在哪能看到流星雨

【專家解說】：根據(jù)預(yù)報，回歸周期為33年的獅子座流星雨極大期應(yīng)于世界時1998年11月17日19時至21時，即北京時間11月18日凌晨3點(diǎn)到5點(diǎn)之間出現(xiàn)，東亞地區(qū)處于最佳觀測位置。 上次回歸于1966的獅子座流星群曾出現(xiàn)了壯觀的流星暴雨。在媒體的炒作下，我國廣大群眾對于98年獅子座流星雨十分關(guān)注，熱情高漲，屆時全國各地冒著嚴(yán)寒在外觀看流星的人數(shù)達(dá)到數(shù)十萬之多。但遺憾的是并沒有看到人們想象中的“暴雨”奇景，又有傳聞?wù)f流星雨提前出現(xiàn)，于是天文學(xué)家一時成為人們攻擊的對象。 其實(shí)對于天文學(xué)家來說，流星雨出現(xiàn)的準(zhǔn)確預(yù)報一直是十分困難的事情，實(shí)踐證明觀看流星雨應(yīng)在預(yù)報極大時刻的前后幾天中進(jìn)行，本來就不應(yīng)該象趕火車一樣，掐著鐘點(diǎn)坐等流星“暴雨”出現(xiàn)。很多媒體忽視了這一不可預(yù)測的因素，一部分天文普及工作者也沒有積極宣傳，造成了尷尬的局面。 筆者親自觀測了98年的獅子座流星雨，事后又通過互聯(lián)網(wǎng)考察了國內(nèi)外關(guān)于此次流星雨的觀測報告，尤其是國際流星組織的全球觀測分析，受益非淺，欲糾正公眾中的誤解，遂成此文，愿與愛好者朋友們共同研究。 神秘回歸 1998年11月18日，人們結(jié)束了獅子座流星雨極大期的觀測時，有這樣的報道，在中國青海德令哈觀測的中外科學(xué)家于北京時間11月17日5時36分-10時24分觀測到每小時流星為140-150顆；而美國天文學(xué)家費(fèi)茨西蒙報告說他們北京時間17日11時36分在美國西部加州帕爾瑪觀測到每小時1000顆流星，而后逐漸增加到北京時間17日12時35分的每小時2000顆；其他一些觀測者則報告說在北京時間17日16時40分至18時48分出現(xiàn)了423顆；然而，到北京時間17日17時7分-19時15分的兩個多小時中，美國的愛倫·海爾只看到126顆群內(nèi)流星。 當(dāng)時根據(jù)與此類似的數(shù)據(jù)，有分析指出“98年獅子座流星主體部分提前于北京時間11月17日13時左右達(dá)到最大，每小時流量2000顆?！? 一時間怨聲四起，尤其是在對獅子座流星雨的表現(xiàn)曾寄予了很大希望的中國，掃興而歸的群眾失望情緒轉(zhuǎn)變成對天文學(xué)家預(yù)測失誤的嘲笑，認(rèn)為自己被愚弄了。 但事情并非如此簡單，隨著全世界觀測者們提交的觀測報告越來越多，真相也越來越清楚。目前經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，我們可以看出上面匆忙間所下的結(jié)論是不準(zhǔn)確的，對天文學(xué)家預(yù)測的驗(yàn)證存在著誤解。 澄清事實(shí) 設(shè)在德國的流星權(quán)威機(jī)構(gòu)棗國際流星組織收集了98年獅子座流星雨全球217個正規(guī)目視觀測者在858個小時、共1500個觀測時段中47000個流星的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家們認(rèn)為此次獅子座流星雨的觀測是有史以來最為成功的一次，從有效的數(shù)據(jù)出發(fā)，他們終于為1998年獅子座流星雨作出了科學(xué)的分析，澄清了事實(shí)。 首先，上面提及的每小時流星流星流量的最大值有誤。國際流星組織目視觀測委員會主席阿爾特先生在98年12月的獅子座流星雨數(shù)據(jù)分析報告中指出，源自一位天文學(xué)家每小時2000顆流星的報道存在著問題。原因是這位天文學(xué)家并沒有按標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行流星觀測，僅是根據(jù)偶然在一秒鐘內(nèi)看到幾顆流星的情況去想當(dāng)然地估計每小時的流星數(shù)。其實(shí)對于低強(qiáng)度的流星活動，這種偶然現(xiàn)象并不能代表在一個時段內(nèi)的平均水平。全球在同一時間所有進(jìn)行常規(guī)觀測的其他觀測者的結(jié)果都表明每小時的亮流星數(shù)最高在300-500顆左右。 其次，峰值時刻的預(yù)報沒有錯，并沒有提前十多個小時。雖然17日8時到20時觀測到亮流星的高強(qiáng)度活動大大出乎科學(xué)家們的預(yù)料，但是由較暗流星形成的峰值的確發(fā)生在北京時間18日凌晨，每小時最高近200顆，只是相當(dāng)?shù)牟幻黠@而已。為什么會這樣呢？這要從獅子座流星的組成特點(diǎn)說起。 兩種流星 一般認(rèn)為，獅子座流星主要由兩種物質(zhì)組成，一是被稱為“暴雨”的部分,由新噴出的流星物質(zhì)組成，它們存在不到兩、三個回歸周期。這部分的物質(zhì)顆粒大到可形成火流星，而大多數(shù)都極其細(xì)微。它們出現(xiàn)在地球穿越彗星軌道時刻前后?！氨┯辍狈逯党霈F(xiàn)時刻每年有一定的差別，觀測表明，1998年的“暴雨”部分高峰出現(xiàn)在北京時間11月18日凌晨4時30分，每小時天頂流星流量約為180，出現(xiàn)時刻與預(yù)測基本一致，并未提前。 可見，天文學(xué)家對于流星雨高峰時刻的預(yù)測并沒有錯，因?yàn)樗麄冎傅亩际前盗餍俏镔|(zhì)組成的這一部分。在這一點(diǎn)上與公眾普遍的印象有一定的出入，這是事先媒體沒有著重指出，而造成誤解的重要原因之一。 第二種是被稱作“背景”的流星雨部分，典型特點(diǎn)是有明亮的流星出現(xiàn)。這些顆粒物質(zhì)已存在了好多個回歸周期，由于引力擾動和太陽輻射壓力對較小顆粒的影響比大些的顆粒要強(qiáng)，結(jié)果就使得大的顆粒得以保留，而小的顆粒慢慢失散，因此在與地球相遇時往往出現(xiàn)明亮的流星雨。由于軌道的漂移現(xiàn)象,“背景”部分流星物質(zhì)在空間的分布相當(dāng)寬闊。 1998年獅子座流星雨的特點(diǎn)之一就是有很強(qiáng)的“背景”流星---亮流星。觀測數(shù)據(jù)表明在北京時間11月17日晨9時30分達(dá)到最大，每小時天頂流量340顆左右。西亞地區(qū)位于最佳觀測位置，而東亞地區(qū)在天亮前能夠觀測到明亮流星出現(xiàn)的高峰前期。 我國的許多愛好者的確在11月17日凌晨觀看到了壯觀的火流星場面，并拍攝到了珍貴的火流星照片，而西亞地區(qū)卻由于天氣等客觀因素影響并沒有獲得更多有價值的數(shù)據(jù)。從這個角度來說，天氣晴朗的我國北方大部分地區(qū)此次具有觀測流星雨全球較好的條件，我們沒什么可遺憾的。 98“雨”情 圖一是1998年獅子座流星雨每小時天頂流星數(shù)量ZHR隨時間的分布情況。ZHR的含義是在理想的觀測條件下，即目視可見最暗6.5等星，流星輻射點(diǎn)位于觀測者頭頂上時每小時可觀測到的流星數(shù)量。 由于有了獅子座流星雨極大前后兩周的觀測數(shù)據(jù)，圖中的曲線相當(dāng)平滑，誤差也很小。從圖中可以看出，在太陽黃經(jīng)λ=234.5°即北京時間11月17日9時30分ZHR達(dá)到極大值250±3。排除輻射點(diǎn)較低的觀測數(shù)據(jù)，進(jìn)一步的分析可以得到ZHR最高達(dá)到340。 我們還可以注意到第二個高峰的出現(xiàn)，雖然對于現(xiàn)場觀測者來說很難發(fā)現(xiàn)，但從數(shù)量指數(shù)r（下面將介紹）的明顯增大可以看出的確有流星增強(qiáng)現(xiàn)象的出現(xiàn)。從圖中可以看出在太陽黃經(jīng)λ=235.308°±0.010°即北京時間18日4時30分處有一個短時間峰值ZHR=180±20，出現(xiàn)的時間寬度為45分鐘左右，這正是天文學(xué)家們預(yù)計流星“暴雨”出現(xiàn)的時刻，當(dāng)然ZHR值比即使是最悲觀的預(yù)測都要低。 火流星夜 流星觀測中有一個重要的參數(shù)：數(shù)量指數(shù)r。r代表每暗一個星等所出現(xiàn)的流星數(shù)量增大的倍數(shù)。r越小，亮流星所占比例越高，當(dāng)r等于1時說明完全沒有暗流星出現(xiàn)，全是亮流星。一般較著名的流星群的r值多大于2.5，歷史上獅子座流星群的r平均為2.0。 從觀測數(shù)據(jù)和記錄可以看到，98年11月16日到17日出現(xiàn)了大量的獅子座火流星，最亮的當(dāng)屬在中國香港觀測到的-20等的一顆，其亮度直逼太陽?；鹆餍沁^后形成了許多漂亮的余跡，給觀測者留下了十分深刻的印象，相信對于沒有見過流星“暴雨”的絕大多數(shù)人來說，獅子座流星的特點(diǎn)就是明亮的居多，98年11月17日黎明前，我國的愛好者就欣賞到了這場壯觀的火流星表演。 圖二是1998年獅子座流星雨的數(shù)量指數(shù)r隨時間的變化情況。從圖中可以看到觀測到的數(shù)量指數(shù)曾一度低至1.19，意味著幾乎都是亮流星，而且出現(xiàn)在流量最大的時刻。在歷史上，出現(xiàn)r值如此小的情況非常少見。 天文學(xué)家們認(rèn)為這一情況的出現(xiàn)與觀測者的心理作用很相關(guān)。對于大多數(shù)沒有見到如此大量的明亮流星的觀測者來說，當(dāng)時的心情普遍是十分興奮的，注意力放在能留下深刻印象的火流星上，不覺間忽略了更大量的較暗的流星。筆者也有幸看到了17日凌晨的火流星，同樣只記數(shù)了亮流星，竟然沒有注意到有多少暗流星。這正是造成每小時流量不如人們預(yù)計之大的重要因素之一。 值得愛好者注意的是，在分析只記錄亮流星而沒有暗于2等的流星數(shù)據(jù)時，無論記錄的量多還是少，都得不到什么有價值的結(jié)果。因此不要再犯這種“一葉障目，不見泰山”的錯誤了。從這個角度上講，攝像觀測的確是比較客觀反映流星情況的方法。 11月17日13時以后出現(xiàn)了較大的r值，通過圖二看出在北京時間18日0時40分到4時50分之間，數(shù)量指數(shù)幾乎為常數(shù)2。這部分代表了獅子座流星群的新生物質(zhì)，正是天文學(xué)家們所預(yù)計出現(xiàn)流星雨的主要組成部分，只是平均亮度較低，沒有引起觀測者的普遍注意。 期盼99 關(guān)于獅子座流星雨，這里天文學(xué)家們將1998年的結(jié)果與1965年的進(jìn)行了比較，得到了一個令人興奮的結(jié)論：1999年“獅王”仍將有上佳表現(xiàn)。 1965年的觀測數(shù)據(jù)很少，那時的ZHR也比1998年的小，最大只有100左右，發(fā)生在太陽黃經(jīng)λ=234.5°，數(shù)量指數(shù)最小約1.7。那一次在夏威夷和澳大利亞人們注意到有很多明亮的流星，三小時中出現(xiàn)了38顆，平均亮度達(dá)到-3等。雷達(dá)觀測也與目視和攝影觀測相吻合。 圖三是1965年和1998年獅子座流星雨目視觀測結(jié)果數(shù)據(jù)的比較。細(xì)線條是1998年的數(shù)據(jù)，而粗線條是1965年的。 盡管1965年的數(shù)據(jù)缺乏全球分析，然而當(dāng)時雷達(dá)、目視和照相觀測的情況都與1998年有著極其相似之處：二者都有較低的數(shù)量指數(shù)r，出現(xiàn)的兩個高峰的時刻也符合的很好。 從這一比較分析，我們有理由預(yù)計1999年會出現(xiàn)類似于1966年的情況，即獅子座流星雨仍將有較強(qiáng)的活動，出現(xiàn)流星“暴雨”的可能性仍然存在，當(dāng)然，實(shí)際達(dá)到的流星極大流量是很難預(yù)測的。 一點(diǎn)隨想 從群眾關(guān)注的流星雨現(xiàn)象入手，調(diào)動公眾的興趣，開展多種形式的科學(xué)普及活動，是一件很有意義的事情，但需要的是客觀的科學(xué)作風(fēng)和持之以恒的奉獻(xiàn)精神。對于已經(jīng)出現(xiàn)、尤其是曾引起爭論的重大天象在群眾中進(jìn)行正確的解釋和宣傳是一種對社會負(fù)責(zé)的態(tài)度。 回顧過去，我國98獅子座流星雨觀測活動是一次規(guī)?？涨暗奶煳目破杖罕娀顒樱瑢Υ龠M(jìn)天文知識以及相關(guān)科學(xué)知識的傳播起到了積極的作用，廣大群眾踴躍參與天文觀測活動體現(xiàn)了我國公眾科學(xué)文化素質(zhì)有了大幅度的提高。 在1999年中，希望科普機(jī)構(gòu)和媒體能夠采取更加冷靜和客觀的宣傳方式，積極組織，開展更有意義的群眾科普活動，而天文愛好者們更應(yīng)作好充分的準(zhǔn)備，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，迎接99年的獅子座流星雨。