazwyczaj jeden z dwóch najbardziej intensywnych deszczów meteorów w roku. Drugi – Geminidy – szczyt osiąga w połowie grudnia. Te drugie są nieco intensywniejsze, ale zimowa pogoda i chmury często zniechęcają potencjalnych widzów.

Intensywność deszczów meteorów może być jednak nieprzewidywalna. Wynika to z tego, że gęstość pyłowego śladu pozostawianego przez kometę czy asteroidę nie jest jednorodna. Gdy ziemia przechodzi przez grubą warstwę pyłu, nocne pokazy są wyjątkowo efektowne. Kiedy trafiamy na czysty kawałek orbity, niebo pozostaje ciemne.

Przykładowo między 1989 a 1994 r. Perseidy były wyjątkowo intensywne, osiągając częstotliwość nawet pięciu spadających gwiazd na minutę. Naukowcy sądzą, że wynikało to z grawitacyjnego tańca komety Swifta-Tuttle’a, Jowisza i Saturna. Wspólny grawitacyjny wpływ obu wielkich planet miał spowodować stworzenie wyjątkowo gęstego obłoku pyłu. Niektóre prognozy wskazują, że w tym roku także możemy spodziewać się większej niż zwykle intensywności „opadów”.

Noc spadających gwiazd 2024

Na Perseidy można nocami polować w zasadzie od początku do końca sierpnia, ale im bliżej połowy miesiąca, tym nocny pokaz powinien być bardziej widowiskowy. Największą intensywność deszcz meteorów powinien osiągnąć w nocy z 12 na 13 sierpnia. Najlepiej szukać ich na czystym, ciemnym niebie z dala od miejskich latarni. W tym roku obserwatorom sprzyja Księżyc, którego światło może przyćmiewać słabsze meteory – 12 sierpnia ponad połowa jego tarczy wciąż będzie w cieniu.

Im później zaczniemy obserwacje, tym więcej meteorów mamy szansę zobaczyć. Nocna półkula Ziemi obraca się po północy w kierunku ruchu orbitalnego planety, przez co znajduje się dokładnie na linii zderzeń z drobinami pyłu. Aby oczy przystosowały się do ciemności i zdołały wypatrzeć nawet słabe spadające gwiazdy, powinniśmy obserwować niebo na krzesełku czy leżaku przez co najmniej pół godziny. I opanować odruch sięgania po oślepiająco jasnego smartfona.

Nocni obserwatorzy mogą spodziewać się także innych atrakcji. Nocą z 13 na 14 sierpnia, około 3:00,  dojdzie do koniunkcji Jowisza i Marsa, podczas której obie planety nabiorą blasku. Powtórka z tego spotkania nastąpi rankiem 15 sierpnia.

Przyszłość komety i Perseidów

Sama kometa Swifta-Tuttle’a zaskoczyła astronomów. Miała powrócić w okolice Słońca gdzieś między 1979 a 1982 r., ale się nie pojawiła.

Harvardzki astronom Brian Marsden zaproponował jednak, że Swift-Tuttle był tą samą kometą, którą w 1737 r. w Pekinie dostrzegł jezuicki misjonarz Ignatius Kegler. Różnica w tempie, w jakim kometa obiega Słońce, mogłaby wynikać z tego, że gdy spowijający ją lód pod wpływem promieni słonecznych zmienia się w gaz, eksplozje na powierzchni jej jądra działają jak silniki rakietowe spowalniające lot komety i zmieniające przebieg jej orbity. Madsen założył, że w rzeczywistości kometa powróci nie po 120, lecz po 133 latach. Miał rację.

Fakt, że orbita komety przecina naszą własną, daje jednak astronomom jeszcze jeden, bardzo poważny powód, by pilnie obserwować jej ruch. Istnieje pewne prawdopodobieństwo, że w odległej przyszłości może znaleźć się na kursie kolizyjnym z Ziemią.

W 1992 r. Marsden przeprowadził obliczenia dotyczące kolejnego powrotu komety Swifta-Tuttle’a w 2126 r. Ostrzegł, że jeśli rzeczywista data najbliższego zbliżenia komety do Słońca różni się o 15 dni od jego prognozy (a jego prognoza z 1992 r. różniła się o 17 dni), kolizja będzie możliwa. Późniejsze, precyzyjniejsze obliczenia pozwoliły ustalić, że za stulecie kometa minie jednak Ziemię o co najmniej 24 mln km. To jednak nie koniec zagrożenia, bo w sierpniu 3044 r. Swift-Tuttle znajdzie się zaledwie o 1,6 mln kilometrów od nas. A to, w skali Układu Słonecznego, niemal muśnięcie.

W międzyczasie jednak wielka, licząca 26 km średnicy kometa będzie nam dostarczać przede wszystkim corocznego, fantastycznego pokazu. Dwóch badaczy –  Rosjanin Michaił Masłow i Fin Esko Lyytinen – wyliczyło niezależnie od siebie, że w 2028 r. możemy spodziewać się Perseidów, które osiągną niespotykaną intensywność. Nasza planeta minie o zaledwie 60 tys. km ślad pyłu pozostawiony przez Swifta-Tuttle’a w 1479 r., co może skutkować kosmicznym show wykonywanym przez nawet 300 meteorów na godzinę.