双子座流星雨2019
流星雨是每年都会出现的一种天文现象。双子座流星雨一般在每年十二月份的时候会出现,而今年那场双子座流星雨则是近几年来观测条件最好的一次。流量比较平稳,出现亮流星次数较多,速度属于中等偏上的范围。母体并不是彗星,而是一颗叫做3200 Phaethon的小行星。石块结构,轨道周期为1.43年,在近日点处距离太阳非常接近,仅有0.14个天文单位。表面上被烤到了750摄氏度,岩石都开始裂开了,并且崩解了,碎片留在线路中。地球每一年都会经过这个碎片带,在这里大气层被摩擦燃烧起来,留下一道道光芒。
2019年峰值出现的时间是北京时间12月14日夜里至15日凌晨之间。月相位于下弦附近的时候,在后半夜升起来之前会有六个小时完全没有月亮的影响。辐射源位于双子星座头部的北河二附近,在晚上七点左右从东北方向升起,越来越高。整晚都可以看到,特别是下半夜效果更好。极大期ZHR可以达到140个/小时,在没有天空、没有云层、也没有光线的情况下进行计算得出的结果。实际观测受到地面上光线的影响而有所减小,在郊区用肉眼可以看见几十颗左右也没有什么问题。火流星的比例比较大,超过一半都会留出持续几秒钟的余光。颜色比较偏白色和黄色,部分有绿色尾巴。
3200 Phaethon本身就是个异类。传统的流星雨母体都是彗星,在太阳系中,彗星是由冰和岩石组成的天体。当彗星经过地球附近的时候,由于引力的作用,彗星表面的冰就会被加热融化,并且会以高速度喷射出大量的尘埃粒子。这些尘埃粒子在空中飞行一段时间之后就会坠落到地面形成流星雨。这是一颗直径为5.8公里的小行星,但是它的运行轨迹却像彗星一样扁长。靠近太阳的时候,表面的矿物就会因为脱水而出现裂缝,并且钠元素也会被挥发带走一些碎片。2017年阿雷西博射电望远镜观测证实该天体表面遍布沟壑和裂纹。碎屑颗粒的密度大于普通的彗星尘埃,当它进入大气层后燃烧的时间会比较长,飞行的距离也会更远一些。这就是双子座流星偏慢、偏亮的原因。速度为每秒钟35公里,英仙座的速度是每秒钟59公里,狮子座的速度则是每秒钟71公里。
2019年的观测窗口非常大。从12月4日至17日都可以看到群里出现大量的流星,高峰前后两天晚上流量也会达到高峰的一半。辐射点在天黑之后就会出现在地平线上,并不需要等到后半夜来观测。北半球中高纬度地区具有明显的优越性,而南半球低纬度则只能看到其中的一部分。光污染是最主要的敌人,在城市的极限星等不到3等的地方可以看见的不足十分之一。郊区极限星等5等以上的地区,在瞳孔适应黑暗半个小时之后进行计数会发现数值明显增大。
使用双子星座中的两颗明亮的星星来确定辐射点的位置。北河二、北河三,前者为辐射点附近的恒星,后者则是橙黄色的亮星。流星反向延长线相交于此。不必盯着辐射点,周围的30-60度范围内出现频率最高。躺下来的时候,可以看见天空顶部最大的景色。眼睛已经足够了,但是望远镜的视野太小,所以就错过了。根据2019年的峰值夜晴天率统计数据,在华北、西北和东北地区,云量少于三分之二的情况较多。而长江中下游地区由于受到冷锋的影响,部分地方出现了云层。青藏高原的观测条件最好,海拔高空的透明度很高,视宁度也比较稳定。
暗夜适应之后肉眼极限星等可以提高两颗以上。手电筒用红色的布包起来,白色的光线会干扰到视紫红质的形成。躺椅防潮垫是必须的,在冬天的时候地面会快速地失去热量。凌晨时分气温低至零下,在睡眠时所穿的睡袋、羽绒服等衣物热量散发的主要部位是与人体直接接触的部分。暖宝宝贴鞋底。使用录音笔进行口述的时间、流量和方位,并在之后进行整理。摄影党的广角镜头光圈全部打开,ISO设置为3200至6400之间,每张照片的曝光时间不超过20秒以防止拖尾现象。叠加软件后期制作。
双子座流星雨的历史记录是可靠的。1862年第一次被观察到并被确认出来,比八月份的英仙座晚发现三十年左右。原因就是由于母体轨道的变化,使得碎屑带逐渐和地球的轨道相交并加深。每年12月份地球经过的地方碎屑带的密度会逐年增大。1980年代的时候ZHR只有80多的样子,到了2010年之后就一直保持在120到150这个区间内。未来的几百年里流量还会不断增加,轨道演化计算表明碎屑带中心将会越来越接近地球路径。
2019年还发生了一件事情。在小行星2006 WH1接近地球的时候,它离地球的距离是0.039天文单位,也就是大约580万公里。星等为13等左右,用小口径望远镜可以看见。位置朝向金牛座的方向移动,并且和流星雨的辐射点相差大约40度左右。没有造成任何危险,天文爱好者顺带又增加了一个观测对象。每年都会有几次近地天体飞掠,但是把它们和流星雨的峰值相加的话就有点儿凑巧了。
观测流星雨的本质就是数数活。躺下头来,默数着。流星出现是随机的,有的时候几分钟之内就可能出现一颗流星,也有可能是一直都没有出现过。人的视觉反应时间是零点一秒钟,而用长曝光拍摄出来的照片会更多一些。目视的乐趣就是来自于期待的感觉。冬天的时候银河很淡地横跨在天空中,御夫座五车二、金牛座毕宿五、猎户座参宿四参宿七亮星排列。流星从其中穿过去,留下尾巴把星座分割开来。火流星留下的痕迹在高空中被风刮走,形状变得很扭曲,并且会持续几十秒钟。
2019年的双子座流星雨已经结束了。每年都有一些人会质疑是否值得熬夜。流量可靠性很高,比八月份的英仙座还要稳定一些。十二月份的寒冷是最大的困难。月亮对每年的变化有影响,在2023年的最大值接近于满月的效果打折。2024年的满月条件比较好。2019年是月相配合的一年,之后几年要等到下一个窗口。天体力学计算得很准确,但是人的判断力比不上天意的部分就是天气了。下雨天重新开始。
流星雨的名字是由辐射点所在的星座来决定的。双子座用的是拉丁文Gemini,而流星雨的专业名称为Geminids。中文称为双子座流星雨,准确无误。有的媒体把双子流星雨写成了双子流星雨,省去“座”字并不影响意思的理解。国际流星组织编码为GEM,每一年都会发出观测通报,并且把全世界的数据都进行了修正,最后得到了流量曲线。业余天文爱好者提供的数据和分析对研究起到了很大的作用。目视观测仍然是流星天文学的基础数据来源,雷达和视频监测可以补充但是不能代替人的视觉。
观测设备要越简单越好。用肉眼看、用耐心等。躺椅、睡袋、保温瓶等等。找一个开阔的地方,远离直射的灯光。当月亮升起来之后向着背向月亮的方向望去。后半夜辐射点升高、流量增大但是月亮也很高,权衡取舍。2019年下半年满月之后的一个晚上出现,前一天晚上没有月亮光亮的机会很宝贵。上半夜的流量稍微低一点,但是背景中的天空比较暗,实际上可以看到的数量不一定比下半夜多。流星的亮度是随机的,并且不会受到月亮的影响。
尘埃颗粒大小为沙粒、鹅卵石等。大多数情况下为毫米级别,在大气层中最高可达80至120公里。速度达到35公里/秒,动能转化成热量以及离子化。余迹是指由于电离气体柱对太阳光或者自身的反向折射作用而产生的现象。绿色来自于氧原子被激发之后产生的光谱,而黄色则是由钠原子发出的。双子座流星钠含量较高,和母体矿物成分一致。用光谱仪来测定钙、铁和镁的谱线。3200 Phaethon表面成分类似于碳质球粒陨石、水合矿物脱水之后形成的碎屑。
每年十二月份的时候天空还会为另外一场流星雨——小熊座流星雨做准备。流量很低,在冬至前后出现高峰。双子座之后还有少量出现到月底为止。冬季流星雨空窗期较短,一个月内象限仪座接档。象限仪座峰值极窄只有六个小时,错过了就要等到来年了。双子座峰值宽缓,前后的两个夜晚都有很大的流量。时间安排比较灵活。2019年很多人会选择在14日零点、15日零点连续两天进行观测。
流星雨是不需要买票的。地球每一年都会经过同一个太空碎片区域。人类只有一瞬的时间看到,但是碎石却永远地留在了轨道上,并且不断地围绕着太阳运转。Phaethon 3200 下次近日点将在 2024 年 5 月,此时地面雷达将会再一次对表面的变化进行扫描。每一次回归都会带来质量上的下降,最终会全部崩溃瓦解。双子座流星雨流量会在达到顶峰之后逐渐减弱。时间跨度为数千年,个人的生命体会不到这些变化。2019年只是一段时期,在这段时间里我们对事物进行观察、记录并归档保存。
冬天在户外要注意安全。远离公路车灯,结伴相互照应,告知家人去向,手机留足电量。红光模式下可以观看星空图,而辨识星座则需要使用到辨识星座的软件。流星出现的时候就会忘记许愿了,事后编个理由也是可以的。大多数人观看流星雨图是为了求新求异,并且爱好者们会用数流星的方式来进行科学计算。二者不冲突。光污染逐年加重,寻找真正的黑天也越来越困难了。2019年还能够看到银河的地方,在几年之后就只剩下灰色的白天了。
流星体进入大气层时所处的角度会影响到它的飞行距离。辐射点刚刚升起的时候,流星斜穿过大气层,它的飞行路程比较长,所以速度看上去就比较慢了。辐射点上升之后流星就会垂直下降,飞行距离较近、速度较快。双子座整夜升高过程中流量的变化、路径特征的变化等。前半夜长尾巴的流星比较多,后半夜短促明亮的流星也很多。拍摄时要考虑辐射点的位置以及和地景的搭配。双子座东升的时候在东北方,在午夜的时候在正东方偏南方,在凌晨的时候在东南方高空。地景选在朝向东边、视野开阔的地方。
不需要特意提到2019年的具体时间,因为每年的内容重复率很高。差别就是根据月相来判断天气情况。天文年历的数据已经公布出来了,大家要提前做好观测的准备。流星雨预报的准确度比日食、月食要低一些,碎屑带的密度分布也不均匀。预报误差可以达到几个小时。观测就是对预报进行检验的最佳方法。个人的经验积累可以给流量波动带来直观的认识。科学的数据是很多个人的经验加在一起得到的结果。
流星体燃烧殆尽的高度大约为40公里左右。大颗粒掉到低空中可能会发出声音。电声效应,当流星飞过的时候,收音机会接收到很短的一段杂音。低频电磁波干扰。耳机里可以听到中波波段的声音,有时还会听到哨声。和流星一起出现的是物理机制存在分歧的地方。目视的同时听到了声音是不可能的,因为声波的传播速度比较慢。可以推测出的是电磁波转为声波,或者流星等离子体尾巴产生的甚低频辐射被地面上的物体所接收并进行解调。
2019年的双子座流星雨之后就进入了冬至。北半球夜晚时间最长的时候到来啦!观测星空的时间充足哦!冬天亮星比较集中,全天最亮的是天狼星、老人星、南河三、参宿四、毕宿五、五车二、北河三、北河二、织女星西沉、天津四在西北。昴星团用肉眼可以看到六到七颗星星。猎户座大星云M42可以用肉眼看出来。双筒望远镜来观测银河系中的宝藏。流星雨顺便得到的是深空天体观测。
记录流星雨可以使用国际流星组织的标准报表。时间、星星、群体、速度、痕迹、色彩、地点。把数据汇入到全世界的各种数据库中去进行分析碎屑带结构。长久地去做一些有意义的事情是很好的。偶尔看上一看也是可以的。夜晚的天空属于每一个人。2019年的双子座流星雨在全世界范围内都有很多人仰望同一片星空。不同的经度接力观测,在亚洲东部、欧洲西部和北美的地区之间进行,并且一直持续到24小时为止都有人值班。由于人类活动而形成的短时间内的共同体联系。
最后一颗流星在天亮之前就消失了。曙光从东北方向透过来。水星、金星在低空中依次出现。双子座西沉了,辐射点也消失在晨光之中了,流星雨结束了,明年再会。
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