Астронет: Д. Ю. Клыков/ГАИШ Осторожно, падают звезды :-)! http://variable-stars.ru/db/msg/1207382

Осторожно, падают звезды :-)!
27.07.2005 12:24 | Д. Ю. Клыков/ГАИШ, Москва

На протяжении многих тысячелетий мир звезд для человека представлялся воплощением неподвижной красоты и порядка. Действительно, на протяжении короткой человеческой жизни невооруженным глазом можно заметить лишь переменность некоторых звезд и в очень редких случаях вспышки новых и сверхновых звезд. Но, несколько раз в году ночное небо "оживает", когда его расчерчивают своими огненными следами метеоры. Случается, что их называют падающими звездами, в одних случаях в качестве метафоры, а в других и по неграмотности. Ведь и вправду кажется, что одна из звезд сорвалась со своего места и упала, а может и сгорела...

Метеор потока Персеид.

Название явления произошло от греческих слов "мета" - среди и "аирон" - воздух, что буквально означает "парящий в воздухе". Вплоть до XIX века всерьез считали, что метеор - это атмосферное явление, вызванное возгоранием неких земных испарений. Отсюда и название явления. В одном приверженцы такой точки зрения не ошиблись - это явление действительно происходит в атмосфере Земли. Из-за этого в современной астрономии бытует мнение, что исследование метеоров - это не совсем астрономия, потому что эти явления происходят не в космическом пространстве.

Однако в настоящую эпоху любому школьнику известно, что метеор - это процесс смерти твердой частицы, размером, к примеру, с булавочную головку. Проделав гигантский путь по Солнечной системе в течение многих лет (тысяч лет и т.д.), она врываются на огромных скоростях (20-70 км/сек) в верхние слои земной атмосферы и сгорает на высоте 80-100 км. Наблюдая метеоры, можно проследить эволюцию вещества в Солнечной системе, найти "родителя" потока метеорных частиц - определенную комету или астероид. Каждое такое исследование пополняет копилку знаний о возникновении и эволюции Солнечной системы.

Метеорные частицы, как правило, испускаются во время прохождения кометой перигелия, когда поверхность ледяного ядра максимально разогревается Солнцем и его испарение наиболее интенсивно. Твердые частицы увлекаются потоками газа, с легкостью преодолевают совсем небольшое тяготение ядра и путешествуют метеорными облаками вдоль орбиты кометы-прародительницы. Если отобрать кометы, орбиты которых проходят (или проходили в недалеком прошлом) вблизи земной орбиты, можно предсказать, когда с нашей планетой столкнется соответствующее метеорное облако. Реально такое предсказание сделать непросто, моделирование метеорных потоков стало интенсивно развиваться лишь в течении последнего десятилетия. (См. также страницу д-ра Эско Литинена).

Чаще метеорщики вели исследования от практических наблюдений к теории. Еще издавна известно, что большую часть времени метеоры - явление нечастое. Выйдя под звездное небо, вы скорее всего увидете не более 1-2 метеоров в час. Для таких случайных (спорадических) метеоров вряд ли возможно установить их происхождение. Но в отдельные даты года небо "расцветает" метеорами, когда Земля стакивается с метеорным облаком. Почему раз в год? Посмотрите на рисунок. Один раз за оборот (т.е. за год) наша планета сближается с орбитой кометы-прародительницы, а значит, и метеорными облаками.

Сближение кометы Свифта-Туттля с орбитой Земли в 1992 г.

Метеорный рой Персеид связан с кометой 109P / Свифта - Туттля, которая обращается вокруг Солнца с периодом около 130 лет. Последнее возвращение этой кометы к Солнцу наблюдалось в 1992 году, в настоящее время она движется к внешним границам Солнечной системы.

Логично представить, что имеется некоторая точка максимального вхождения Земли в метеорное облако, когда мы видим максимальное количество метеоров, т.е. максимум потока. Действительно, если проследить динамику потока Персеид (см. график), то отчетливо выделается максимум длительностью около суток вокруг полночи 12/13 августа.

Динамика активности потока Персеид в 2002 г. (информация IMO).
По горизонтальной оси отложены долготы Солнца, под ними подписаны соответствующие им даты.
По вертикальной оси отложены значения ZHR - зенитного часового числа (метеоров в час).
Чтобы очень грубо оценить реальное количество метеоров, нужно уменьшить эти значения в 1,5 раза.
Максимум потока пришелся примерно на полночь по московскому летнему времени
12/13 августа и продолжался около суток (ZHR > 40).

Наиболее интересно пронаблюдать наивысший пик активности, который продолжается в районе нескольких часов (на графике это ZHR = 80-90 метеоров в час). Какие условия необходимы для этого? Во-первых, вспомним, что Земля движется вокруг Солнца вперед утренней стороной. Говоря приближенно, этой стороной она входит в метеорное облако. Во-вторых, для оптических наблюдений необходимо темное, ночное небо, днем возможно проведение только радионаблюдений. Поэтому большинство потоков в оптическом диапазоне наблюдаются примерно от полуночи до начала утренних сумерек.

Если вы хотите пронаблюдать наивысший пик активности потока, вам следует узнать предсказанное время (всемирное) этого пика на данный год и поехать в те долготы, где в эти часы будет время между полуночью и началом утренних сумерек.

Что предстоит нам увидеть в августе 2005 года? Согласно метеорному календарю Международной метеорной организации (IMO) максимум Персеид ожидается двойным. Дело в том, что в течение последних лет в метеоной астрономии развилось моделирование поведения частиц от выброса из кометы до вхождения в земную атмосферу. Моделирование показало, что эти частицы в Солнечной системе распределены не абстрактными облаками, а узкими, но длинными струями. Именно поэтому наивысший пик так кратковременен, именно поэтому их может быть несколько.

Главный пик (или пики) в 2005 году ожидается ночью 12/13 августа между 21 ч и 23ч30м московского летнего времени. Этот максимум будет лучше всего виден из восточной и северо-восточной Азии, однако его следует наблюдать и в более западных регионах. Возможен дополнительный всплеск активности утром 13 августа (в районе 7ч Московского летнего времени). Поскольку во всех регионах СНГ в это время должно быть светло, имеет смысл попытаться пронаблюдать данный пик в предрассветные часы в Европейской части страны или западнее. В течение нескольких дней перед даннными собитиями могут появиться и другие прогнозы, следите за новостями на форуме Международной метеорной организации.

Сполна насладиться зрелищем ночей июля-августа можно лишь при достаточно темном небе. Городская засветка скрывает от глаз наблюдателя большую часть метеоров, делая небесное шоу довольно бедным. Поэтому проводить наблюдения лучше вдали от городов.

Ощутимо мешает метеорным наблюдениям и засветка от Луны. Замечено, что даже при небольшой фазе (в районе 3-4-х дней от новолуния) она снижает количество замеченных метеоров. А при фазах, близких полнолунию вообще не следует вести наблюдения - реально заметны лишь болиды, т.е. метеоры ярче -4 звездной величины. Однако Луна в фазе до первой четверти не так страшна - она видна в первой половине ночи, а начинать наблюдать обычно следует после полуночи.

В 2005 году новолуние произойдет 5 августа, а первую четветь - 13 августа. Условия довольно подходящие, как раз в начале августа Персеиды начинают набирать активность. К ночи максимума Луна начнет создавать засветку в вечернее время, что не позволит комфортно пронаблюдать на долготах Европейской части России наивысший пик активности. К востоку от Урала условия значительно улучшаются.

Таким образом, ночь с 12 на 13 августа, как обычно, для наблюдателей Персеид - главная. Следует провести наблюдения и в окружающие ночи 11/12 августа и 13/14 августа, а также ранее. Активность Персеид заметна вплоть до 17-18 августа, но все возрастающая Луна помешает их созерцанию.

Применение телескопа в наблюдении метеоров дает больше ограничений, чем преимуществ. Известно, что поле зрения любительского телескопа или бинокля составляет обычно не более 5 градусов. Большинство метеоров просто не попадут в такое небольшое поле зрения, а навести инструмент в доли секунды на "падающую звезду" не представляется реальным. В свою очередь поле зрения человеческого глаза, по приближенным оценкам Международной метеорной организации, составляет около 100 градусов, поэтому можно обозревать большую часть небосклона. А чувствительности нетренированного глаза вполне достаточно для того, чтобы заметить метеоры, в среднем, до 4,5 зв. величины.

Наблюдения вести удобнее лежа, направив взгляд в сторону юга или севера (приблизительно в 50^o - 60^o выше горизонта). Смотреть непосредственно на радиант (откуда, как кажется, вылетают метеоры) менее предпочтительно, потому что метеоры будут видны не длинными и более слабые из них могут быть пропущены. В западной стороне метеоров бывает немного, это наименее предпочтительное направление.

Помимо Персеид в июле-августе действуют и другие потоки. Как узнать, какому потоку принадлежит увиденный Вами метеор? Мысленно продолжите трек метеора в сторону, обратную его движению, т.е. назад. Если попадете в "верхушку" созвездия Персея - это персеид (бывают обычно быстрыми, белыми или голубоватыми). Если продолженная линия укажет на созвездия Водолея или Козерога (их трудно найти, но они находятся над южной стороной горизонта), то это Аквариды или Каприкорниды. Аквариды по виду похожи на Персеиды, почти такие же быстрые, белые или желтоватые. А вот Каприкорниды совсем другие, эти метеоры неторопливо рассекают небосклон, светясь красивым ярким желтым или оранжевым светом. Каппа-Цигниды как бы летят из созвездия Лебедя, что близ зенита, они медленные и бело-желтоватые. Попросту говоря, в этих созвездиях находятся радианты данных метеорных потоков (см. карту).

Радианты потоков, действующих в августе, на 13.08.
Радиант κ-Цигнид  не показан, поскольку находится за пределами карты (западнее Лебедя).
Радиант Северных ι-Акварид близок к радианту Каприкорнид.

В 1990-х гг. Персеиды были одним из наиболее захватывающих и динамичных потоков, давая всплески в максимуме до 300 метеоров в час (ZHR более 400) в 1991 и 1992 гг. К концу 1990-х гг. активность этого пика снизилась до ZHR=100-120, а в 2000 г. он впервые не проявился. Это не стало неожиданным, поскольку всплески активности и первичный максимум (не отмечавшийся до 1988 г.) были связаны с прохождением перигелия родительской кометой Персеид 109P/Свифта-Туттля в 1992 г. Орбитальный период кометы составляет около 130 лет, в настоящее время она движется ко внешним слоям Солнечной системы. Теория предсказывает, что активность всплесков должна слабеть по мере увеличения расстояния между кометой и Землей. (Информация Метеорного календаря IMO. См. также информацию на сайте Гелиос.)

Тем не менее Пересеиды остаются королем потоков, наблюдайте его! Тем более, что в это время ночи еще теплые, как правило ясные. Отправляйтесь на отдых, в походы, в деревню, там, где до россыпи звезд можно "дотянуться рукой". Ночное небо - одно из притягательных зрелищ. А когда оно "оживает" огненными треками метеоров - восторгу нет предела!

Болид из потока Персеиды над Японией. При увеличении снимка отчетливо видно, что след, обращенный назад, указывает в точку радианта между созвездиями Персея и Кассиопеи, прямо над башней (слева внизу).