Amatorskie poszukiwania drobnych ciał w Układzie Słonecznym

Czy amatorzy wciąż odkrywają komety i planetoidy? Ten artykuł podsumowuje amatorskie osiągnięcia ostatnich lat.

Autorem artykułu jest Michał Kusiak – znany polski „łowca komet” i współorganizator pół-profesjonalnych projektów obserwacyjnych.

Mija właśnie 10 lat od odkrycia pierwszej polskiej komety w projekcie Sungrazing Comets, projekcie społecznościowym i naukowym, który wniósł jednocześnie znacząca ilość nowych wiadomości dotyczących komet oraz ich rozpadu. W sierpniu 2006 roku na przestrzeni trzech dni Arkadiusz Kubczak, geodeta z wykształcenia i astronom amator odnalazł 3 pierwsze obiekty przynależące do grupy Kreutza, co ciekawe spośród nich ta ostatnia oznaczona jako SOHO-1185 okazała się być tysięcznym ciałem należącym do tej formacji. Próby odszukania nowych obiektów w projekcie przez Polaków rozpoczęły się już znacznie wcześniej, jednak od tamtego momentu znacząco wzrosło zainteresowanie analizowaniem danych z sondy kosmicznej SOHO w naszym kraju. Poza identyfikowaniem lodowych fragmentów „muskających słońce” projekt pozwolił w co najmniej kilku przypadkach rozwinąć zainteresowanie zagadnieniami mechaniki nieba czy też fizyki komet, co między innymi przerodziło się w realizację typowo naukowych analiz.

Wraz z nastaniem nowej dekady XXI wieku, wzrosła liczba inicjatyw astronomicznych których adresatami byli miłośnicy astronomii, uczniowie, nauczyciele. Nie sposób tutaj zapomnieć o kampanii International Asteroid Search Campaign realizowanej przez stronę Polską w ramach projektu Hand on Universe. W kampanii uczniowie znaleźli kilkanaście planetoid przygotowanym dla nich materiale z obserwatoriów H55 Charleston oraz F51 PanSTARRS.

Ponadto wzrastały pomysły na regularne poszukiwania planetoid i komet na nocnym niebie i taką inicjatywą okazały się być amatorskie obserwatoria Rantiga oraz Polonia, w których obserwacje trwają aż do dzisiaj, a ostatnie lata przyniosły mniejsze czy też większe sukcesy, mający jednocześnie odzew medialny, który jednocześnie pomaga w promocji astronomii.

Jako osoba, która w większości przypadków miała mniejszy bądź większy wpływ na realizację zadań w tego typu przedsięwzięciach chciałbym zaprezentować czytelnikom zestawienie dotychczasowych rezultatów i ocenić możliwie obiektywnie, czy realizacja takich obserwacji może mieć korzystny wpływ na dalszy edukacyjny rozwój potencjalnych uczestników i jakie są perspektywy odkrywania kolejnych obiektów w Układzie Słonecznym w nadchodzącej dekadzie.

Sungrazer Project – odkryj kometę przez internet!

W grudniu 1995 roku swoją misję rozpoczęła jedna z najefektywniejszych sond kosmicznych jeśli chodzi o liczbę zebranych danych. Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), działająca ponad 20 lat (z jednym dłuższym wyjątkiem w 1998 roku) wykonała przez ten okres badania naszego słońca w różnym zakresie światła, uzyskując tym samym cenne informacje dotyczące jego budowy i procesów zachodzących w poszczególnych sferach i obszarach. Możliwe to było dzięki   kilkunastu przyrządom pomiarowym na jej pokładzie. Poza jej dedykowanym celem badań na przełomie 1999 i 2000 roku, rozwinął się projekt o charakterze ogólnodostępnym, którego zadaniem było wykrywanie przez uczestników z całego świata niewielkich komet przelatujących w ekstremalnie małych odległościach od Słońca. Początkowo był koordynowany przez Goddard Space Flight Center, następnie aż do dzisiaj przez Naval Research Laboratory. Pierwszym amatorskim odkryciem na obrazach z koronografów LASCO okazała się być kometa odnaleziona w sierpniu 1999 roku, której odkrywcą został Terry Lovejoy,  łowca komet z Australii znany i ceniony obecnie w naukowym środowisku. Z tym właśnie momentem poszukiwania drobnych komet na zdjęciach z SOHO stawały się coraz bardziej popularne, a liczba identyfikowanych ciała zaczęła gwałtownie rosnąć.

Pierwsze polskie działania odbywały się już w latach 2000-2001 i niestety nie zaowocowały one sukcesem. W 2004 roku kolejne próby podjęło kilku młodych miłośników wraz z autorem tekstu, które przyniosły zainteresowanie tematem na działających wówczas forach astronomicznych. Na pierwszą kometę SOHO musieliśmy jednak poczekać aż do roku 2006, kiedy Arkadiusz Kubczak odnalazł 3 obiekty w ciągu kilku dni. Kolejne lata sukcesywnie przynosiły następne informacje o nowych znaleziskach. Dziś na polskim koncie widnieje ponad 300 drobnych komet (ok 10% łącznej puli obiektów) odkrytych w projekcie.

O popularności w naszym kraju może świadczyć kilka liczb. Na podstawie strony Sungrazer Project obecnie zarejestrowanych jest 141 uczestników z całego świata. Pośród nich 23 osoby pochodzą z Polski. Co najważniejsze dziewięcioro swoje poszukiwania zwieńczyło sukcesem.

Szczególną uwagę warto zwrócić nie tylko pod kątem liczbowym ale również na profesję i wiek uczestników, gdyż pośród nich znajdują się, bądź znajdowali młodzi uczniowie. W 2008 roku Eryk Banach po 3 miesiącach od rozpoczęcia poszukiwań  jako 14 letni uczeń gimnazjum odkrył swoją pierwszą kometę. Rafał Reszelewski jako 13 letni łowca w roku 2010 dokonał w ciągu 1,5 miesiąca od rejestracji pierwszej nowej identyfikacji, stając się jednocześnie wraz z Hanjie Tan z Chin najmłodszym odkrywcą w projekcie. Z kolei w czerwcu 2016 roku Aleksandra Sufa, uczennica żywieckiego I Liceum Ogólnokształcącego, została pierwszą odkrywczynią w Polsce i trzecią pośród uczestniczek projektu na świecie. Czy popularność projektu utrzymuje swój trend? Po wnikliwym przejrzeniu aktywności uczestników w projekcie, stwierdzić można, że obecnie aktywność utrzymuje się na umiarkowanym poziomie. Najwyższy szczyt uzyskała w latach 2010-2012 w czasie sporego promowania tematu w portalach informacyjnych, forach oraz mediach. Dziś największą aktywnością wykazują się najbardziej wytrawni i cierpliwi uczestnicy.

Odnosząc się do zestawienia w poszczególnych latach i przyjmując na podstawie strony projektu liczbę ok 200 komet odkrywanych rocznie za pośrednictwem sond SOHO i STEREO, możemy stwierdzić że perspektywy dalszych odkryć i co więcej możliwości edukacji poprzez stosowanie praktycznej wiedzy o obróbce danych astronomicznych są niezwykle obiecujące. Czas możliwości prowadzenia takich poszukiwań jest jednak już dość mocno ograniczony, gdyż sonda SOHO jest już obecnie na granicy wyczerpania zapasów swojego paliwa i degradacji elementów dostarczających poszczególnym instrumentom energii, co z pewnością zaskutkuje w niedalekim czasie zakończeniem misji.

Odkrycia komet i planetoid na nocnym niebie

Historia polskich komet sięga XVII wieku i działań Jana Heweliusza który poza opublikowaniem niezwykle wartościowych jak na tamte czasy publikacji, odnalazł na nocnym niebie 6 komet w latach 1652-1677. Spośród nich kometa z 1661 roku okazała się być obiektem długookresowym, powracającym w pobliże Słońca w 2002 roku. Mowa tutaj o komecie Ikeya-Zhang która w marcu i kwietniu 2002 roku była atrakcją wiosennego nieba.

Na kolejne odkrycia musieliśmy oczekiwać aż do XX wieku. Pośród nich znalazły się amatorskie dokonania Antoniego Wilka i Władysława Lisa. Kometa Kaho-Kozik-Lis była też jednocześnie ostatnią amatorską kometą znalezioną w naszym kraju w XX wieku. Ten stan rzeczy utrzymywał się aż do ostatnich lat, kiedy w marcu 2015 roku zespół: Rafał Reszelewski, Michał Kusiak, Michał Żołnowski i Marcin Gędek odnaleźli nową kometę na zdjęciach wykonanych zdalnie sterowanym obserwatorium w Chile, będącym własnością Żołnowskiego i Gędka. Oznaczona jako C/2015 F2 Polonia okazała się być długookresowym obiektem potrzebującym 238 lat na pełen obieg wokół Słońca. Warto zaznaczyć, że Rafał Reszelewski w 2014 roku został współodkrywcą komety P/2014 C1 TOTAS, której detekcja miała miejsce za pośrednictwem teleskopu OGS 1m, zlokalizowanego na Teneryfie, będącego w dyspozycji Europejskiej Agencji Kosmicznej, na którym realizowany jest m.in. projekt przeglądu nieba i wykrywania planetoid NEO.

Z czym związane są tak rzadkie wydarzenia jeśli chodzi o odkrycia komet w naszym kraju? Jak dużo takich komet są obecnie w stanie odkryć amatorzy? Myślę że na to pytanie odpowie najlepiej kilka dobrze przeanalizowanych faktów. Na podstawie strony Minor Planet Center, oraz Comethunter.de prowadzonej przez Maika Meyera (jednego z koordynatorów ICQ i CBAT). Do analizy wziąłem pod uwagę komety odnalezione w latach 2013-2016. Przedział, który został wybrany, określa praktycznie stała liczba aktywnie działających projektów amatorskich oraz zawodowych.

Do wykonania rozkładu wziętych zostało ponad 200 komet i przedstawia liczbę komet odkrytych w danym okresie w zależności od ich jasności w momencie detekcji. Przykładowo 17m to przedział jasności od 17-18 wielkości gwiazdowej. Przedział 10m opisuje kilka przypadków kiedy kometa wg zaczerpniętych informacji ze źródeł była jaśniejsza jak 11 magnitudo. Wykres przedstawia w przybliżeniu rozkład Gaussa i jednocześnie demonstruje kilka ciekawych faktów dotyczących obecnego identyfikowania komet. Do dziś w zdecydowanej większości przypadków profesjonalne przeglądy nieba działają w obszarze odległym od Słońca o 90 stopni kątowych. Niektóre projekty sporadycznie schodzą do wartości 60 stopni kątowych. Pole do popisu dla amatorów nie jest zatem zbyt duże, gdyż fragment nieba jaki przeglądają znajduje się zwykle blisko Słońca. Pewne nadzieje pojawiły się dokładnie w 2013 roku kiedy swoją pracę zakończył projekt Siding Spring prowadzony przez Roberta McNaughta. Wówczas koniec działań przyniósł ogromne szanse amatorom na odkrycia komet na niebie południowym, które do tej pory nie miały szans zostać wykryte przez szczelny i wnikliwy przegląd McNaughta. Ten stan rzeczy był także motywacją dla rozpoczęcia obserwacji projektu Polonia. Amatorskie przeglądy nieba, które realizowane były w ostatnim okresie dysponowały sprzętem o średnicy od 0,1 do 0,5 metra. Pomimo, że współczesne kamery CCD pozwalają na detekcję takim sprzętem obiektów klasy 19 a nawet 20 wielkości gwiazdowej, efektywność przeglądu nieba jest niestety zdecydowanie mniejsza niż w przypadku przeglądów profesjonalnych, które w ciągu nocy potrafią pokryć obserwacjami kilka a nawet kilkanaście razy większą powierzchnię.

Chwila, gdy kometa uzyskuje jasność 19-20 wielkości gwiazdowej jest obecnie najczęstszym momentem wykrywania i zgłaszania odkrycia. Odkrycia komet o większej jasności dokonywane małymi teleskopami i lustrzankami DSLR stają się praktycznie marginalne, co więcej możliwe jedynie w bliskich elongacjach od Słońca. Trend poszukiwań wyraźnie przeniósł się na wykorzystanie większych instrumentów z kamerami CCD przez amatorów. Niestety technicznie nie pozwalają one na uzyskiwanie tak głębokiego zasięgu jak obecnie działające projekty profesjonalne, gdzie w odkrywaniu komet prym wiodą PANSTARRS oraz CATALINA. Praca tych projektów spowodowała wyraźne zwiększenie wykrywania nowych komet. Jeszcze 10 lat temu rozkład ulokowany był bardziej w centralnej części wykresu, a wykrycia nowych komet odbywały się najczęściej w obrębie 17 i 18 wielkości gwiazdowej. Czy ten trend będzie dalej postępował w kierunku mniejszych jasności? Poddaję pod dyskusję wszystkim zainteresowanym. Jest prawdopodobne, że obecna sytuacja opisuje już moment, kiedy kometa fizycznie przybiera aktywność kometarną, a my jesteśmy w stanie ją wykryć przy określonej jasności. Wykres sam w sobie prezentuje już nie tylko trend związany z postępem techniki, ale też fizyczne własności komety i momentu pojawienia się takiej aktywności.

Czy amatorzy mają szanse na odkrycia nowych komet? Niech będzie to moje indywidualne spostrzeżenie poddane pod ewentualną polemikę. Otóż w momencie kiedy technika rejestracji cyfrowej wchodziła do powszechnego użytku w przeglądach nieba, częstość odkryć amatorskich była na podobnym poziomie kilku komet rocznie. Dziś liczba ta sięga ok 10 na rok, przy czym biorąc pod uwagę, stosunek odkryć amatorskich do profesjonalnych, jego wartość jest wyraźnie mniejsza.

Podobna sytuacja ma niestety miejsce w kwestii planetoid. Tutaj zdecydowany prym wiodą przeglądy realizujące swoje cele od prawie 2 dekad. W bieżącym okresie odkrycie nowej planetoidy o jasności 20 wielkości gwiazdowej jest już bardzo trudne. Bieżące przeglądy potrafią wykryć tego typu obiekty obecnie już przy jasności 22-23 magnitudo, co daje im sporą przewagę nad amatorskim sprzętem.

Dodatkowo zasady przyznawania planetoid których zapis zmienił się końcem 2010 roku, skutecznie zaważył o liczbie odkryć dokonywanych przez amatorów, czyniąc samą czynność odkrycia jakby bezosobową. W zapisie nowego regulaminu:

Obserwacją odkrywczą jest najwcześniej zgłoszona obserwacja podczas opozycji planetoidy z najwcześniej zgłoszoną obserwacją z drugiej nocy.

Zapis ten wyraźnie wskazał, że nieistotnym stał się fakt, który wymagał od obserwatora wykonania dwunocnej obserwacji dla zainicjowania obliczeń orbitalnych i oznaczeniu obiektu jako znanego lub nieznanego. Wg starych zasad uzyskanie takiego oznaczenia praktycznie zawsze kończyło się przyznaniem odkrycia. Dziś niestety już tak nie jest, gdyż nowe zasady wyraźnie faworyzują tryb pracy projektów szerokiego przeglądu nieba, które wykonują jednonocnym trybie obserwacje danego obszaru pod kątem wykrywania planetoid NEO. Takie przeglądy najczęściej wracały w ten sam obszar po kilku dniach, a powiązanie obserwacji ze sobą przykładowo dla obiektu pasa głównego często nie zachodziło i takie pomiary tylko i wyłącznie leżały w bazie danych MPC bez jakiejkolwiek weryfikacji. Skrupulatne obserwacje amatorskie dla nowego obiektu dla uzyskania nowego oznaczenia stały się niestety już nieopłacalne i nieefektywne. Ponadto żeby zostać odkrywcą planetoidy trzeba długo poczekać, gdyż obserwacje danego ciała muszą odbyć się przez kilka kolejnych opozycji, co w przypadku małych obiektów poruszających się po nieco bardziej eliptycznych orbitach może wynieść nawet 10-20 lat.

Dobrym przykładem może być tutaj działalność projektu Rantiga w latach 2012-2015 gdzie wspólnie z Michałem Żołnowskim, dysponując jego 40 cm zdanie sterowanym teleskopem:

• Zgłosiliśmy kilkanaście tysięcy obserwacji astrometrycznych,
• Ponad 1600 kandydatów niezidentyfikowanych przez MPC jako znane,
• Uzyskaliśmy blisko 250 nowych oznaczeń dla planetoidy.

Spośród nich straciliśmy na podstawie nowego regulaminu już 76 obiektów, a jak do tej pory tylko 2 planetoidy otrzymując numery katalogowe przyznawane nowym obiektom oficjalnie uznane zostały jako nasze odkrycia. Kolejnych kilkanaście powinno zostać przyznane w najbliższych kilku latach.

Poszukiwania planetoid czy też komet mogą się zakończyć wraz z rozpoczęciem działania kolejnych projektów przeglądowych. Jeden z nich LSST ma rozpocząć pracę ok 2020 roku, gdzie skuteczność wykrywania oraz zasięg znacząco przekroczą obecne możliwości amatorów. Pojawia się zatem pytanie w jakim kierunku pójdzie ta bardziej zaawansowana amatorska działalność związana z poszukiwaniem komet i planetoid. Pokażą to najbliższe lata i wejście nowych technologii na rynek amatorski. Uważam jednak, że wciąż warto próbować poszukiwać drobnych obiektów Układu Słonecznego – do czego wszystkich miłośników astronomii gorąco zachęcam.

Ważne: artykuł chroniony prawem autorskim, co oznacza że wszelkie prawa, w tym Autora i Wydawcy są zastrzeżone. Zabronione jest dalsze rozpowszechnianie tego artykułu w jakiejkolwiek formie bez pisemnej zgody Autora. Napisz do nas wiadomość z prośbą o wykorzystanie. Niniejsze ograniczenia dotyczą także współpracujących z nami serwisów.