流星和流星雨的观测》.ppt

天文学基础与观测,制作人：光辉,流星和流星雨的观测 一、观测流星和流星雨的时机 二、流星和流星雨的目视观测 三、流星和流星雨的照相观测 四、流星和流星雨的视频观测,一、观测流星和流星雨的时机 1、观测偶发流星的时机 夜空中常见到的单个的流星出现时间和方向没有什么规律，这叫做偶发流星。（在晴朗无月的夜晚，一个人每小时大约可看到10颗左右流星。） 偶发流星的出现是随机的并随昼夜、季节和地理纬度不同而变化。但是长时间的观察表明，它们的出现有一定的统计规律。,一般而言，一天之中，黎明(当地时间早晨46点)时看到的流星数目比傍晚(下午6点左右)多好几倍。这与地球的自转和公转运动有关。 在一年之中出现的情况，根据观测统计：在北半球每年4月流星最少，9月出现得最多。也就是说，一年之中，秋天看到的流星比春天多。,这与地球自转及流星体物质在它轨道上分布的不均匀性有关。确切的原因还没有弄清楚，因为目前有关偶发流星周年变化的研究还很不充分。 2、每年可观测哪些流星雨 A、 当密集成群的流星体(称流星体群或流星群)冲入大气层形成流星雨时，它们的运动方向原本是相同的，但由于人眼的透视效应，看起来好象是从“一点”（确切的讲是从一个区域)辐射出来的。,当每小时进发出的流星数达到数千乃至数万颗时，就称为流星暴雨或流星暴。 通常，天文学家按照流星雨辐射点所处的位置来给它命名，辐射点在哪个星座就用哪个星座的名称来称呼它，如狮子座流星雨等。 B、许多流星雨都会周期性地出现，这是由于形成它们的流星体群，其母体往往是一颗周期性彗星。,由于彗星每次回归近日点都在太阳的作用下分裂、瓦解，久而久之彗星的“残骸”便形成了犹如“呼拉圈”似的椭圆轨道；每当它们的轨道与地球轨道相交时就会出现流星雨。 由于流星体分布得不均匀，每年出现的流星雨强度不尽相同；彗星抛散物在彗星母体附近最为密集，因而只有当慧星回归近日点附近时，才有可能出现流星暴雨。,C、每年可观测到哪些流星雨? 盛夏的晴朗夜晚，从7月17日至8月24日，可以观测英仙座流星雨，最盛时期是8月12日，每小时可看到五六十颗流星，甚至更多。辐射点的位置在英仙座内，赤经为46 ，赤纬58 。 冬季有机会看到比拉彗星的女儿美丽的红色流星雨，它来自仙女座星附近，辐射点位于赤经25 ，赤纬43 ；条条流星丝光，从辐射点向四方射出，真可谓“仙女散花”。,狮子座流星雨可于每年11月14日至21日观测到，但在通常的年份里能观察到的流星数目很少，每小时只有几至十几颗。 狮子座流星雨大约每33年出现一次活动的强盛期，但是否每次都出现还取决于流星体运行中受到的大行星的影响。狮子座流星辐射点位于赤经153 ，赤纬22 ，它的活动周期与坦普尔-吐脱彗星相同。,根据天文计算，坦普尔-吐脱彗星已于1998年2月28日返回近日点，1997年至2000年是狮子座流星雨活动的强盛期，在此期间地球离彗星母体的轨道距离近于0012天文单位，是观测流星雨的最好时机。,中国紫金山天文台流星雨研究组曾宣布，1998年11月18日和1999年11月18日前后，人们有可能看到33年来最强的狮子座流星暴雨，以下是1998年的狮子座流星雨曾给我们带来欣喜。 为了帮助大家不失失机地观测到流星雨，下表列出了每年可观测的流星雨。,二、流星和流星雨的目视观测,直接用眼睛或用双简望远镜、广角望远镜来作目视观测，是观测流星最简便易行的方法。观测时要注意和记录什么呢?下面，我们结合国际流星组织(IMO)的规范要求加以介绍。 (1)流星和流星雨的观测 观测前的准备。观测流星或流星雨首先要选择好观测地点。,应当在天光背景暗的空旷地方进行观测，最好在城郊地区，那里没有或很少有光污染。远离城市的学校操场是可选择的观测地点。 观测前应准备的工具和物品有：星图、钟表、暗的红光手电筒(电筒前遮一块红布)，录音机、记录纸、铅笔等；食品、饮料。若在冬季，一定注意穿暖，并带好防寒用品，如毛毯、羽绒服等。,A、测试眼睛的极限星等。 观测前，应先有一段时间让眼睛适应黑暗；然后，观测天顶附近的星座，看不同亮度的恒星，由星图标出的星等检验眼睛看到的星的亮度，由此测试你能看到的最暗星是几等星，这就是你眼睛的极限星等。可以在不同时间测试多次，然后取其平均。,B、观测和记录的内容。 首先要做好观测环境记录，它的内容包括：观测地点(地理经度、纬度)，天气状况(是晴是阴?有云?有雾?气温等)等。对观测时间要准确记录包括开始时间、结 束时间，以及观测的有效时间等。,观测的主要内容有： 流星或流星雨出现时刻、持续时间，最好用录音机录下口述结果； 流星的计数，每小时或每分钟出现多少颗； 流星的亮度估计，几等星的有多少； 流星的颜色，白色、黄色、红色还是绿色；,流星出现点、消失点的坐标，描绘在星图上； 视野场中心位置，可用视野中心的星座或恒星的名称表 示。 C、观测注意事项。观测中有以下几点请同学们注意： 观测流星雨时不要只把目光盯住辐射点，要注意辐射点周围较大范围的天区。,注意每个人独立观测，并如实记录所观测到的一切；眼睛要始终盯着观测天区，即使记录时也不要将目光移开；最好有人专门负责记录，或用录音机进行口录。,注意区分流星雨和偶发流星。沿流星路径反方向做延长线，看它是否通过辐射点，如果通过则属于此流星雨，否则就是群外流星。 如果发生火流星，要注意观察流星余迹，记录其持续时 间；若流星余迹消失很快(短于十分之一秒)，则星上角注上“+”号，表明是一颗余迹短暂的流星。,(2)观测资料的处理 天顶小时率的计算。 辐射点位置不同时，可观测到的流星数目不同：辐射点越低，可观测到的流星数目越少，这是地球大气的吸收和散射造成的消光影响所致。 因此，为了客观地比较流星活动的强弱，应把所观测到的流星数目都归化到同一高度。为此，引入了天顶小时率ZHR，它定义为晴夜在天顶处每小时观测到的流星数，其计算公式为：,ZHR=(n/Teff)Fcz 式中，Teff为有效观测时间，即扣除中间休息的观测时间，以小时计算；n为该时段内观测到的流星个数；F为云量的改正因子；c为目视极限星等的改正因子；z为天体不在天顶时的改正量。,F通过云覆盖量加权平均系数k来计算： F=1/(1k) 晴夜，A=0，F=1;若有云，则先求出k。 极限星等改正因子c，即观测者的目视极限星等Lm不同于6.5等星时的改正： c= r 6.5Lm， 式中，r是星等为m+1的流星数N m+1”与星等为m的流星数Nm之比。对于流星暴雨，r=2.03.5，或取r =0.30。 z由下式计算： z(sinh)1,式中，h为天体的地平高度(10h90)，可由球面公式计算 (也可以由天文软件查出)： sinhsinsincosCOSb(S-a) 式中，A为观测地的地理经度；a为天体的赤经(以度表示)，B为 天体的赤纬；S为地方恒星时， S-a=t,t为天体的时角。,辐射点坐标的确定。先把流星矢标绘在星图上，然后将矢线沿流星运动相反方向延长，同一流星群的延长线将汇集于一点或一小区域，这就是辐射点的位置所在；它在星图上的赤经和赤纬即为辐射点的坐标。 日视观测流星雨的记录格式。按照国际流星组织(IMO)的要求填写目视观测流星雨的记录，内容如下： 观测日期：开始观测时间，结束观测时间(世界时) 观测地区：地理经度，地理纬度 观测地：国家或地区,观测者姓名： 观测的流星雨：观测到的每小时的流星数和每个流星雨的流星总数(可能一夜出现多个流星雨) 流星雨辐射点位置：， 观测的流星数N：若没看到流星，记为“0”；若流星雨的流星很多，不计其数，记为“”。,三、流星和流星雨的照相观测,天体搔影是天文爱好者最感兴趣的活动之一。流星和流星雨的照相观测，最大的优点是能客观地绘出它们的准确方位和星等。 (1)照相方法和器材 a、天文爱好者拍摄流星或流星雨多采用直接照相，一般有两种方法。一是固定拍摄方法，另一种为跟踪拍摄。,如果在相机前加一旋转的快门，则可以拍摄到断断续续的流星划迹，已知快门旋转的速度就可计算出流星的运动速度(图） b、注意拍摄火流星的余迹，这需要露光l至6小时。火流星的巡天照相观测也是很有趣的活动。 所用照相器材有：,照相机：选择好一架广角照相机，视场越大越好，如2040。对它的极限星等要有所了解。 胶卷(或底片)：采用黑白胶卷，感光灵敏度要达到ISO 400， ISO 1600或ISO 3200，以适于在弱光的场合下拍摄。由于火流星较亮，一般可选中等灵敏度的胶片(如感光度为ISO400)。 三角架和快门线：要有稳固的三脚架与控制灵活的快门线，这是拍出好片子至关重要的因素。,(2)资料处理 照相后要用显影液、定影液认真冲洗底片，冲洗后要晾干如果要测定流星的星等，则必须要进行定标处理。 欲将照片寄往国际流星组织，应在照片的背面写上如下内容： 观测者姓名：国家，地址，Email(电子信箱号)，电话，传真 观测地点：地理经度、纬度及海拔高度 观测时间：流星雨出现后开始露光时间与结束露光的时间(世界时) 流星雨的辐射点(或偶发流星出现的)坐标：,照相视场中心位置： 流星星等与个数估计：几等星的流星有多少个 流星的速度估计：如很慢，慢，一般，快，很快 照相机的情况：口径，焦距，光圈 胶卷(底片)的情况：类型，感光度ISO，冲洗液(如用D76冲洗)，定影时间等,(3)观测注意事项 照相机镜头方向：不要把相机的镜头对向辐射点。 曝光时间：要根据底片的灵敏度确定露光时间。 底片冲洗：拍摄流星时一定要在同一卷底片上拍下定