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流星雨观测基本知识详解

  首相声明一点:天文学中的绝大多数流星雨,都不会出现大家心目中那种“星殒如雨”的场面,如果你只想看到这种场面并且只认为这种场面才算是流星雨的话,那么基本上这辈子也没有一次机会(原因后文详述)!
   ●一些基本概念解释:
   1.理想观测条件:指天空非常晴朗,大气透明度非常好,天空完全黑暗,没有任何人为的光污染,没有月亮时的观测条件。
   2.星等:表征星星亮度的一个量。我们把理想观测条件下正常人肉眼能看到的最暗的星定义为6等星。星越亮,这个数字就越小。比如北极星是2等星,织女星是0等星,天狼星(全天最亮的恒星)是-1.4等星(你没有看错,是负数星等和小数星等)。星等每差1等,亮度相差2.512倍,这样1等星就比6等星亮100倍(2.512的5次方)。
   3.目视极限星等:表征观测条件好坏的一个量,指你在所处的观测条件下肉眼能看到的最暗星的星等。理想观测条件下的目视极限星等为6等,观测条件越差这个数字越小。在一个大晴夜没有月亮时,偏远的农村目视极限星等能接近6等,城市近郊目视极限星等大约4-5等,小城市中大约3-4等,而像北京这样的大城市中,一般就只有2等甚至更小。
   4.极大和爆发:所有流星雨都不是只在某个时刻才能看到的,而往往是连续好几天甚至一个月都能观测。但是大多数时候流量都很小,只在一个相对很小的时间段里才会有大量的流星雨出现,这时我们称之为该流星雨的极大;而爆发主要是针对一些周期性流星雨而言的,它们在大多数年份里,就算极大时流量也很小,但在某几年却有可能出现流量特别高的极大,这就是爆发。
   5.流星雨的辐射点:流星雨看起来都是从天空中同一个点发射出来的,这个点就叫做辐射点。其实这是因为透视造成的。流星雨时所有流星体的运动方向都是平行的,但就像我们站在铁路上往远方看两条铁轨交汇于一点一样,看起来这些流星体就好像从一个点发出来往四面八方而去。反过来,判断一颗流星是不是该流星群内的,只需看其反向延长线过不过那个辐射点。
   6.ZHR:表征流星雨大小的一个量,指在理想观测条件下,流星雨的辐射点位于头顶正上方时,每小时能看到的流星数量。如果目视极限星等到不了6.5等,或者辐射点不在头顶,能看到的流星数量都会减少。
   7.流星雨的命名:我们一般用流星雨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,例如狮子座流星雨的辐射点就位于狮子座中。
   ●我们每年能看到哪些较大的流星雨?
   目前每年会发生的较大流星雨科学家们都已经掌握了。翻阅06年的《天文普及年历》,能看到31个流星雨的预报。其中有18个的ZHR都小于10!这样的流星雨就算在极大时在理想观测条件下每小时也只能看到几颗,观测条件一旦稍差有可能一颗都看不到,显然不推荐大家观测;另有5个流量很不稳定,极难预测,大多数年份ZHR可能也是不到10,但突然遇上爆发有可能到几十甚至数百(比如前不久炒得很厉害的天龙座流星雨爆发时甚至可以上千),这种没准的事情天文工作者比较喜欢监测,但也不推荐普通爱好者观测;还有4个流星雨ZHR在20—100之间,这样的流星雨就比较值得有专业精神爱好者观测了。剩下4个中,狮子座流星雨比较特殊,后文详述,这样就还剩下3大ZHR比较稳定且能上百的流星雨:1月初的象限仪流星雨、8月中旬的英仙座流星雨和12月中旬的双子座流星雨,它们才是普通爱好者每年值得观测的流星雨。
   当然,不是说这三次流星雨每年都一定能很好的观测,因为还有其他许多因素影响:
   1.月亮。这个巨大的光源我们是无论如何避不开的,所以具体到某一年要准备观测流星雨时,还要考虑当时的月相,只有在极大时月亮已经落山或者尚未出来时观测效果才会比较好。比如2006年的3大流星雨中,8月13日的英仙座流星雨极大就受月光影响很大,不适合观测。
   2.极大时刻在我们当地是白天还是晚上。如果是白天,因为预报的不准确性,倒是也可以监测,但是效果多半会大打折扣。
   3.极大时的天气状况以及观测地的情况。如果天阴或者没法到郊外观测只能在城市里,那基本就不要指望看到什么了。
   到这里,大家终于明白一年要看一次像样的流星雨是多么不容易了吧!
   ●当之无愧的流星雨之王——狮子座流星雨
   这个著名的流星雨几乎是唯一一个能给人真正“星殒如雨”感觉的流星雨(当然天龙座在大爆发时也勉强可以给人这样的感觉),它在历史上爆发时曾经达到过上10万的流量!你可以想象一下,10万/小时,1小时3600秒,意味着平均每秒都能看到将近30颗流星,并且这个流星雨中火流星(就是那种特别亮的流星)很多,那是何其壮观的场面!不过它的爆发有个简单的33年的周期,也就是说,每过33年,我们才有连续的三四次机会目睹这样的爆发,平常年份这个流星雨的ZHR也就10—100。
   上一次的爆发预计在1999年前后,结果人们从1998年监测到2002年,其中:
   1998年的ZHR达到了400,但比预报提前了一天,大多数人都错过了;
   1999年,科学家修改了预报模型,成功预报了这次的流星雨。不过这一年的爆发时刻是北京时间18日中午,中国爱好者没能观测到精彩的爆发,欧洲方面的观测显示ZHR达到了3700!这就已经是很强的流星暴雨了;
   2000年,这个流星雨的ZHR又回落到了几百的量级,并且当时北京下雪,所以也没能进行很好的观测;
   2001年,中国的爱好者苦等了4年,终于盼到了一次最好的观测机会:极大时间11月18日晚上,没有月光干扰。而狮王也没有让我们失望,发出了一次真正的怒吼——ZHR达到了10000以上!!!所有在11月18日晚上观测过这次流星雨的人相信都是终生难忘。很幸运的我观测了这次流星雨,那晚我没干别的,一直仰着脖子看流星,同时大声地说出流星出现的方位、亮度、速度以记录到录音机里。我的嗓子一刻都没有休息的机会,因为流星总是在不断的出现,各种各样的火流星,有时几颗一起出现,有些颜色是绿色的,有些能划过整个天空落进地平线,有些出现以后还会再次爆炸改变轨迹,有些亮到可以照出人的影子,有些会在空中留下十几分钟不散的余迹……那晚我几乎完全疯狂了,脖子仰累了,就干脆躺在冰冷的地面上;嗓子沙哑了,喝口水接着来。很多同学一开始看到那么多流星也很激动很热情地观看,到后来却一个个都“恶心”得不想再抬头了——实在太多了,都看腻了!!!当然,我是看不腻的,一个天文爱好者面对这么壮观的天文现象怎么可能看腻呢!狮子座流星雨真是上帝赐予人类的珍贵礼物啊!!!直到天色发白我们坐车往回返的时候,在车里透过窗户还能时不时地看到火流星呢!
   2002年,据预报也会有很高的流量,不过极大时刻在北美一带,且有满月干扰,观测条件不佳。最终墨西哥方面的报道显示每小时也能看到1000多颗流星,这在满月的干扰下已经是相当恐怖的流量了!
   然后,狮子座流星雨就暂时销声匿迹了,下一次爆发按常理应该在2033年。可是这个周期不总是那么准的,因为这个流星群还受其他很多因素影响。据预测,2033年和2066年,狮子座流星群受木星引力摄动的影响,将不会有所作为。那两次也许会有小爆发,但不大可能出现2001年那样壮观的场面。真正的下一次大爆发,很可能要等到2099年去了。换句话说,虽然很遗憾,我也要告诉大家:绝大多数现在正在看这篇文章的人可能此生都见不到那种真正“星殒如雨”的流星雨奇观了。
   结论:所以,如果想在有生之年真正看一次流星雨,也就务实点,挑一个预报机会确实很好的普通流星雨,做好充足的准备工作,仔细的找一个理想的观测地,然后踏踏实实的看一晚上吧!如果在爆发时你一小时看到了50颗以上的流星,那就是相当相当不错的成绩了!知足吧!
   ●我们该怎么目视观测流星雨?
   在确定了一次流星雨的观测机会确实很好——ZHR够大,极大时无月光影响且极大时刻在中国的晚上——而决定观测以后,我们还要进行以下准备工作:
   1.看天气预报,确定当时的天气状况。当然由于天气预报也不是很准,所以其实就算预报阴天甚至下雨有时也可以碰碰运气,前提是你要有足够的兴趣和承受失望的勇气。
   2.找一个理想的观测地。在城市里基本是不要指望看到什么的,所以最好去郊外或者农村光污染少的地方,且观测地地势最好要比较高,周围不要有太高大的阻碍视线的障碍物。切记夜间去野外时,保证安全是第一要务,最好是多约几个人一起出去。如果在农村有亲戚朋友那再好不过,否则的话尽量在观测地附近找一个农家院或者小旅馆住宿,这样困了累了还能休息,也可以直接在院子里或楼顶上观测(只要把附近的灯都熄了),充分保证安全,当然有条件的也可以背帐篷露营。由此也可以看到,观测前最好找个白天先外出踩好点,以免事到临头抓瞎。
如果实在没有条件去郊外,那在城市里的话也要尽量找灯光不那么密集且视野开阔的地方,高楼的楼顶、大江大湖的边上、学校里的操场、公园绿地里的大空场等等都是可以考虑的地方。
   3.基本上,观测流星雨只需要带上我们的眼睛就行了,但为了更好的观测,还是建议大家多带一些辅助装备:
   ○保暖:要在野外熬通宵,保暖是非常重要的环节,谁也不想观测以后重感冒连续一周躺床上输液吧!就算是夏天,北方的野外在凌晨时气温也会只有十几度,穿短袖是肯定会冻着的;如果冬天就更不用说了,尽量穿成北极熊才好呢!所以,出发时尽量穿厚一些的衣服和鞋,并在大背包里再塞入一些厚衣服、厚袜子,有帽子、围巾、手套也最好都带上。在这里给大家推荐军大衣,特别王道^_^!另外还可以准备一些巧克力之类的高热量食品和用一个保温杯装一杯热水。
   千万注意,一定不能生火取暖!会不会造成火灾先不说,那么亮的火光你还看什么流星啊!-_-b
   ○防潮垫或躺椅:如果一直仰着脖子看,很快就会酸疼;但是如果低头休息,就有可能正好错过一颗漂亮的流星,所以解决方案就是准备一块防潮垫,这样就可以躺在垫子上舒舒服服的观测了。当然,要想更舒服还可以准备类似小枕头之类的东东,只要你带得下。如果你住亲戚朋友家或在旅馆里观测而碰巧他们有躺椅,那么也可以起到类似防潮垫的作用。
   ○防蚊虫叮咬:尤其是在夏天,野外的各种蚊虫是五花八门种类繁多,相信没有几个人的皮肤能承受那种东西长时间的轰炸。比较常规的解决方案是在裸露皮肤上涂抹一些防蚊虫的药物,在附近点上蚊香或者干脆就穿长衣长裤。冬天无所谓了,就算有那么几只蚊虫没被冻死也不会对“北极熊”的外壳造成任何威胁。
   ○手电筒或头灯,作用不用我多说了吧-_,-!要提醒一点的就是观测时手电最好包上红布以免刺激已经完全适应了黑暗的眼睛。
   ○手机之类的通讯工具。不要怕被抢劫而不敢带出去,至少在遇到迷路之类的危险时可以用于求救!
   ○如果你想留下更美好的回忆,那么建议你带上一个录音机或数码录音笔、MP3之类的东东给今夜的观测做一次语音记录,不过要小心手指冻僵!
   那么观测流星雨时应该往什么方向看呢?由于流星雨是从辐射点出来向四面八方发散的,所以理论上我们向天空任何方向看都行。当然,比较好的观测区域是辐射点附近的、高度比较高的天区(这点在暗流星居多的流星雨中更为重要)。至于辐射点的位置我们不用精确的知道,只需知道大概方位就行了。不过在实际观测时,多数人盯着一片天区看上一段时间都会烦的,那就随意的四处看吧,没关系的!
   更详细的知识解说和观测指导见:http://www.bjp.org.cn/otherpage/leonid2001/leonid2001_9.htm
   ●其它
   如果想最简单的拍摄流星雨,那么找一台有B门的相机和一条快门线(或者遥控器),接在一个尽量牢固的三脚架上,用镜头的最广角端,把焦距调到无穷远,光圈开到最大,快门设到B门,白平衡设为日光白平衡(胶片机无此设置),ISO调到800以上(如果是胶片机则要购买ISO800以上的胶卷),然后就对着天上拍吧!挑选方位时除了注意前文提到的事项,还要注意在长时间曝光时一定要避免镜头被意外出现的光源照到(比如对面突然过一辆车或者突然有人打开手电)。曝光时间要比较长,十多分钟甚至半个小时都没关系。机械相机长时间曝光没问题,电子快门的相机就要注意使用交流电源适配器或者准备足够的电池(冬天低温下电池效率会大幅下降,这时只有交流电源适配器才是王道)。另外,不要使用UV镜,因为会减弱本来就很弱的星光;尽量使用定焦镜头,因为效果远远强于变焦镜头。
   更详细的摄影指导可以看这里:http://www.bjp.org.cn/otherpage/leonid2001/leonid2001_10.htm
   至于摄像,普通DV基本无法拍摄流星雨,必须使用专门的CCD摄像头+DV转录,所以在这里就不多说了。
   如果你想做国际流星组织的流星雨观测报表,那么还需要准备目视极限星等定标天区图,观测时也要详细记录下一些数据。这其实另一方面也减少了观测流星雨的不少乐趣,所以这里就不细谈了,有兴趣的可以看这里:http://www.bjp.org.cn/otherpage/leonid2001/leonid2001_20.htm
和这里
http://www.bjp.org.cn/otherpage/leonid2001/leonid2001_18.htm
   最后,祝大家在此文的指导下,有机会亲眼目睹一次也许谈不上壮观,但意义非凡的流星雨!!!

转自牧夫天文论坛

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