Форум @ BelAstro.Net

Yuri_18

Решил я немного поразвлечься и снять спектр люминесценции уранового стекла под воздействием ультрафиолета. Мой полученный график оказался очень близок к спектру люминесценции минерала лебигита. И это неудивительно, ведь и там и там активатором свечения является уранил ион.

Yuri_18

Наконец-то в поле зрения наших спектральных камер попался представитель метеорного потока Леониды - яркий метеор со вспышкой в облаках пролетел в ночь на 20 ноября. Базиса нет, но особых сомнений в принадлежности в Леонидам нет - траектория точно попадает в радиант.

Спектр показывает очень яркую линию O I 7774A (и др. линии атм. газов), что неудивительно, зная очень высокую геоцентрическую скорость 70 км/с метеоров этого потока. Другие особенности вызваны вспышкой, температура в которой всегда выше чем для обычной траектории. Хорошо высветились линии ионизированных элементов. В красной области отлично виден дублет кремния Si II 6347A и 6371A, в синей области - линии Ca II 5002A, Fe II 5002A, Fe II 5018A, Ca II 5020A, Fe II 5036A и Si II 5036A, которые у быстрых метеоров сильно искажают привычную картину пиков Fe I в этой области. Мне понадобилось время чтобы разобраться с этой особенностью спектров быстрых метеоров (для Персеид это тоже актуально). Линия Mg II 4481A также очень яркая. В целом, спектр нормального типа с примерно равным свечением Mg/Fe/Na: 20%-43%-37%.

Yuri_18

Следующей ночью 21 ноября пролетел еще один Леонид, не такой яркий и без явной вспышки. В целом, спектр похож на предыдущий, с той лишь разницей, что указанные постом выше линии ионизированных элементов видны гораздо слабее. Соотношение Mg/Fe/Na: 25%-34%-42%. Обе точки довольно близко лежат на тройной диаграмме, метеор со вспышкой (sp168) имеет более выраженное свечение железа.

Элементы орбиты:

RA: 155.9°
Dec: 19.2°
mag = -2.1m
Vo = 72.2 km/s
Vg = 71.1 km/s
a = 12.56 AU
q = 0.983 AU
e = 0.922
p = 44.6 years
peri = 172.05°
node = 238.06°
incl = 165.2°
H1 = 119.2 km
H2 = 94.1 km

Yuri_18

Вечером 21 ноября в Деражном пролетел болид длительностью 9 сек. и яркостью по меньшей мере -6m, спорадический, с радиантом примерно в Пегасе (при допущении, что геоцентрическая скорость была около 10 км/с). В конце полета метеороид фрагментировался по меньшей мере на 4 части, одна из которых имела яркость порядка -2.5m. В других локациях погоды не было, поэтому базиса не сложилось. Спектр ушел в абсолютный пересвет. Однако, в концовке полета я все же нашел относительно непересвеченные кадры, которые поддаются обработке. Спектр получился очень интересным и необычным, такое сочетание линий и их интенсивностей я вижу впервые. Думаю, я растяну описание спектра этого болида на несколько постов. А пока прилагаю сам спектр и соотношение Mg/Fe/Na: 5%-67%-28%. И спектр, и соотношение Mg/Fe/Na были получены для концовки полета. До линии Na I 5892A (включительно) был взят спектр второго порядка, после - первого...

Yuri_18

...Итак, в этом спектре совсем мало магния, но он не нулевой (пики Mg I видны в спектре, хотя они очень слабые). Тем самым этот sp173 очень похож на sp142... Очень много железа. Хоть базиса и нет, я предполагаю, что за 9 сек. полета метеороид довольно глубоко углубился в атмосферу, а в более плотной ее части получают шанс засветиться именно более тугоплавкие элементы - их линии становятся ярче.

Также очень много хрома, пик на 5206А таким ярким я еще никогда не видел, в синей области полно пиков, обусловленных линиями Cr I, одна из которых на 4646А тоже необычно яркий.

Снова неуверенно, но виден ванадий, в синей области есть две яркие линии V I. Одна лежит на 4112А (в этой области у сетапа уже серьезный спад в чувствительности) и на 4379А (здесь однозначному отождествлению ванадия очень мешают линии железа). В общем, трудно с ванадием, он всегда будет на грани и под вопросом. Ранее я уже подозревал его присутствие с спектре sp130 железного метеора...

Yuri_18

...Немного об атмосферных газах, а точнее об их свечении в спектре sp173. Удивительное дело, но O I 7774A не светится вообще, это редкая история для яркого метеора. Спектр измерялся в самом конце полета и совершенно очевидно, что скорость была уже очень-очень маленькой. Я снова сравнил этот спектр с sp142 (медленный метеор с Vo = 14.7 km/s и Vg = 9.3 km/s) - смотри первую прикрепленную картинку. У sp142 линия кислорода видна, а у sp173 - нет. Это значит, что скорость последнего была еще меньше. Речь может идти о уже критически малых скоростях, при которых метеороид перестает светиться и дальше наступает "темная" фаза полета. Я как бы намекаю, что при таких параметрах уже возможно выпадение метеорита. Базиса нет и подтвердить высоту затухания мы к сожалению не можем, но спектр, хоть и косвенно, но достаточно красноречиво об этом говорит. Нужно будет попробовать на досуге поискать какую-то более точную модель для определения скорости на основе спектральных данных... При внимательном анализе спектра sp173 я все-таки обнаружил слабый пик O I 7774A где-то на 7-й (из 9-ти) секунде полета, которая дальше быстро угасла.

Еще одним подтверждением очень низкой скорости в концовке полета стал график угловой скорости - смотри 2-ю картинку. Провал на 6.5 сек. связан с некорректным измерением UFOAnalyzer, т.к. в этот момент произошло разделение на 2 ярких фрагмента, один из которых стал отставать. Нас интересуют события после 8-й секунды. Хорошо видно сильное торможение метеороида. Отсюда становится понятно, почему в концовке угасла и без того слабая линия O I 7774A.

Ну и наконец, про азот - картинка 3 (сравнение со спектром персеида sp118). Удивительно, что в ИК высветилась одна единственная атмосферная линия - это линия N I 8187A. В спектрах быстрых метеоров рядом с этой линией видны другие линии азота, причем N I 8216A намного ярче. Но здесь, в спектре крайне медленного метеора, обычно более яркая линия полностью исчезла, а более слабая N I 8187A осталась в гордом одиночестве, одна единственная линия свечения атмосферных газов в ИК области. Парадокс.

P.S. Если вы внимательно посмотрите на картинки 1 и 3, то можете заметить, что в местах, где находятся линии O I 7774A и N I 8242A, в спектре sp173 можно увидеть даже провалы. Может быть это игра шумов в области низкого сигнала и совпадение. А может... Что думаете? Smile

Yuri_18

Ну и наверное последний пост про sp173... как вишенка на торте. Щелочные металлы...

Как я уже не раз отмечал, щелочные металлы летучи и имеют низкие энергии возбуждения. Поэтому они светятся одинаково хорошо как при высоких, так и при низких скоростях метеоров. Но при низких скоростях хуже светится все остальное, поэтому щелочные металлы имеют лучший шанс "приподняться" на общем фоне. Линия дублета натрия 5892A самая яркая в спектре, но этим никого не удивишь, привычное дело. А вот пик Na I 5688A не часто увидишь таким высоким как в этом спектре. На 7699A прекрасно виден калий. Еще недавно я имел сомнения, что калий можно так легко видеть в метеорных спектрах. А теперь это уже обыденность. Поначалу кстати, я ошибочно принимал K I 7699A за линию O I 7774A и не мог понять, почему у меня так гнется линия калибровки (при нелинейной калибровке). Когда разобрался - все стало на свои места и линия выпрямилась... Но вот тут я подумал, если так хорошо видны натрий и калий, почему бы не поискать другие щелочные металлы. И вуаля, я неожиданно для себя обнаружил литий. Впервые! Вот так удача! На 6708A виден весьма яркий пик Li I. В этот пик судя по всему также вносит вклад линия кальция Ca I 6718A, но я считаю, один только кальций не смог бы дать такой яркий пик. Кальций много где заметен в спектре, но нигде он не дает таких ярких пиков. В общем, полагаю, что литий найден! Surprised

Естественно, я попытался поискать информацию про присутствие лития в метеорных спектрах или в метеоритах. Но статьи в основном закрытые. Все что удалось найти, это лишь общую информацию о том, что:

- литий обнаруживался в метеорных спектрах, но без всякой конкретики
- литий был найден в метеоритах, но считается редким элементом

Кстати, на 6104A еще одна слабая линия лития тоже ложится на пик в спектре, но опять же вместе с кальцием.

И да, пару слов про кальций, а именно про его оксид CaO, который тоже дает свою широкую полосу в оранжевой области с основным пиком на 6060A. Есть работы, посвященные CaO в метеорных спектрах, в частности, полоса CaO была обнаружена у болида Benešov на низких высотах полета. Если кому интересно, можете поискать статью "The CaO orange system in meteor spectra", она доступна в интернете. Здесь я лишь приведу скриншот из этой статьи с моделью CaO. Я отметил на нашем спектре CaO 6060A, полагаю, что с большой долей вероятности это и есть оксид кальция.

Yuri_18

Продолжаю разбирать накопившиеся спектры. Попался не яркий, но очень интересный спектр от 17 сентября 2023 года. Метеор спорадический и очень быстрый с Vg=64.7 km/s. На кадрах с камер ясно просматриваются только 2 линии - триплет магния и линия кислорода O I 7774A. После сложения стало видно больше и можно сказать, что в этом спектре очень мало натрия. Причем это не связано с близкими приближениями к Солнцу, перигелийное расстояние большое - 0.94 А.Е. Кроме того, линии железа также слабы. Соотношение Mg-Fe-Na: 66%-25%-9% - интересные цифры. Таким образом, спектр классифицируется как Na free. В спектре также заметны линии кремния, кальция, H-alpha и H-beta. В синей области, которая не сильно загрязнена железом (т.к. его мало), я обнаружил подозрительные совпадения с линиями ионизированного алюминия Al II (см. картинку с линиями Al II). Раньше алюминий я никогда не встречал - он труден для обнаружения, но и сейчас ничего не могу утверждать, т.к. внизу спектр шумный. Возможно, просто совпадение...

Элементы орбиты:

RA: 93.8°
Dec: 44.7°
mag = -1.4m
Vo = 65.8 km/s
Vg = 64.7 km/s
a = 3.76 AU
q = 0.94 AU
e = 0.751
p = 7.3 years
peri = 147.22°
node = 173.44°
incl = 141.8°
H1 = 102.1 km
H2 = 80.9 km

Ну а дальше по логике должен был бы идти примерно такой диалог Very Happy

:

- Ватсон, что вы думаете об этом камне?
- Ну, я полагаю... это камень, м-м...
- Вы в принципе были недалеки от истины. Это оливин, я бы даже сказал точнее - это форстерит, определенно форстерит.
- Но, Холмс! Как?!
- Дорогой мой Ватсон, это элементарно. Вместо передовицы Таймс по утрам вам иногда стоило бы просматривать Википедию. Вы помните дело о голубом карбункуле?
- Конечно. Тогда рождественский гусь стал орудием серьезного преступления.
- Все верно, Ватсон. И прошу заметить, гусь пострадал вопреки его желанию. Так вот наш камень является ближайшим родственником тому карбункулу, он же - гранат, он же - пироп, он же - алюмосиликат магния.
- Невероятно! Думаете ли вы, что падение этого камня могло быть чьим-то злым умыслом?
- Кто знает, мой друг, кто знает?

Yuri_18

В конце лета на одну из камер ради эксперимента была установлена дифракционная решетка 1800 лин/мм. Ее особенностью является то, что для того чтобы спектр попал в кадр (не факт что полностью), нужно чтобы метеор пролетел на краю кадра или даже за пределами кадра. Также оказалось, что эта решетка дает неяркие спектры и нужно ждать чего-то по-настоящему яркого...

23 сентября 2023 года в эту камеру попал метеор, спектр получился не ярким, но с хорошим разрешением. Триплет магния в районе 5174А уверенно разделился на 2 пика. Другие пики узкие и торчат как иголки - кладезь для будущих исследований. В этом же спектре были замечены линии никеля, но не слишком уверенно. Но самое интересное, 4 самых ярких линии цинка Zn I в синей области точно легли на имеющиеся в спектре пики. С цинком встретился впервые. Можно ли говорить, что цинк обнаружен в метеорных спектрах? Пока я бы поостерегся, этот спектр все-таки шумноват. Но на будущее запомним. Если еще в каком-то спектре будут замечены эти линии, тогда и скажем что это цинк.

Yuri_18

Наконец-то я обработал все накопившиеся спектры. Их в итоге сейчас 174 шт., 153 из них с орбитами. Я нанес их на тройную диаграмму Mg-Fe-Na (диаметр кружка - яркость)... БОльшая часть спектров попадает в спектральный тип Normal (69.1%). Железных, к слову сказать, всего 4.6%.

Также, я набрался смелости и добавил от себя еще один спектральный тип - Mg poor, в который попадают спектры бедные на магний. Это стало возможным после того, как я стал вычитать линию железа Fe I 5167.5A из триплета магния. Метеоры такого типа сразу же отыскались. Я уже успел посмотреть как работает эта методика и, должен сказать, что мне нравится.

Yuri_18

Теперь, когда уже имеется немаленькая статистическая база, можно и поискать взаимосвязи. Я построил графики зависимости процентов магния, железа и натрия в системе Mg-Fe-Na от скорости и с удивлением обнаружил, что оказывается, триплет магния на малых скоростях попросту угасает! Отсюда, кстати, и берутся Mg poor спектры. В большинстве случаев это будут крайне медленные метеоры. Это объясняет, почему в sp173 так мало магния и является еще одним доказательством крайне низкой скорости sp173 (она точно не известна, т.к. нет базиса) вдобавок к уже перечисленным.

Yuri_18

Уже после того как отгремел максимум Геминид, в последующие пару ночей погода подарила дыры в облачности и локальные прояснения. Удалось немного наловить спектров Геминид. Спектры не яркие, но зато их 8 шт. и они вполне годятся для определения соотношения Mg-Fe-Na - я нанес их на тройную диаграмму...

Можно заметить, что Геминиды заметно сдвинуты на диаграмме влево, а спектры (помимо типа Normal) попадают также в типы Na poor, Fe poor и даже Na free. Вариации содержания натрия довольно широкие, но в целом хорошо виден дефицит Na в метеорах этого потока. Это связано с маленьким перигелийным расстоянием у орбит Геминид - всего 0.14 АЕ. При частых и близких приближениях к Солнцу натрий выветривается.

Кроме того, я попробовал на основе всех имеющихся спектров (тех, для которых известны орбиты) построить график зависимости количества натрия в системе Mg-Fe-Na от перигелийного расстояния. И что же мы видим? При уменьшении перигелийного расстояния до 0.5 АЕ, а лучше до 0.25 АЕ, процент натрия в метеорах начинает резко падать, а кривая загибается вниз. Теперь про эффект выветривания натрия мы знаем не только с чьих-то слов, но и из анализа графиков и цифр, причем добытых собственноручно. Smile

Yuri_18

Утром 21 декабря наблюдался болид -6m...-8m. Его зафиксировал на RMS камеру украинский коллега Alex Aitov. След в области вспышки висел около 14 минут. Базиса пока не найдено. Болид пролетел примерно на линии Киев - Брест ближе к Бресту. Метеор судя по всему спорадический, пришедший из области anti-helion. В наши камеры он не попал из-за облачности. Но камера в Крыжовке захватила спектр от вспышки в облаках, сам болид пролетел за кадром.

Спектр шумноватый - вспышка наблюдалась всего на 2 кадрах, но кое-что вытянуть все-таки удалось. Первая половина до 6000А взята из 2-го порядка, вторая из 1-го...

В метеорных спектрах различают две компоненты. Первая - 4500К, низкотемпературная, с ней связано возбуждение нейтральных атомов типа Mg I, Fe I, Na I и т.д. Вторая компонента горячая (быстрые метеоры и вспышки) - 10000К, с ней связан отрыв электрона и образование ионизированных атомов типа Mg II, Ca II и т.д.

В этом спектре очень хорошо заметна именно вторая компонента. Самые яркие линии в спектре - это линии ионизированного кальция Ca II в инфра-красном диапазоне. Также хорошо видны линии Mg II, Fe II, чуть менее уверенно Si II. Такого явного Fe II я не помню чтобы когда-то видел. Также впервые, кажется, в синей области я увидел линии ионизированного хрома Cr II, удивительно. Все это из-за мощной вспышки в конце полета и высокой температуры, развившейся в этот момент (хотя скорость метеороида вряд ли была очень высокая, у anti-helion метеоров она средняя порядка 30км/с).

Yuri_18

Посчастливилось немножко урвать погоды и даже поймать 3 спектра Урсид. Все спектры правда норовили смешаться в кадре с лунным спектром, но это не помешало мне отделить зерна от плевел))

Спектры Урсид оказались интересными. На тройной диаграмме Mg-Fe-Na они смещены вниз и вправо от теоретической хондритной линии. Это значит, что у них много натрия и мало железа. Если с натрием все более-менее понятно - не слишком быстрые метеоры порядка 35 км/с и натрий им положен, то вот с железом чуть интереснее. Недостаток железа (спектральный тип Fe poor) характерен для кометной пыли и намекает на кометное происхождение с орбитами, имеющими большое наклонение. И чуда здесь, как оказывается, нет - прародительницей Урсид считается комета Туттля. Интересно, что я пока не нашел спектров Урсид в имеющихся под рукой статьях, но может оно и не надо, когда есть свои спектры. Smile

Yuri_18

Возвращаясь к болиду от 21 декабря... Благодаря польским коллегам, огромное спасибо Збигневу, удалось найти вторую регистрацию этого события и построить базис. И хоть камера в Польше захватила лишь очень маленький кусочек траектории болида сквозь облака, это измерение позволило выяснить все подробности. Было сделано два измерения видео с болидом - одно в ручном режиме в RMS, а второе с помощью UFOAnalyzer...

Болид спорадический, пришел прямо из апекса, т.е. шел встречным курсом по отношению к движению Земли, можно сказать, столкновение лоб в лоб. Геоцентрическая скорость была близка к верхнему пределу - 69.5 км/с (усреднение двух измерений). Загорелся он на высоте 149 км, а взорвался на высоте 80 км. Метеороид входил в атмосферу под углом 29 градусов и проделал путь в 144 км. Достичь поверхности Земли на таких скоростях было абсолютно нереально. Вероятно, в том числе из-за столь высокой скорости в спектре и были так хорошо заметны линии ионизированных атомов Ca II, Fe II и Cr II. Дымовой след в районе вспышки был виден в течение 15 минут (пока не пришли облака).

Yuri_18

В новогоднюю ночь наши камеры нервно реагировали на салюты и фейерверки. Попадались и спектры. Вот пример одного из них.

Самые яркие линии (в ИК диапазоне) принадлежат дублету калия. Я думаю, что в качестве окислителя в состав входил хлорат или перхлорат калия. Поскольку пламя низкотемпературное (2000K) в сравнении с метеорными спектрами, в нем за исключением калия и натрия светились не атомы, а молекулы. Пришлось немного порыться в литературе, чтобы хоть немного разобраться в этом...

В красной области явно виден стронций в виде хлорида/гидроксида (SrCl, SrOH). Он известен своим свойством окрашивать пламя в красный цвет. Также заметен кальций (CaCl, CaOH) - дает оранжевую окраску. С зеленой областью было как-то труднее и даже не все пики отождествились. Похоже что есть барий в виде BaCl/BaOH и возможно медь в виде CuOH - они придают пламени зеленую окраску.

Похожие по набору линий спектры регистрировались в разных местах и многократно, видно конкретно этот пиротехнический состав довольно распространенный.

Yuri_18

С погодой на максимумом Квадрантид нам традиционно не повезло, но под утро 4 декабря все же были маленькие дырки в облачности и 12 метеоров чудом попали в наши камеры. Один из них дал слабый спектр. Я такие шумненькие спектры обычно уже не выкладываю, но учитывая, что спектров Квадрантид еще не было, решил опубликовать.

Соотношение Mg-Fe-Na составило 50%-29%-21%. И хоть формально спектр попадает в тип Normal, недостаток натрия явно виден. По типажу спектр Квадрантид близок к спектрам Геминид, хотя в отличие от последних Квадрантиды не приближаются близко к Солнцу. Видимо причины недостатка натрия здесь другие. Хорошо бы конечно иметь несколько спектров для более точной статистики, но увы, что есть, то есть. И на том спасибо.

Yuri_18

Вот спектр болида от 8 января 2024 года. Он получился весьма детальным благодаря наличию в зелено-желтой области спектра второго порядка. Соотношение Mg-Fe-Na: 21%-56%-23%. Железа слегка в избытке. Я замечаю такой эффект для очень ярких метеоров, которые залетают довольно глубоко в атмосферу. Благодаря именно ярким линиям железа (а также магния) в зеленой области спектра этот болид на цветном изображении имеет яркий зеленый оттенок. Также в спектре видно много хрома, а на 5477А довольно уверенно проявился пик никеля Ni I (раньше я его ловил только на уровне глюка).

На 5065А я отметил слабый пик титана Ti I. С титаном вообще интересно. Во многих статьях его уверенно отмечают в зелено-голубой области, но я имею сомнения по этому поводу. На мой взгляд, титан там теряется среди гораздо более ярких линий железа и для его уверенного определения нужно очень высокое спектральное разрешение. В данном спектре одна из линий титана как мне кажется все-таки разрешилась (там ей не мешали линии других элементов), но даже при этом этот пик очень слабенький.

На 7699А снова виден калий K I, это уже привычно. Также видна линия кислорода O I 7774А. Заметим, что она проявилась на скорости 12.4 км/с. Я это к тому, что в спектре sp173, где кислород не был заметен, скорость должна быть еще меньше.

Yuri_18

Спектр "растворяющегося" метеора. Он получился неярким, шумноватым внизу, но основные особенности видны. Соотношение Mg-Fe-Na: 12.5%-22.6%-64.9%. Как и положено для медленного метеора, много натрия - целая группа слабых линий проглядывает в синей части спектра. Также присутствуют кальций, кремний и калий, причем вроде есть намеки на ионизированный Ca II, что для таких маленьких скоростей довольно неожиданно. Возможно, все дело во вспышках, которые сопровождали полет. Они особенно хорошо заметны на спектральной линии натрия. Вспышки и Ca II - большие друзья.

Yuri_18

Сейчас, когда ловится новый спектр, я играю в игру "угадай скорость". Глядя на сырое изображение спектра, этому метеору я дал 60км/с, оказалось - 69.5. Близко, но нужно еще тренироваться... Это был юбилейный спектр, двухсотый, звучит мрачно, да...

На контрасте с предыдущим спектром этот экземпляр выглядит совсем иначе. Благодаря очень высокой скорости хорошо видны линии атмосферных газов (O I 7774A так вообще доминирующая), а также линии ионизированных атомов Si II, Mg II, Ca II, Fe II. Дублет кремния Si II 6347A и 6371A вообще бомбический. Также хорошо видны широкие полосы молекулярного азота N2 на 5700-6000A, 6200-6800A и 7000-7500A. Соотношение Mg-Fe-Na показывает практически полный паритет: 31.7%-36.9%-31.4%.

Метеор спорадический, пришел из области близкой к апексу, т.е. летел навстречу Земле. Поэтому и скорость такая высокая.

Sol = 290.923°
RA: 183.8°
Dec: 2.7°
mag = -1.6m
Vo = 70.6 km/s
Vg = 69.5 km/s
a = 22.2 AU
q = 0.71 AU
e = 0.968
p = 104 years
peri = 244.20°
node = 290.92°
incl = 172.3°
H1 = 115.0km
H2 = 83.9 km