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仙女座流星雨

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仙女座流星雨的母體為比拉彗星,每一年的九月底到十二月初爆發,極大流量並不高,觀測有一定難度。

1 仙女座流星雨 -基本信息

仙女座流星雨仙女座

正式名稱:仙女座流星雨 Andromedids

活動時間:9月25日-12月6日

極大時間:11月14日

極大流量(ZHR):3

極大中心:赤經26度 赤緯+37度

2 仙女座流星雨 -概述

仙女座流星雨是與在1852年通過近日點時崩解的比拉彗星有關聯的流星雨。在1872年和1885年,因為地球運行的軌道跨越了母彗星軌道的碎片,仙女座流星雨產生每小時數千顆流星的壯觀流星雨。

從此之後仙女座流星雨就消失不見,但每年11月中旬仍有可能再出現。

3 仙女座流星雨 -軌道根素

24顆照相流星所給出的軌道

AOP AN   i q   e q  
261.9 200.3   6.10.616  0.794  2.990  

庫克推導出的1885年仙女座流星雨的軌道

AOP AN i  q  e   a 
  222  24713   0.86  0.76  3.53 

比拉彗星發現時和最後一次觀測到的軌道

 AOP AN   i q   e a  
  1772  213.4260.2  17.1  0.990  0.726  3.613  
  1852  223.2 247.3 12.6   0.861  0.756  3.525 

4 仙女座流星雨 -觀測歷史

觀測發現
仙女座流星雨分裂后的比拉彗星

仙女座流星雨的歷史與比拉彗星(3D/Biela)的歷史相關。比拉彗星是由法國的蒙太谷(Montaigne)在1772年3月8日發現的,第二次回歸由他的同胞龐斯(J.L.Pons)在1805年11月10日所發現。1826年2月27日,德國人懷赫姆·馮·比拉(Wilhelm von Biela)又再次發現了這顆彗星。前兩次這顆彗星植被觀測到29日和36日,但1826年這次一共被觀測到了72天,因此比拉得到了彗星的命名權。1832年9月24日赫歇耳(John Herschel)又重新找到了回歸的比拉彗星。

1846年1月13日,馬特盧·毛利(Matthew Fontaine Maury)報告說彗星分裂為兩個。觀測者們報告說兩個彗核緩慢移開,到了3月底,距離達14角分。考慮到彗星和地球的距離,兩個核之間的距離實際達到160萬英里。

義大利觀測者色齊(Father A.Secchi)在1852年8月26日觀測到回歸的比拉彗星,但直到9月25日才觀測到第二彗星。彗星的位置很不好,因此9月底人們就沒有看到它了。這也是人們最後一次看到比拉彗星。

1872年10月6日,彗星經過軌道近日點,雖經天文工作者用心探尋,但都沒有發現,時間過去一個半月,仍一無所獲。彗星隱居在何方?1872年11月27日夜裡,在歐洲和北美洲的許多地方,都看到了一場盛大的流星雨,流星從仙女座向四周輻射出來,像高空焰火,歷時6小時,從輻射點總共輻射出大約16萬顆流星,高峰時一個小時達到幾萬顆。

這正是地球穿過比拉彗星的軌道的時候,顯然比拉彗星已經瓦解了,把組成彗星的小塊和塵粒一路灑向自己橢圓軌道上,密集聚集成一大團的塵粒就形成「比拉流星群」,比拉彗星群的輻射點在仙女座,當出現流星雨時候叫做「仙女座流星雨」。仙女座流星雨在19世紀每年仍可見到,但現在已變得微弱,幾乎不可見。

觀測記錄
仙女座流星雨仙女座流星雨

1798年12月6日,海因切·布蘭德(Heinrich W.Brandes)就觀測到了壯麗的流星雨。他描繪到:「天一黑我就注意到了他們,它是如此的好看使我沒辦法離開我的座位。」他進行了計數,在一連四個小時內流量達到100顆/小時,隨後流量迅速回零。布蘭德觀測到了幾千顆流星,但他卻沒有能給出輻射點的位置。1830年12月7日,法國人雷拉(Abbe Raillard)也觀測到了「許多」流星,但他卻沒有給出更加具體的細節。

1838年美國東海岸的觀測確認了前面兩位的發現,赫里克(Edward C.Herrick)和布希(C.P.Bush)等人從12月6日觀測到了15日,7日晚觀測到了流量為28-62顆/小時的流星雨。他們指出「6-7日有許多火球……帶有餘跡」。赫里克引用了紐約、喬治亞等地區的觀測報告指出,輻射點「距離仙后座不遠,應該在英仙座劍上的星團附近」,總計流量達125-175顆/小時。德國人海斯(Eduard Heis)觀測到了1847年12月6日的活動並指出輻射點位於赤經21度,赤緯 54度。

北美觀測

儘管西歐處在很好的觀測位置,但北美觀測者也有不錯的成果。牛頓(Hubert A.Newton)從11月24日開始進行觀測,他指出輻射點位於仙女座γ星附近。24日的ZHR約為40-50,25日回落到20-25。26日陰天,但27日他們成功的觀測到了一場暴雨。牛頓說2-6名觀測者一組的觀測對在當地時間18:38-19:34(大約11月28.0日)一共數到1000顆流星,在19:35-21:00之間回落到750。這些流星比獅子座流星雨緩慢,而且大多暗弱。輻射點大致位於赤經26度,赤緯44度,並指出輻射點非常彌散,直徑達8度以上。

威斯的預測
仙女座流星雨仙女座

1862年沙帕雷尼(Giovanni Virginio Schiaparelli)的斯威夫特-塔特爾彗星和英仙座流星雨的理論引起了天文學界的興趣,並尋找更多的彗星-流星雨關聯。1867年,奧匈帝國的威斯教授(Professo Edmond Weiss)、德國的德阿拉斯特(Heinrich Louis d'Arrest)和同胞加爾教授(Professo Johann Gottfried Galle)獨立之初1798年和1838年活動的流星群軌道和比拉彗星一致。因此比拉彗星成為第一批知道產生流星雨的彗星中的一個。威斯和加爾指出1872年將有仙女座流星雨出現,但德阿拉斯特認為是1878年12月6日。

威斯繼續對比拉彗星和仙女座流星雨的研究,他注意到彗星的升交點逐漸降低。經過細緻的計算,他認為仙女座流星雨將在1872或者1879年的11月28日大規模活動。茲佐里(Giuseppe Zezioli)在1867年11月30日進行了觀測,在赤經17度,赤緯 48度觀測到7顆流星,部分證實了威斯的趨勢預測。

比拉彗星下次將在1872年回歸,但誰也沒有看到比拉彗星。相反,在11月27日日落後不久,比拉彗星的碎片開始沖入地球大氣。義大利觀測者但澤(Father P.F.Denza)等在6個半小時內觀測到33400顆流星。在11月27.79日,他描述道「是一場真正的煙花」,在每分鐘約有400顆流星出現。法國的安德森(J.F.Anderson)在當地時間18時30分數到每分鐘30顆左右的流星,而19時45分達到每小時36顆(11月27.78日)而到22時30分回落到每分鐘14顆左右。

最完整的數據之一來自斯通尼赫斯特天文台。在已經有威斯的預測之後,佩里(S.J.Perry)在日落之後就開始觀測。在兩名助手的幫助下,他準確的測定了輻射點位於赤經26.6度,赤緯 43.8度。極大出現在當地時間20:10(11月27.84日),當時的流星多得數不過來。在20:47-21:00總計13分鐘內,一名觀測者觀測到512顆流星。佩里說當時全天應該是每分鐘100顆流星。不過他們說90%的流星都比較暗。佩里說一個明亮的仙女座流星「是一個白星加上藍色的尾巴」,流行還有集群出現的趨勢,比如21:16「5顆流星從仙女座γ附近同時射出」。

威廉的測定

1873年,仙女座流星雨一點都沒有活動。德阿拉斯特和威斯的 1878-1879年的活動也沒有出現。不久之後,幾位天文學家預測1885年11月27日將再次出現活動,在預測時間幾個星期之前,最後提示由克洛夫(Crawford)散發出去。

1885年11月27日日落後不久,人們迅速發現天空中的流星雨。蘇格蘭的史密頓(James Smieton)在17:30開始觀測,流量大約是每分鐘25顆。到了18時(11月27.75日)流量增加到100顆每分鐘,但迅速回落。史密頓說18:38有一個每分鐘70顆的峰值,之後流量迅速回落。輻射點位於赤經21度,赤緯 44度。他描述說流星的余跡給人以深刻印象。

威廉·丹寧(William F.Denning)在一天之前就已經觀測到活動了,流量為100顆/小時。他認為大部分流星太暗弱,因此測定不準確,他認為實際ZHR可以達到3600或者以上。

牛頓的研究

牛頓在《美國科學雜誌》上發表了更多關於1885年仙女座流星雨的信息,其中法國的馬賽天文台在11月27.7-27.8日間觀測到每分鐘213-233顆的高流量,他認為極大出現在11月27.76日,ZHR達75000。

雖然牛頓的工作已經很出色,但他卻繼續研究流星群的軌道性質,他認為比拉彗星在1794年、1831年和1841-42年經過木星附近,併產生了厚達20萬英里的物質雲,並指出流星雨極大的太陽黃經從1978年的256.2度移到1885年的245.8度——提前了差不多11天。

軌道物質變更

1885年之後仙女座流星雨又消失不見,但在1892年美國觀測者再次觀測到爆發,當然不能和1872年和1885年的相比了。不過1892年11月24日的活動仍然產生了每小時幾百顆的流量,加利福尼亞州的皮里恩(C.D.Perrine)更是在78分鐘內觀測到1013顆流星。仙女座流星雨在1899年11月24日和1904年11月21日達到極大,ZHR分別為100和20,這顯示仙女座流星雨的軌道物質已經分佈得越來越均勻了。

哈佛流星計劃

1940年之後目視觀測已經基本看不到仙女座流星雨,但1952-1954年的哈佛流星計劃卻仍然拍攝到47顆仙女座流星雨的成員,並計算出了線速度為20公里/秒左右。在11月14日ZHR可達1。1971年,馬斯登(Brian G.Marsden)和瑟卡尼納(Zdenek Sekanina)對比拉彗星的軌道進行了複查,克雷塞克(Lubor Kresak)計算了當時的流星群軌道,並指出極大已經提前到了11月17日,輻射點位於赤經26.2度,赤緯 24.6度(比19世紀的位置偏南了20度),克雷塞克說地球到彗星軌道的最近距離為0.05AU。

貝蒂爾-安德斯·林布拉(Bertil-Anders Lindblad)在1971年再次利用哈佛流星計劃的數據研究了仙女座流星雨並計算出了軌道。同時,就如同上面所說的,由於木星的影響,彗星軌道在過去200年間有了比較大的變化,因此仙女座流星雨的軌道是不斷變化的。12月的仙女座流星雨比較老而11月的仙女座流星雨要新一些。

1970年以後,人們又對仙女座流星雨進行了目視觀測並取得一些有意思的成果。1970年11月22日,馬丁·海爾(Martin Hale)觀測到的流量為1顆/小時,而後幾個夜晚,馬克·薩維(Mark Savill)觀測到的ZHR達4。1971-1975年,不列顛流星協會對仙女座流星雨進行了觀測,目視流量為3-10顆/小時,而無線電觀測的ZHR高達35。西澳流星組織的成員在1979-1981年進行了觀測,ZHR為3-4之間,平均星等為3.42,3.8%留下余跡。

5 仙女座流星雨 -背景知識

星座
仙女座流星雨仙女座

仙女座是希臘神話中仙后卡西奧佩婭的女兒,仙女的頭為壁宿二,是飛馬座四邊形的其中一隻角。仙女座中有一個主星系,M31(仙女座星系),是本星系群中的最大成員之一。

母體

比拉彗星 (3D/Biela) 是一顆已消失的短周期彗星,是第三顆有記錄的周期彗星。它以一位奧地利業餘天文學家比拉來命名。該彗星1772年首次被發現,1826年2月,彗星通過近日點時由奧地利人比拉 (Wilhelm von Biela) 再度發現,並且計算出軌道及其公轉周期6.6年。

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