Prelet dotyčnicového meteoroidu nad Česko-Slovenskom a Poľskom 13. októbra 1990

Dňa 13. októbra 1990 preletel nad územím Česko-Slovenska a Poľska rýchlo sa pohybujúci dotyčnicový meteoroid EN131090. Teleso vletelo do zemskej atmosféry a po niekoľkých sekundách z nej opäť vyletelo do kozmického priestoru. Pozorovanie takejto udalosti je pomerne vzácne, pričom táto bola ešte len druhá vedecky pozorovaná a prvá, kedy sa teleso podarilo zachytiť kamerami z dvoch rôznych stanovíšť, a tak následne vypočítať charakteristiky jeho obežnej dráhy v slnečnej sústave. Ukázalo sa, že stretnutie so Zemou obežnú dráhu meteoroidu významne zmenilo. Do malej miery sa zmenili aj niektoré jeho fyzikálne vlastnosti (hmotnosť a povrch).
Pozorovanie.
Prelet telesa sa pozoruje vizuálne, rádiovo a fotograficky. Vizuálne pozorovanie hlásili nezávisle na sebe traja českí pozorovatelia komét Petr Pravec, Pavel Klásek a Lucie Bulíčková. Podľa ich hlásenia udalosť začala v čase 3h 27m 16s ± 3s UT, pričom bolid (jasný meteor, t. j. svetelný jav, ktorý sprevádza prelet meteoroidu atmosférou) sa pohyboval z juhu na sever. Takisto zanechal po sebe 10 sekúnd viditeľnú stopu. Gotfred Møbjerg Kristensen zaznamenal v Havdrupe v Dánsku odraz rádiového signálu od prelietajúceho telesa v čase 3h 27m 24s ± 6s UT, pričom tento odraz trval 78 sekúnd.
Najviac údajov sa podarilo získať vďaka fotografickým pozorovaniam kamerami Európskej bolidovej siete. Ide o prvú udalosť tohto typu zachytenú kamerami z dvoch stanovíšť, čo umožňuje geometrickými metódami pomerne presne určiť dráhu telesa. Bolid zachytili na československých staniciach Červená hora (v okrese Opava) a Svratouch (v okrese Chrudim) statickými kamerami vybavenými širokouhlými objektívmi (tzv. rybím okom), ktoré snímajú celú oblohu. Cennou sa ukázala najmä snímka z Červenej hory, na ktorej je zachytená trajektória bolidu s dĺžkou 110°. Trajektória začína asi 51° nad južným horizontom, prechádza len o 1° západne od zenitu a mizne 19° nad severným horizontom. Zachytená stopa teda preťala asi 60 % oblohy. Kamera bola vybavená rotujúcou uzávierkou, ktorá prerušovala expozíciu snímky 12,5-krát za sekundu, a tak rozdelila zachytenú trasu bolidu na malé úseky, čo umožnilo určiť rýchlosť telesa, ktoré prelietalo. Posledné 4° však už bola uhlová rýchlosť telesa tak malá, že ju prístroj nebol schopný rozlíšiť. Snímka zo Svratouchu zachytila trajektóriu bolidu iba v dĺžke 15° so začiatkom 30° nad severozápadným horizontom, a bolid bol na nej navyše pomerne slabý. Napriek tomu aj tieto údaje postačovali na potrebné výpočty.
Údaje o prelete.
Prelet bol v skutočnosti len veľmi jemným škrtnutím o zemskú atmosféru (napríklad v porovnaní s Veľkým denným bolidom z roku 1972 nad Spojenými štátmi a Kanadou). Teleso prvýkrát zachytili vo výške 103,7 km pri Uherskom Brode v Česku, pričom sa najviac Zemi priblížilo len na vzdialenosť 98,67 km severovýchodne od poľského mesta Vroclav, čo je tesne pod takzvanou Kármánovou hranicou, ktorá je všeobecne uznávaná ako hranica medzi atmosférou Zeme a kozmickým priestorom. Teleso následne kamerám zmizlo z dohľadu vo výške 100,4 km severne od Poznane. Možno predpokladať, že bolid by bol pre prípadného pozorovateľa viditeľný ešte aj vo výške 110 km nad južnou časťou Baltského mora.
Absolútna jasnosť bolidu (ktorá zodpovedá zdanlivej jasnosti, ktorú by teleso malo vo výške 100 km v zenite pozorovateľa) sa po celú dobu nijako výrazne nemenila a pohybovala sa okolo hodnoty −6. Počas fázy, kedy bol bolid kvôli treniu v atmosfére, ktoré rozpaľovalo jeho povrch, pozorovateľný, prekonal 409 km, čo mu trvalo 9,8 sekundy. Teleso sa pohybovalo rýchlosťou 41,74 km/s, ktorá sa počas preletu nemenila. Jiří Borovička a Zdeněk Ceplecha z hvezdárne v Ondřejove odhadli, že spomalenie spôsobené trením v atmosfére činilo v perigeu (tj. mieste najväčšieho priblíženia zemskému povrchu) iba 1,7 m/s2, čo znamená, že sa jeho rýchlosť znížila len o 0,012 km/s. To veľmi dobre zodpovedá počítačovým simuláciám, ktoré pomocou programu špeciálne vytvoreného pre simulácie dotyčnicových meteoroidov vykonali D. W. Olson, R. L. Doescher a K. M. Watson na Southwest Texas State University. Simulácie ukázali, že teleso nebolo zemskou atmosférou prakticky vôbec spomalené, s malou výnimkou okolo priechodu perigeom, kedy jeho spomalenie dosiahlo 1 m/s2.
Program tiež vypočítal zdanlivú jasnosť telesa, ako by sa v rôznych okamihoch javila pozorovateľovi nachádzajúcemu sa priamo pod ním. Výpočty začali aj skončili pri výške približne 250 km nad povrchom, tj. dlho predtým a potom, kedy bol meteoroid pozorovateľný pre kamery Európskej bolidovej siete. Vypočítané hodnoty zdanlivej jasnosti telesa začali na +5,7 a následne sa rýchlo zvyšovali. V momente, keď bol bolid zachytený jednou z kamier, už dosahovali −5,7 a v perigeu −6,3. Následne sa jasnosť bolidu začala opäť znižovať, pričom v okamihu, kedy ho naposledy zachytili kamery Európskej bolidovej siete, dosiahla hodnoty −5,4. Posledná vypočítaná hodnota potom bola +6,0 vo výške 257 km. Tieto čísla však nemusia byť úplne spoľahlivé, pretože program pracoval s predpokladom, že svetelná účinnosť telesa sa po celej jeho dráhe nijako nemenila. Počiatočné a koncové hodnoty vypočítanej zdanlivej jasnosti sa pohybujú na hranici viditeľnosti voľným okom. Napríklad slabé hviezdy so zdanlivou jasnosťou +6 môžu byť pozorované len v tmavých vidieckych oblastiach vzdialených približne 150 km od veľkých miest. Zodpovedá to tiež zdanlivej jasnosti planéty Urán. Naopak v blízkosti perigea bol bolid niekoľkokrát jasnejší ako Venuša.
Fyzikálna charakteristika.
Išlo o bolid typu I, čo je tzv. obyčajný chondrit. Hmotnosť meteoroidu pri vstupe do atmosféry, odhadnutá na základe jeho absolútnej jasnosti a rýchlosti, predstavovala asi 44 kg. Počas preletu teleso postupne nepatrne hmotnosť strácalo, celkovo asi 350 gramov. Počítačové simulácie ukázali, že strata hmotnosti sa začala vo výške 100,6 km, tj. približne v čase, keď ho prvýkrát zachytila ​​jedna z kamier Európskej bolidovej siete, a po priechode perigeom pokračovala až do výšky 215,7 km (celkovo po dobu 25 sekúnd). Natavenie a následné stuhnutie jeho vrchných častí tiež spôsobilo, že zemskú atmosféru opustil so zmenenou povrchovou štruktúrou, podobnou povrchu meteoritov.
Prelet meteoroidu neznamenal pre život na Zemi žiadne nebezpečenstvo. Aj keby teleso mierilo priamo k zemskému povrchu, v priebehu letu atmosférou by sa natoľko zahrialo, že by explodovalo ešte vysoko nad zemou, pričom na povrch by mohli dopadnúť len jeho malé časti (meteority).
Dráha v slnečnej sústave.
Pretože sa teleso podarilo zachytiť dvoma kamerami bolidovej siete, bolo možné geometrickými metódami zistiť pomerne presnú trajektóriu jeho preletu a následne tiež vypočítať charakteristiky jeho obežnej dráhy v slnečnej sústave pred stretnutím so Zemou aj po ňom. Výpočty publikovali českí astronómovia Pavel Spurný, Zdeněk Ceplecha a Jiří Borovička, špecializujúci sa na štúdium meteorov. Preukázali, že stretnutie so Zemou malo na dráhu telesa veľmi výrazný vplyv. Napríklad vzdialenosť afélia (tj. najväčšia vzdialenosť, do akej sa teleso môže dostať od Slnka) a obežná doba meteoroidu sa zmenšili takmer na polovicu.
Podobné udalosti.
Kým zrážky meteoroidov so Zemou ako také sú udalosťou pomerne častou, podobný dotyčnicový prelet je pozorovaný zriedkavo. Pravdepodobne prvou spoľahlivo doloženou udalosťou tohto typu je prelet niekoľkých telies v tesnej formácii pozorovaný 20. júla 1860 v americkom štáte New York. Prvý vedecky pozorovaný prelet meteoroidu, ku ktorému je tento československo-poľský bolid prirovnávaný, bol zaznamenaný 10. augusta 1972 nad Spojenými štátmi americkými a Kanadou. Americko-kanadský meteoroid, prezývaný Veľký denný bolid, však mal viac ako tisícnásobnú hmotnosť a zemskému povrchu sa priblížil o 40 kilometrov viac. Údaje z pozorovaní oboch bolidov pomohli vytvoriť metódu výpočtu trajektórií podobných telies, ktorá bola neskôr využitá pri výpočte dráhy ďalšieho dotyčnicového bolidu, ktorý preletel 29. marca 2006 nad Japonskom.