谁持彩练当空舞

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  最近几年,每年11月份的狮子座流星雨都会引起全球天文学工作者和爱好者的极大兴趣。今年的狮子座流星雨又要到来了,你准备好了吗?
  
  今年狮子会怒吼吗?
  1999年,天文学家阿舍尔和麦克诺特根据流星模型,大胆地预测了1999年和2000年的狮子座流星雨。结果证明,除了流星的最大流量有一些出入外,流星雨出现的时间与预测相当吻合。图一是他们关于2001年的狮子座流星雨模型的示意图。
  从上可以看到,2001年狮子座流星雨期间,地球要与彗星留下的流星物质团“正面相遇”!如果不出意外,很有可能会带来流星雨暴。
  那么具体的预测情况如何、最佳的观测地点又在哪里呢?
  科学家预测:2001年狮子座流星雨有三个高峰,分别是(北京时间):11月18日18:01,每小时天顶流量2500颗,最佳观测位置在中北美;11月19日凌晨1:31,最佳位置在东亚、澳洲,流量9000颗/小时;11月19日凌晨2:19,最佳位置在东亚、东南亚、中亚、澳洲等地,流量15000颗/小时。
  如此看来,流星雨的两个高峰,最佳位置都包括中国在内!而且2001年的天空条件很好,没有月光的干扰,完全可以在黑暗的天空下欣赏壮观的流星雨,大家一定要抓住时机!
  但是,有人对于极大的出现时间有争议,天文学家布朗认为,2001年的狮子座流星雨高峰时间在北京时间11月19日凌晨0:54。


  还有些天文学家对于流量并不乐观,委内瑞拉的非林先生指出,2001年的狮子座流星雨极大在北京时间11月18日凌晨0:30,流量最大350;另外,在2001年8月召开的2001国际流星会议上,有的天文学家预测2001年狮子座流星雨的极大将出现在美洲上空,最高每小时3万颗,而在亚洲最高每小时仅2000颗左右。
  看来,狮子座流星雨出现的时间和最大流量,在它没有到来之前,都是一个谜。
  尽管如此,还是有很多天文学家认为2001年的预计最大流量至少大于几千颗,那么,每小时几千颗的流星暴雨是什么概念呢?
  在天文学术语中,如果在一定天空条件下群内流星数每小时超过1000颗,就可以称为流星雨暴了。粗略计算一下,如果每小时流量1000颗,则平均每分钟约16颗流星,即4秒钟才出现一颗“雨滴”,这样的情况根本连零星小雨都算不上,但是对于流星而言却可以叫做暴雨了。
  具备了这样的知识,有助于我们平衡好自己的心态进行观测。当然如果流量超过一万,则每秒钟都会有若干流星出现,就会有下雨的感觉了。但是这样的流量往往只能持续几分钟,稍纵即逝。
  由于目前对于流星的预测理论和方法还不很成熟,天文学家尚不能准确地把握流星雨出现的时间。因此,根据以往的观测经验来看,不但今明两年对狮子座流星雨都要进行观测,而且如果天气条件允许,从11月16日晚就开始观测,并至少坚持三个夜晚。
  
  如何观测流星雨
  流星雨的观测有很多方法,有目视、摄影、摄像、无线电观测等等。最直接、有效的,也是最经典的方法就是目视观测。我们的眼睛比大多数的观测设备都要灵敏,况且成本投资都很低,的确应该好好利用。
  流星的目视观测方法有很多,这里我们结合国际流星组织IMO推荐的方法进行介绍。
  
  如何判断流星的归属
  夜空中经常会有流星出现,由于形成流星的流星物质进入地球大气层的角度各异,因此流星运动的方向看上去杂乱无章。可是如果这些流星物质是成群地向着同一个方向运动,那么进入大气层的时候,由于视觉透视,它们看上去就像是从天上一个点辐射出来的一样,这个点就称为该流星群的辐射点。
  我们一般用流星群辐射点所在的星座或附近比较明亮的星名来命名这个流星群。如果我们要观看的是狮子座流星,那些运动轨迹的反向延长线不经过辐射点的流星就一定不是我们的目标,把它们称作群外流星。
  那么是不是从这个星座出来的所有流星都是群内的呢?或者只有那些反向延长线精确地经过所谓辐射点的流星才是群内的呢?不是的。
  流星的辐射点一般并不是一个几何学上的点,而是天空中一定范围的圆形区域,这个区域的直径一般来说很小。只有流星轨迹的反向延长线经过这个范围内,它才可能是群内的。严格意义上讲,狮子座流星雨的辐射点范围在2度以内,也就是不超过4个太阳的直径大小。另外,辐射点的位置也是运动的。狮子座流星雨的辐射点每天向东运动1度,参见图二。观测前最好查看一下星图,熟悉当天辐射点的位置,以便观测时确定流星的归属。
  在我们的观测中,不属于狮子座的流星也许属于其他已知的流星群,如果知道它们的归属就应该把其归入其他群。如果不知道,可以记为偶发流星。
  那么是不是所有反向延长线经过辐射点的流星都是群内流星呢?这还与流星的速度有关。我们观测时会发现流星的运动速度各不相同。由于我们观测视线与流星运动方向的不同,即使是同一群流星,目视观测的速度也会不同。通常,流星的出现位置距离辐射点越远,速度就越快,轨迹也越长;流星出现位置越接近辐射点或地平线,速度就越慢,轨迹也越短。根据这个原理可以知道,在辐射点附近出现的流星,如果速度很快或轨迹很长,那么即使它的反向延长线经过了辐射点,也不应属于该流星群。
  
  如何判断流星的亮度
  亮度是流星的重要指标之一,也是我们目视观测时要记录的重要内容。应该记下你所看到的所有群内流星的亮度,至少精确到一等。当然在出现流星暴雨时,你也许来不及逐个估计星等,这时只好记录平均亮度了。
  判断流星亮度可以采用与天空中的星相比较的方法,下表中列出了一些亮星的星等。在观测中,当出现流星的时候,和这些亮星进行比较,就可以估计出流星的亮度。
  
  常见的亮星星等
  要注意,用来作亮度比较的星应该尽量与流星出现的方向一致。这样,流星和比较星可以出现在同一视野中,便于比较,同时,影响我们对流星亮度估计的天空状况等也可以尽量保持一致。
  一般情况下,要记录自己看到的每个流星的亮度,不要只记录亮于某个星等的流星,除非出现了流星暴雨。
  如何测定极限星等
  每个人的视力不同,即使同时观测,看到的流星也不一样多。而每天的天空状况对目视结果的影响也会很大。因此要使观测结果有意义,这些情况就都要记录。首先就是要确定每个人目视观测的极限星等。
  极限星等是在正常目视观测时所能看到最暗的星等。你可以对照星图找到自己可以看到的最暗星,记下星等。但是这个方法不容易操作,效果不好。国际流星组织推荐使用一种更好的方法来估计极限星等,目前大多数观测者都使用,建议大家也学习。
  具体方法是:在天空中某些特定的天区范围内,记录自己可以看到星的数目,然后再查表,以确定此时的极限星等。国际流星组织提供了这些特定天区的范围划分,以及极限星等的对照表,可以在他们的网页上找到:http://www.imo.net。大家可以事先熟悉几个这样的天区,在实际观测中查一查该天区内的星数,并记录下来,观测结束后再查表。
  每个人的极限星等都会随时发生变化,天空状况也会改变,因此观测中应该不断地确定自己的极限星等并记录下来,一般可以间隔一个小时左右。还要注意不能在最后将所有时间内的极限星等取平均,只记录一个值。
  如果极限星等比较差,就不应该继续观测了。专家们普遍认为极限星等好于5等的流星观测数据才有意义。当然流星雨暴出现的时候可以例外。
  如果你的眼睛近视,一定要戴上合适的眼镜。即便是你的眼睛一般不需要戴眼镜,配带一副50度的近视镜,将会十分有助你看到更多的流星。我就有这样的眼镜,可以把我的极限星等至少提高1个星等。
  
  视野和天空状况
  观测流星的时候,我们的视野方向在一定的时间段内要固定,并记录下自己视野的中心位置,用赤经和赤纬表示。
  如果大家一起观测,可以各自负责一块天区。即便别人观看的天区出现了流星,也不要随意转过去,以免会错过自己天区中出现的流星。这对于观测者的确是一个考验。
  另外,应尽量选择没有障碍的环境进行观测。视场中被遮挡的情况要记录下来,采用占总视场的百分比来表示。如果视场中被遮挡的范围超过了20%,就应该中断观测,也可以改变观测方向。当然在出现流星暴雨的时候可以例外。
  
  流星计数
  应该尽量记录每个流星的情况,包括出现的时刻。实际上,在上报的数据表格中必须要提交的是:每个时间段内流星的数目,以及它们的星等分布。可见重要的是流星的计数。
  计数的方法有很多,观测中可以采用:只记录每个时间段开始和结束的时间,以及该时间段内出现的每颗流星的亮度,观测结束后再整理。
  如果出现流星暴雨,可能会来不及逐个估计星等。在1999年的狮子座流星雨观测中,我就曾遇到同一瞬间出现4颗群内流星的情况,简直是眼花缭乱,幸好接下来的几秒钟内没有再出现流星,可以在脑海里快速回顾刚才的流星亮度并用录音机录下来。总之,此时的流星计数,可以灵活处理。
  当流量超过每分钟30颗,你的感觉就是每秒都有流星出现,此时可以几秒钟作一次记录:“三个3等、五个1等......”;当流量达到每分钟50颗以上,就会经常感觉每秒有几个流星,此时已不可能估计星等,只能计数:“5个、3个、6个......”;当流量达到每分钟100颗以上,连估计具体数字都有困难了,你可以尽量的估计并“10、20、10......”的报出,或在录音时采用某种特定的声音,例如“哔”代表10个、“哒”代表20个 等。一段时间后,在流量较小的时候,再大概估计出刚才出现的流星的亮度各占多大的百分比,事后对录音进行整理。
  
  填写报表
  目前有几种流星观测的报表,最常采用的是国际流星组织IMO的格式,在www.imo.net上可以找到。填写时应注意:要使报表数据有意义,观测条件一般必须满足:辐射点在地平高度30度以上、极限星等要好于5等、视场遮挡小于20%,观测时段最少1小时。
  另外,报表只能反映单个人的数据,不要几个人共填一个表。如果是几个人一同观测,应该分别填写自己的所见并上报。这是一定要注意的问题。
  关于表格中时段的划分,对大流星雨一般可以用1小时为单位,而对狮子座流星雨可以用15分钟或30分钟,以便于仔细分析流量的变化。另外,注意每隔一定时间,调整一下观测视场的中心位置,测定极限星等,并作记录。观测一段时间应该休息一下,活动活动,应该将此段停止观测的时间记录下来,从总时间中扣除。
  报表填写完应尽快发送给国际流星组织,以免错过专家利用这些数据对流星群进行初步分析的时间。★
  
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