流星和流星雨的目视观测

第二节　流星和流星雨的目视观测

直接用眼睛或用双筒望远镜、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。

一、流星和流星雨的一般观测方法

1.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。

2.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。若在冬季，一定注意穿暖，并带好防寒用品，如毛毯、羽绒服等。

3.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。

4.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（是晴天还是阴天？有云？有雾？气温等）等。对观测时间要做到准确记录，包括开始时间、结束时间以及观测的有效时间等。

二、观测的主要内容

1.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。

2.流星的计数，每小时或每分钟出现多少颗。

3.流星的亮度估计，几等星的数量。

4.流星的颜色，白色、黄色、红色还是绿色。

5.流星出现点、消失点的坐标，描绘在星图上。

6.视野场中心位置，可用视野中心的星座或恒星的名称表示。

三、观测注意事项

1.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。

2.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。

3.注意区分流星雨和偶发流星。沿流星路径反方向作延长线，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。

4.如果发生火流星，要注意观察流星余迹（图6.2.1），记录其持续时间；若流星余迹消失很快（短于1/10秒），则在这颗流星上角注上“+”号，表明是一颗余迹短暂的流星。

图6.2.1　流星余迹

四、几种流星雨的目视观测

1.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两个极限星等天区。

2.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地记录流星星等，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。

3.流星暴的观测（HR>4000）

平均每秒1～2颗流星可以通过向录音机发出“哔哔”声来做录音记录。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地记录，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”。与强流星雨的观测一样，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。

五、流星和流星雨观测资料的处理

1.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：

式中：T_eff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为运量的改正因子；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：

暗夜，k=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L_m不同于6.5等星时的改正：

c=r^6.5-Lm

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N_m之比。对于流星暴雨，r=2.0～3.5，或取r=0.3。

z由下式计算：

z=（sinh）^-1

式中：h为天体的地平高度（10°≤h≤90°），可由球面公式计算（也可以由天文软件查出）：

sinh=sinφsinδ+cosφcosδcos（S-α）

式中：φ为观测地的地理经度；α为天体的赤经（以度表示），δ为天体的赤纬；S为地方恒星时，S-α=t，t为天体的时角。

2.辐射点坐标的确定

先把流星矢线标绘在星图上，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。

3.目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λ地理纬度φ

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：α，δ

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“/”。

表6.2.1　目视观测流星雨记录格式

以上是国际标准的目视观测流星雨的记录报表，在实际当中，我们还可以使用其他的一些报表（表6.2.2～表6.2.6）：

表6.2.2　流星目视观测报表

表6.2.3　时间分段表

表6.2.4　背景恒星表

表6.2.5　流星目视观测记录表

表6.2.6　本日可见流星雨情况