Δ. Σιμόπουλος: Η βροχή των Περσίδων

Στη διάρκεια των δύο πρώτων εβδομάδων του Αυγούστου, όταν οι περισσότεροι από ‘μας βρίσκονται στο μέρος όπου περνάνε τις καλοκαιρινές τους διακοπές, θα έχουμε την ευκαιρία να θαυμάσουμε εύκολα ένα από τα υπέροχα θεάματα που προσφέρει απλόχερα ο νυχτερινός ουρανός. Πρόκειται για μια ιδιαίτερα πλούσια βροχή διαττόντων που εμφανίζεται απαρέγκλιτα κάθε χρόνο την περίοδο αυτή με την μέγιστη έξαρσή της τις πρωινές ώρες της 13ης Αυγούστου. Ιδιαίτερα φέτος το θέαμα αυτό υπόσχεται να είναι αρκετά έντονο με την εμφάνιση 75-150 μετεώρων κάθε ώρα. Η βροχή αυτή ονομάζεται «Βροχή των Περσίδων» επειδή τα μετέωρα αυτά φαίνονται ότι προέρχονται από την κατεύθυνση του αστερισμού του Περσέα, κοντά στο άστρο ήτα Περσέα, και οφείλονται στα σωματίδια της σκόνης που αφήνει πίσω του ο κομήτης Σουίφτ-Τατλ.
Κατά τη διέλευσή τους από τη Γη οι κομήτες αφήνουν πίσω τους διάφορα μικρά σωματίδια σκόνης τα οποία είναι σχετικά μαζεμένα σε ομάδες που τέμνουν πολλές φορές την τροχιά της Γης. Όταν η Γη κατά την περιφορά της γύρω από τον Ήλιο συναντάει μια τέτοια ομάδα σωματιδίων συγκρούεται μαζί τους και τότε αυτά εισέρχονται στην ατμόσφαιρά μας με ρυθμό μερικών δεκάδων αντικειμένων την ώρα. Σε εξαιρετικές περιπτώσεις και ιδιαίτερα μετά από κάποια πρόσφατη διέλευση ενός κομήτη ο ρυθμός αυτός μπορεί να ξεπεράσει ακόμη και τα χίλια μετέωρα την ώρα.

Στην περίπτωση λοιπόν της Βροχής των Περσίδων συμβαίνει το εξής: καθώς η Γη μας περιφέρεται στην τροχιά της γύρω από τον Ήλιο, συναντάει κάθε Αύγουστο το σύννεφο των σωματιδίων του κομήτη Σουίφτ-Τατλ. Έτσι καθώς η Γη μας τρέχει με 108.000 χιλιόμετρα την ώρα, πέφτει ακάθεκτη πάνω στο σύννεφο των σωματιδίων. Τα μικροσκοπικά αυτά σωματίδια, με βάρος ενός γραμμαρίου, χτυπάνε τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιράς μας σε ύψος 100 περίπου χιλιομέτρων και αναφλέγονται. Η ανάφλεξη αυτή ιονίζει τα γύρω στρώματα της ατμόσφαιρας, σχηματίζοντας έτσι μια φωτεινή σφαίρα 2 έως 3 μέτρων που κινείται με ταχύτητα 30 έως 60 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Αυτή τη φωτεινή σφαίρα, λοιπόν, βλέπουμε από τη Γη, και ονομάζουμε διάττοντα, μετέωρο, ή «πεφταστέρι».
Η τελευταία φορά που ο κομήτης των Περσίδων πέρασε από τη γειτονιά της Γης ήταν τον Δεκέμβριο του 1992. Γι’ αυτό πολλοί αστρονόμοι υπολόγισαν ότι η Βροχή των Περσίδων το καλοκαίρι του 1993 θα ήταν ιδιαίτερα θεαματική. Και πράγματι, τον Αύγουστο του 1993 τις πρωινές ώρες της 12ης Αυγούστου καταμετρήθηκαν πάνω από 500 μετέωρα την ώρα. Δεν επρόκειτο όμως για μια «καταιγίδα μετεώρων» που συμβαίνει συνήθως στην περίπτωση ενός άλλου κομήτη που ονομάζεται «Τεμπλ-Τατλ». Ο κομήτης αυτός συμπληρώνει μια πλήρη τροχιά κάθε 33 περίπου χρόνια, ενώ η τελευταία του επίσκεψη (το περιήλιο) στην περιοχή μας έγινε τον Φεβρουάριο του 1998. Γι’ αυτό πολλοί θεωρούν ότι η Βροχή των Λεοντιδών στις 17 Νοεμβρίου 2002 θα είναι ιδιαίτερα θεαματική όπως και οι περίφημες προηγούμενες επισκέψεις του κομήτη (1833, 1866, 1900,1966) που δημιούργησαν μια πραγματική καταιγίδα μετεώρων.
Στη διάρκεια μιας τέτοιας καταιγίδας, μέχρι και 700.000 περίπου μετέωρα εμφανίζονται κάθε ώρα, όπως συνέβη άλλωστε και το 1966 όταν επί 20 συνεχή λεπτά καταμετρήθηκαν 200 διάττοντες το δευτερόλεπτο που εμφανίστηκαν σαν μια πραγματική φιέστα κοσμικών πυροτεχνημάτων. Η συμπεριφορά όμως των σωματιδίων αυτών είναι ιδιαίτερα απρόβλεπτη λόγω των διαταραχών που υφίστανται από τις βαρυτικές δυνάμεις των πλανητών. Αυτό συνέβη άλλωστε και τον Αύγουστο του 1993, όταν αντί για την αναμενόμενη καταιγίδα της Βροχής των Περσίδων, αυτό που είδαμε στην πραγματικότητα δεν ήταν παρά μια απλά θεαματική βροχή διαττόντων με 200-500 «πεφταστέρια» την ώρα.

Η μεγαλύτερη «Καταιγίδα Διαττόντων» που παρατηρήθηκε ποτέ ήταν η «Καταιγίδα των Λεοντιδών» στις 12 προς 13 Νοεμβρίου του 1833 όταν τα μετέωρα έμοιαζαν με πυροτεχνήματα από μια ροή δεκάδων μετεώρων κάθε δευτερόλεπτο που διήρκεσε επί ώρες. Ένας ιστορικός μάλιστα το 1878 την θεώρησε ως ένα από τα 100 πιο σημαντικά γεγονότα του αιώνα. Πολλές ξυλογραφίες έχουν απεικονίσει το γεγονός με μεγάλη επιτυχία. Αρκετοί μάλιστα κοινωνιολόγοι αποδίδουν στο ουράνιο αυτό φαινόμενο την εξάπλωση της θρησκομανίας που επηρέασε τα επόμενα χρόνια την όλη κοινωνική εξέλιξη και τον σύγχρονο χαρακτήρα των ΗΠΑ.
Μία παρόμοια καταιγίδα είχε παρατηρηθεί 35 χρόνια νωρίτερα (1799) από τον Πρώσο επιστήμονα Αλεξάντερ φον Χούμπολντ που βρίσκονταν στην Βενεζουέλα. Σύμφωνα με την περιγραφή του ολόκληρος σχεδόν ο ουρανός καλύφτηκε από φωτεινά μετέωρα που απείχαν μεταξύ τους όσο το διπλάσιο μέγεθος της Πανσελήνου. Σύμφωνα μάλιστα με τις αφηγήσεις των Νοτιαμερικανών ιθαγενών το ίδιο φαινόμενο είχε παρατηρηθεί και το 1766. Άλλες προηγούμενες αναφορές για τους Λεοντιδείς εντοπίστηκαν το 1863 από τον Χιούμπερτ Νιούτον, καθηγητή του Πανεπιστημίου του Γέηλ, με ενδείξεις για ιδιαίτερα μεγάλες καταιγίδες διαττόντων τα έτη 902, 934, 967, 1037, 1202, 1366, και 1533 μ.Χ.
Η εμφάνιση των Λεοντιδών το 1866 έφτασε τους 5.000 διάττοντες την ώρα ενώ το 1867 ο ρυθμός έπεσε στους 1.000 την ώρα. Αντίθετα το 1899 η βροχή των Λεοντιδών ήταν απογοητευτική, όταν ξαφνικά τον επόμενο χρόνο (15-16 Νοεμβρίου 1900) ο ρυθμός ανέβηκε και πάλι στους 1.000 διάττοντες την ώρα. Τα επόμενα χρόνια χάθηκαν τα ίχνη του κομήτη Τεμπλ-Τάτλ και θεωρήθηκε ότι είχε μάλλον διαλυθεί μέχρις ότου ξαναανακαλύφτηκε και πάλι το 1965 όταν προσπέρασε τη τροχιά της Γης σε απόσταση λίγο μεγαλύτερη απ’ αυτήν της Σελήνης. Ένα χρόνο αργότερα στις 17 Νοεμβρίου 1966 στις κεντρικές και δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες δεκάδες χιλιάδες διάττοντες στόλισαν και πάλι τον νυχτερινό ουρανό για είκοσι τουλάχιστον λεπτά με ρυθμό 200.000 (55 το δευτερόλεπτο) έως 1.000.000 (280 το δευτερόλεπτο) διαττόντων κάθε ώρα.
Μία προσεκτική ανάλυση το 1994 υπολόγισε ότι ο πραγματικός ρυθμός διαττόντων το 1966 δεν υπερέβη τους 15.000 διάττοντες την ώρα (5 το δευτερόλεπτο) οι οποίοι όμως συγκρούονταν με τα ανώτερα στρώματα της γήινης ατμόσφαιρας με ταχύτητα 71 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο (255.000 χιλιόμετρα την ώρα). Το πάχος της ροής των σωματιδίων που έχει αφήσει πίσω του ο κομήτης υπολογίζεται ότι φτάνει τα 35.000 χιλιόμετρα. Παρ’ όλα αυτά οι παλαιότερες παρατηρήσεις της Βροχής των Λεοντιδών δεν μας επιτρέπει να κάνουμε επακριβείς προβλέψεις.

Κάθε ημέρα που περνάει άλλωστε πάνω από 20 τόνοι λεπτής σκόνης πέφτει πάνω στην επιφάνεια της Γης χωρίς καν να το καταλάβουμε. Υπολογίζεται ότι 1.000 περίπου από τους διαστημικούς αυτούς επιδρομείς είναι αρκετά μεγάλοι ώστε να αντέξουν το ταξίδι μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας κάθε χρόνο και φτάνουν στην επιφάνεια της Γης ως μετεωρίτες. Επειδή όμως τα 2/3 του πλανήτη μας είναι καλυμμένα με νερό οι πτώσεις αυτές σπάνια γίνονται αντιληπτές.
Οι μικρές πάντως αναλαμπές που βλέπουμε κάθε βράδυ στον ουρανό και τις οποίες ο λαός αποκαλεί «πεφταστέρια» δεν είναι παρά μικρά σωματίδια ύλης τα οποία αναφλέγονται από την τριβή τους στην ατμόσφαιρα της Γης. Στον διαπλανητικό χώρο υπάρχουν τρισεκατομμύρια τέτοια υπολείμματα υλικών που προέρχονται από διάφορες πηγές. Μερικά είναι απομεινάρια από την εποχή που γεννήθηκε το ηλιακό μας σύστημα, ενώ άλλα προέρχονται από τις συγκρούσεις των διαφόρων μεγαλύτερων αντικειμένων όπως είναι οι αστεροειδείς, ενώ ένας πάρα πολύ μικρός αριθμός μετεωριτών είναι σεληνιακής ή και αρειανής προέλευσης.
Η αρχική σύνδεση των διαφόρων ετήσιων βροχών διαττόντων με τους κομήτες βασίστηκε στην παρατήρηση της συμπεριφοράς του Κομήτη Μπιέλλα που ανακαλύφτηκε το 1826. Όταν ο κομήτης αυτός επέστρεψε το 1845 διαχωρίστηκε σε δύο κομμάτια που επέστρεψαν και πάλι το 1851, αν και από τότε δεν ξαναεμφανίστηκε ποτέ. Τον Νοέμβριο όμως του 1872, σε μία καταπληκτική εμφάνιση μιας «καταιγίδας διαττόντων» μετρήθηκαν εκατό περίπου διάττοντες κάθε λεπτό και επί μία ολόκληρη ώρα. Οι διάττοντες αυτοί εκπέμπονταν από το σημείο του ουρανού από το οποίο αναμενόταν να εμφανιστεί ο κομήτης Μπιέλλα τον ίδιο εκείνο μήνα. Έτσι το φαινόμενο αυτό επιβεβαίωσε την υποψία των επιστημόνων που συνδύαζαν τις βροχές διαττόντων με τους κομήτες.
Η ονοματολογία πάντως που χρησιμοποιούμε για τα μικρά αυτά αντικείμενα εξαρτάται από την ακριβή θέση τους στο διάστημα. Τα διάφορα μικρά τεμάχια, με διάμετρο σωματιδίου σκόνης και μέχρι μερικά μέτρα, που περιφέρονται στο διαπλανητικό διάστημα, ονομάζονται μετεωροειδή. 'Όταν αυτά τα αντικείμενα εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης, σχηματίζουν, λόγω της τριβής τους, μια λαμπερή ουρά. 'Όσα από αυτά εξαερώνονται, ονομάζονται μετέωρα, ενώ τα μεγαλύτερα απ' αυτά, που καταφέρνουν να φτάσουν μέχρι την επιφάνεια της Γης, σχηματίζοντας μικρούς ή μεγάλους κρατήρες, ονομάζονται μετεωρίτες.
Όταν οι μετεωρίτες εισέρχονται στη γήινη ατμόσφαιρα οι ταχύτητές τους κυμαίνονται από 36.000 έως και 250.000 χιλιόμετρα την ώρα. Στη συνέχεια επιβραδύνονται και η ταχύτητά τους μειώνεται σε μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα την ώρα, για να καταλήξουν στην επιφάνεια της Γης με ένα χαρακτηριστικό σάλπισμα. Εν τούτοις, τα πολύ μεγάλα κομμάτια επιβραδύνονται ελάχιστα και γι' αυτό δημιουργούν κρατήρες. Τα πετρώδη, φυσικά, μετεωροειδή, με διάμετρο μέχρι 10 μέτρα, εκρήγνυνται στη διάρκεια της πτώσης τους μέσα στη γήινη ατμόσφαιρα πριν φτάσουν στην επιφάνεια της Γης, αν και η ενέργεια που εκλύεται είναι ίση με την έκρηξη πέντε ατομικών βομβών τύπου Χιροσίμα. Μία παρόμοια έκρηξη παρατηρήθηκε πάνω από τον Καναδά στις αρχές του 2000 όπου ένας μετεωρίτης διαλύθηκε αφήνοντας πίσω του ένα σύννεφο σκόνης το οποίο ήταν ορατό επί αρκετές ώρες. Τα κομμάτια, όμως, των σιδηρούχων μετεωριτών, πολλές φορές φτάνουν μέχρι τη Γη.
Η πρώτη καταγραμμένη πτώση μετεωρίτη στην Ευρώπη περιλαμβάνεται σ’ ένα μεσαιωνικό χειρόγραφο το οποίο αναφέρεται στην «Πέτρα των Κεραυνών» που έπεσε στην πόλη Εναισχάϊμ της Αλσατίας στις 7 Νοεμβρίου 1492. Ο Λιθομετεωρίτης που διεσώθη από την πτώση είχε βάρος 140 κιλών από τα οποία σήμερα σώζονται μόνο 55. Στις 12 Φεβρουαρίου 1947 μία πτώση ενός σιδηρού μετεωρίτη, με διάμετρο δέκα μέτρων, στην ανατολική Σιβηρία, έσπειρε μια περιοχή δύο περίπου τετραγωνικών χιλιομέτρων με κομμάτια, που συνολικά ζύγιζαν 150 περίπου τόνους, ενώ το μεγαλύτερο που βρέθηκε είχε βάρος 1,741 κιλών. Στην περιοχή αυτή βρέθηκαν 200 περίπου κρατήρες, εκ των οποίων οι 102 είχαν διάμετρο μεγαλύτερη από ένα μέτρο, ενώ ο μεγαλύτερος απ' αυτούς είχε διάμετρο 26,5 μέτρων.
Σε γενικές γραμμές οι μετεωρίτες χωρίζονται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες ανάλογα με τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες. Οι σιδηρούχοι μετεωρίτες ή σιδερίτες αποτελούνται κατά 90% από σίδηρο, 9% νικέλιο και το υπόλοιπο 1% από ίχνη άλλων στοιχείων, και αναγνωρίζονται από την υψηλή τους πυκνότητα και την λιωμένη τους εμφάνιση. Οι πετρώδεις μετεωρίτες ή λιθομετεωρίτες είναι μια άλλη κατηγορία οι οποίοι αποτελούνται από πυριτικά άλατα χαμηλής πυκνότητας. Ενώ τέλος έχουμε τους μετεωρίτες οι οποίοι περιλαμβάνουν μικρά κομμάτια πετρωμάτων μέσα σε σίδηρο.
Η προέλευση των σιδηρούχων μετεωριτών αποκαλύπτεται από ορισμένα σχήματα που εμφανίζουν στην επιφάνειά τους. Γνωρίζουμε ότι όταν μια γυαλισμένη επιφάνεια μετεωριτών χαράζεται από οξύ σχηματίζονται ορισμένα σχήματα που είναι ορατά, αντίθετα από το σίδηρο που βρίσκεται στην Γη και ο οποίος δεν εμφανίζει τέτοιες κρυσταλλικές μορφές μετά από παρόμοια επεξεργασία.
Ένα μίγμα νικελίου και σιδήρου όταν ψύχεται αργά κάτω από χαμηλή πίεση και θερμοκρασία που φτάνει τους 1.300 βαθμούς Κελσίου σχηματίζει μεγάλους κρυστάλλους. Για τον σχηματισμό όμως αυτών των κρυστάλλων είναι απαραίτητο η ψύξη να γίνει σταδιακά, με ρυθμό ενός έως δύο βαθμών κάθε ένα εκατομμύριο χρόνια. Σε έναν όμως χώρο όπως το διάστημα όπου επικρατούν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες τέτοια σταδιακή ψύξη είναι αδύνατη.
Για να εξηγήσουν τους σχηματισμούς αυτούς οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι μετεωρίτες νικελίου-σιδήρου στερεοποιούνται προστατευόμενοι από τις χαμηλές θερμοκρασίες μέσα σε μικρά σώματα με διάμετρο 100 τουλάχιστον χιλιομέτρων. Τέτοια σώματα μπορούν να θερμαίνονται από την ραδιενέργεια ισοτόπων μικρής διάρκειας ζωής που επιτρέπει σε υλικά μεγάλης πυκνότητας να βυθίζονται στο κέντρο τους ενώ τα μικρότερης πυκνότητας παραμένουν στην επιφάνεια.
Ένα τέτοιο σώμα θα καταλήξει να έχει έναν μεταλλικό πυρήνα και ένα “περιτύλιγμα” βραχώδους φλοιού που θα επιτρέψει στα λιωμένα μέταλλα του πυρήνα να στερεοποιηθούν αργά και να σχηματίσουν τα χαρακτηριστικά σχήματα που βλέπουμε στους μετεωρίτες. Έτσι αν αργότερα ένα τέτοιο σώμα συγκρουστεί με κάτι και διαλυθεί τα εξωτερικά του κομμάτια θα σχηματίσουν λιθομετεωρίτες, τα κομμάτια που βρίσκονται λίγο πιο κάτω από τον φλοιό και λίγο πάνω από τον πυρήνα θα σχηματίσουν τους μικτούς πετρώδεις-σιδηρούς μετεωρίτες και τέλος κομμάτια από τον πυρήνα θα σχηματίσουν τους σιδερίτες.
Όλοι όμως αυτοί οι μετεωρίτες δεν είναι το ίδιο με τους διάττοντες και τις βροχές τους, αφού η προέλευσή τους είναι διαφορετική και η πτώση των μετεωριτών απρόσμενη. Αντίθετα η εμφάνιση των διαττόντων είναι αρκετά προβλέψιμη και αναμενόμενη. Παρ’ όλα αυτά από τις 66 περίπου βροχές διαττόντων δέκα μόνο είναι οι πιο σημαντικές, και ιδιαίτερα οι δύο βροχές: των Περσίδων τον Αύγουστο και των Λεοντιδών (τον Νοέμβριο).
Η προϊστορία άλλωστε των Περσίδων είναι μια παμπάλαια ιστορία. Η πρώτη καταγραφή τους έγινε το 36 μ.Χ. από χρονικογράφους στην Κίνα, ενώ αργότερα στην Δύση ονομάστηκαν και «δάκρυα του Αγίου Λαυρεντίου» λόγω της εορτής του στις 10 Αυγούστου. Παρ’ όλα αυτά η επίσημη αναγνώριση ότι οι διάττοντες αυτοί προέρχονται από την κατεύθυνση του αστερισμού του Περσέα έγινε το 1835. Τέσσερα χρόνια αργότερα έγιναν και οι πρώτοι υπολογισμοί του ρυθμού πτώσης των Περσίδων που έφτασαν τους 160 ανά ώρα.
Ο Τζιοβάνι Σκιαπαρέλλι (1835-1910) μελέτησε τις τροχιές των διαττόντων του Αυγούστου και απέδειξε ότι έμοιαζαν με την τροχιά του κομήτη Σουίφτ-Τατλ που είχε εντοπιστεί στις 16 Ιουλίου του 1862 από τον Λούις Σουίφτ στην περιοχή του Μαραθώνα της Νέας Υόρκης. Αυτή μάλιστα ήταν και η πρώτη φορά που μια βροχή διαττόντων συνδέθηκε άμεσα με κάποιον δεδομένο κομήτη και επεξηγεί επίσης την αυξημένη εμφάνιση διαττόντων τις χρονιές 1861-1863. Είναι ενδιαφέρον επίσης να αναφέρουμε ότι τον κομήτη αυτόν παρατήρησε επισταμένα και ο τότε διευθυντής του Αστεροσκοπείου Αθηνών Τζούλιους Σμιντ τον Αύγουστο και Σεπτέμβριο του ιδίου χρόνου και υπολόγισε την μεταβολή της λαμπρότητάς του.
Στις αρχές του 1990 ο Μπράιαν Μάρσντεν ταυτίζοντας τον κομήτη αυτόν με έναν κομήτη που είχε εντοπιστεί το 1737 υπολόγισε ότι ο Σουίφτ-Τατλ θα μας επισκέπτονταν και πάλι τον Δεκέμβριο του 1992. Κι έτσι έγινε, οπότε και η εμφάνιση των Περσίδων τον Αύγουστο του 1993 ήταν ιδιαίτερα έντονη στις χώρες κυρίως της Ευρώπης και της Ανατολικής Μεσογείου. Η επόμενη πάντως επίσκεψη του κομήτη στη γειτονιά του πλανήτη μας θα αργήσει ακόμη, αφού αναμένεται να προσπεράσει την τροχιά της Γης μας το 2120. Μέχρι τότε όμως οι Περσίδες δεν θα σας απογοητεύσουν καθόλου.
Έτσι από την εξοχή των καλοκαιρινών σας διακοπών, κάθε Αύγουστο, μη ξεχνάτε να κοιτάζετε που και που τον έναστρο ουρανό, όταν μετά την νυχτερινή σας έξοδο, ξαπλωμένοι στην παραλία ή στην αναπαυτική ξαπλώστρα του κήπου σας, ο ουρανός θα σας ανταμείψει με το υπέροχο θέαμα των λαμπερών του άστρων και τις αναλαμπές των δεκάδων διαττόντων που θα τον διασχίζουν από την μια του άκρη στην άλλη. Και παρ’ όλο που η σύγχρονη γνώση δεν μας το επιτρέπει, εν τούτοις όταν δείτε την λαμπερή γραμμή που αφήνει πίσω του κάποιο «πεφταστέρι», μη ξεχάσετε να ακολουθήσετε την άποψη που εκφράζει ο λαός μας, και κάντε μιαν ευχή! Δεν έχετε άλλωστε να χάσετε και τίποτα!

Διονύσιος Σιμόπουλος Επίτιμος Διευθυντής Ευγενίδειου Πλανηταρίου