流星雨观测

531光电网 / 2004-10-26

流星雨无疑是一个有趣的天象，为得到流星雨的全景图像，不能只重视高峰期的观测，峰前峰后的观测也很重要。观测主要有以下几种方法：
目视观测
照相和摄像观测
望远镜观测
无线电观测
火流星的观测
目视观测

常见流星雨的观测

  一台录音机每小时至多可以记录500颗流星，也就是每分钟要记8颗。因为流星的出现是随机分布的，也可能每分钟有15颗流星出现，平均的出现率很难确定，即使象限仪座、英仙座或双子座这样一般的流星雨，也会让你一会儿在1－2分钟内不停地记录，一会儿在一阵沉寂中无所事事。

  录音机始终不要停，看见一颗流星时，只要对着麦克风报出星等就可以了。如果流星出现率超过200颗/小时，个别的流星星等的估计误差造成的影响很小，所以即使对估计的流星星等不很确定，也不要停止报出星等。如果一个观测点所有的观测者都这样做的话，就可以得到很好的统计结果。

  对极限星等的估计常会被流星出现打乱，建议在极限星等的估计时停止观测。当许多流星同时出现的时候很难停止记录，但这样的情况仅会持续1－2分钟。要记住最终流星的ZHR(天顶每小时出现率)值的准确性主要取决于对极限星等的合理估计，要有规律地在观测过程中估计2个极限星等天区。
强流星雨的观测（HR＝500－4000）

  强流星雨的出现率平均每分钟8－67颗，换句话说就是让你处于不能合理地记录流星星等的尴尬之中。每小时4000颗流星大约就是每秒出现一颗流星，由于流星出现的随机性，每秒有3－4颗流星要记录也有可能。

  这时要尽可能长时间的记录流星星等，不必担心你的估计缺乏准确性。记录的流星数目越大，你的结果就越具可统计性。另外，不要每记录一次就停下录音机，让录音机一直开着，到时可以从播放的时间推出当时的观测时间；同时为了作时间校准，还要录上观测开始和结束的时间。这样观测完之后你的录音带上就应该有一个准确的起始时刻，然后是许多的星等或哨声的录音，最后是确切的观测结束时刻。
流星暴的观测（HR>4000）

  平均每秒1－2个流星可以通过向录音机发出“哔哔”声来作录音记录。出现率更高时，加上流星出现的不均匀性，不可能用录音的办法一个一个的记录，可以每10个记录一次，也就是说当你印象中有10个流星出现时，就录一声“哔”。与2中一样，还要录下开始和结束的时间。另外一个方法曾用于1966年的流星雨观测，观测者盯住观测天区，一秒钟后，估计看到了多少颗流星。当时最大估计值达到了40颗/秒。这种方法不很精确，因为对一秒钟的长度和流星的数目的估计都不会很准确。

照相和摄像观测

  尽管对于目视观测者来说，非常强的流星雨非常令人兴奋，但这种情形更适合于作照相和摄像观测。摄像机是用不带感情色彩的电子来记录图像的，无论是一个小时一颗流星还是一秒钟出现一颗流星对摄像机来说毫无区别。

流星活动曲线

  摄像观测主要是测定流星体的活动并计算流星群的流量。广角摄像机和肉眼一样有较大的视场和一定的极限星等，可以记录大量的亮流星。从亮流星与较暗流星的比率我们可以推出流星群内不同大小粒子的混合比。而且因为与目视观测的相似性，广角摄像观测结果是用来校准1966年的目视观测数据的首选。
一般的摄像机和电视摄像机的视场较小，但能记录下较暗的流星，由此得到的数据可以将广角摄像系统获得的流星流量曲线拓展到产生暗流星的较小的流星体的范围内。这样我们就能发现流星雨是否在一定的星等截止或肉眼看不到的流星数目是否持续以指数增长。

  最后，采用一组不同镜头的摄像系统可以在15个星等的亮度范围内研究流星活动－从－7等的火流星到最暗的7等的流星。建议同一地点的摄像观测者应合理安排观测以获得对不同大小粒子产生的流星体的资料及更多的流星信息。

  如果没有摄像机，照相观测也可以为强流星雨活动的流星群流量的估算提供数据。遇到强流星雨，在活动高峰期应露光5分钟，高峰前或后应增加露光时间到10或20分钟，整个观测过程中应用同一卷胶卷。

流星群轨道

  观测流星雨另一个目的是通过流星雨的轨迹来测定流星群的轨道。为此最好采用照相观测，尽管摄像观测可以按星等大小顺序记录更多的流星，但精确度肯定比不上照相观测。这主要是因为照相底片上的感光物质的空间分辨率比图像增强器的荧光屏高10倍。观测强的流星群活动可以获得足够数目的流星照片，从而算出最佳的流星群轨道。

其他一些目的

  通过摄像和照相观测，可以获得大量亮流星的资料，从而开展一些特定的研究。高分辨率的流星光谱非常少见，主要是捕捉足够亮的流星的机会极小。用高精度的光栅，探测器的极限星等要比流星成像时低3个星等。所以，要想得到流星光谱，在缺少强流星雨活动的时候，需要几小时（摄像观测）甚至几千小时（照相观测）的守在仪器旁边。即使在英仙座流星雨期间，平均最长露光时间也在几十分钟到几十小时之间。在高于一般流星雨好几个星等的流星暴期间，才有机会在一个观测夜里得到几条高质量的流星光谱，从而可能将单个流星体的光谱与大量的统计样本的差异作出评估。

  摄像观测和照相观测的另外一个特别的目的是记录下久现流星余迹。流星雨主要是由来自于彗星的高速流星群引起的，这将会产生大量的久现流星余迹，有时会在几十分钟内可见。流星体的数目越大，记录下亮的久现流星余迹和其被高层大气扭曲的机会就越多。摄像机可以记录下流星余迹所有细微的变化，而通过长时间的露光，照相设备可以记录下目视和摄像观测已不可见时余迹的发展过程。如果你有一个光栅或棱镜，但没有摄像机，应该考虑将它们装在照相机上，在非常亮的火流星出现并留下一条持续几十秒的余迹时进行拍摄。流星余迹的光谱极其稀少。

  在流星雨的观测中，摄像机和照相机或许可以给你带来终身难忘的纪念品。1966年狮子座流星雨的那张有70多个流星的照片不但在流星观测者中赫赫有名，在整个天文爱好者中也引起了轰动。所以请珍惜每一次机会，使你能成为幸运者！

望远镜观测

  为了得到更完善的流星雨的图象，有必要在各种亮度范围内观测流星。能被望远镜看到的流星要远远超过肉眼，可以提供比目视更暗的流星的信息，对业余观测者来说也是获得暗于6等的流星信息唯一的方法。
主要的目的是测定在整个过程中暗流星群的流量，而不仅仅只在高峰期；还有就是测定流星进入高峰活动的时刻。如果要选用天文望远镜或双筒望远镜，1）要选用大视场的（最大达70度）；2）要选用合适的仪器来探测尽可能暗的流星。

一般的流星活动（HR<30）

  根据以往的经验，在暗处用笔作图最多每小时可记录25－30个流星。对于低于30个每小时的采用标准的笔画技巧，可选两个天区，每个视场约30分。合适的IMO (国际流星组织)天区图是123和147，80和146，81和145，103和146。记录和画流星路径所用的时间也要记下来，这对流量测量也是很重要的。如果流星出现的频率不是太高，不要忘记画出久现á÷D?óà?￡ 的扭曲。
如果出现率太高，要运用下面的技巧。

较强流星活动（HR＝30－500）

  每小时30－500的流星出现率对笔画记录太高了，在给定的时间，与目视观测相比，记录天区小，望远镜观测相对来说较容易，至少观测到流星出现率会更低。然而，望远镜的流星出现率要早于目视观测发生。

  选取一个天区，尽管在IMO天区可以作出极限星等的估计，但这里不必是IMO选定的天区，重要的是要有不同亮度的恒星，而且位于流星辐射点以上10－20度。观测过程与目视观测一样，但需要一些特别的技巧。如果对运用录音机不熟悉，需要预先练习。用视场内的几个恒星作出极限星等的精确估计很重要，而且需要经常作出估计。对那些自己选定的天区，不知道观测天区内恒星的星等，应估出目视极限星等。

  记录看到的流星的星等时，应把与流星雨无关的偶发流星除外。这样在一阵流星来的时候可以节省些时间，估计流星星等的速度要快，所以对所选天区的恒星星等要比较熟悉。最好在流星雨活动开始的时候先练习一下这个过程。

强流星雨（HR＝500－4000）

  参照相应的目视观测注意事项。如果流星出现率达到几秒一个或一秒一个，只记录星等，甚至连星等值前的“＋”号也可省略。星等值为负的流星相当少见，如果出现的话，应暂停下来等眼睛重新适应后再观测。

流星暴的观测（HR>4000）

  即使你能连续观看流星，在这样的出现率，你必须长时间的保持不闭眼睛。如果观测者能在流星暴发生时，能对眨眼睛的时间作一些测量，是很有价值的。可采用目视观测中的记录方式，出现一个流星，对录音机说一声“哔”。天文望远镜的观测中对流星计数应比目视观测计数容易，因为视场较小。

无线电观测

  无线电流星散射仪（radio meteor scatter）是连续观测流星的理想仪器。流星余迹可以将远处发射器的无线电信号反射回地球，所以当一颗流星出现，有时可以接收到一小段2000公里远的无线电台发出的广播信号。

  这种观测技术在业余观测者中发展很快。近年来，一些团体开始使无线电观测自动化，用电脑来记录收音机接收到的信号，但理论上尚不完善，业余的无线电观测仍处于试验阶段。

火流星的观测

  明亮的火流星划过夜空的景象的确令人难忘。即使是受过良好训练的观测者也可能会被大自然的美所折服而忘记记录数据，或者因心绪激动而出错。而且火流星相对少见且出现无法预测，所以无法做火流星的观测练习。亮的流星可以比一般的流星提供更多的信息，要有统一的记录方式，并知道该记什么。

  火流星一出现，要看看钟表定下时间，最好准确到秒，事后钟表要与标准时间校对一下。接下来，趁对流星余迹的印象尚未模糊之际记下余迹运行的表观路径。如果你将观测数据记录在磁带上，或者只是目睹而未做记录，至少应该标出流星余迹经过的3个主要的点。然后你应记下其它一些观测数据，如碎片，颜色，表观速度，闪光和声音。最后，记下表观星等，这通常比较好记。当火流星的非常亮，超过四分之一月亮的亮度（大约－9等或－10等）时，记录的准确性可能较低。这时要作一些比较性的描述，如“亮过满月”，或星等范围（例如：在－11到－14之间）。如果可能，应记下所有星等的变化（亮度曲线）。

  这里要特别提一下流星发出的声响。曾有过记录很少，但这方面的信息很重要。声音在空气中传播的速度比光速慢得多，所以正常的声音应在光学观测后几分钟才可以听到。在记录上面提到的观测数据的同时，应准备收听流星发出的声响。流星发出的声响源自低于60公里高度的弹射轨道上，可能会有“嘭”或“嗖嗖”的声音，或者别的一些响声。当然，在作光学观测的同时也会听见一些声音，这并不是幻觉。这些不寻常的声音看来产生在流星轨迹的高端，源自于与极低频的无线电波的作用，产生的波以光速传播，在遇到绝缘物质如大质量的物体和大气层的电子活动时，便被转化成声波为我们听到。

  要辨认并除去非流星发出的声响，如：汽车，飞机，其它一些机器或动物发出的声音。据研究，当火流星的星等亮于－8等，有可能发出声响。

  火流星的照相观测可以得到一些有用的信息，但目视观测仍是必需的。只有少数的照相观测有时间的记录，而确切的时间记录对日后的计算至关重要。更进一步，照片无法给出火流星的真实的颜色、久现流星余迹和声音方面的信息，而且火流星碎片方面的数据也无法从静态的照片中得出。

  流星体与大气中粒子的碰撞会引起二者的物质蒸发和电离，也有一些原子能态（亚稳能级）可能会存在几秒种。这些能级的辐射会在很长时间内可见，形成久现流星余迹，在流星体消逝后呈现在夜空之中。大的流星体进入大气层时会在其弹射轨道的尾迹上留下大量不发光的物质，形成所谓的流星烟迹。有两种机会可能看到流星烟迹：一是在白昼流星出现时，伴随流星划出的明亮的轨迹会看到流星烟迹；一是在傍晚时，天光已经减弱，可以看见流星烟迹。即使很晚有些流星余迹出现的高度仍能被太阳照亮，使得余迹看起来很亮，这两种余迹会沿着流星体的弹射轨道产生在20公里的高度，强风会使余迹在相对短的时间内发生变化。

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