一、有關流星的名詞:
環繞太陽的小碎片或塵埃,多為彗星繞日時受熱、光壓而崩解出的。直徑從0.01cm 至數m不等。
前述流星體一旦受到地心引力吸引便進入大氣層而高速前進,此時其前方空氣無法側移以使流星體通行,因此便如活塞般壓縮前方空氣而生熱燃燒,質量小的很快就燒成灰。所以流星不是"星",而是指流星體在短時間內燃燒產生一道從天劃過之光線的現象。
若隕塵質量夠大未完全燒毀而落至地球表面稱為隕石。一般可分鐵質隕石(Siderite )、石質隕石 (Aerolite)、石鐵隕石(Siderolite)。鐵質隕石由鐵、鎳構成,石質隕石由矽酸鹽礦物,石鐵隕石為上述兩種之混合。
極亮的流星,光亮度超過負四等。若火球會裂開且能見其火焰和彎曲的路徑,甚至可聽到爆裂聲,稱為「火流星」 (Bolide)。
許多流星群在相同的軌道上運行,當地球接近時,就會有許多流星自天空中某一區域出發,向四方飛散。而流星雨 (Meteor Shower) 多指於短時間內有大量的流星出現。流星群的命名是以輻射點所在的星座來命名,有時加上離輻射點最近之亮星的希臘字母來說明。
與流星群相對的,完全沒秩序而飛來的流星。
觀測某一流星群時,若將流星的路徑反向延長,會發現它們相交於一點,稱輻射點。事實上這是由於透視的關係,猶如鐵路的雙軌、夾道的兩行樹林看上去都相合在一點。所以流星在空間的真正軌跡是相互平行的。 (見圖一)
圖一 :在O點的觀測者看見流星自輻射點向四方飛散,實際上流星彼此成平行射入地球,如
,
,但因透視的關係見流星好像自一點發出,沿
之路徑劃過天空
二、流星數量的變化 :
流星數目依觀測下半年比上半年多,而一年之中的主要流星群也多集中在下半年,如英仙、獵戶、雙子等流星群。
而一天當中,下半夜的流星數目比上半夜多。假設地球靜止時流星自四面八方進入地球之機率相等,則凌晨六點時流星之速加上地球公轉之速使此時流星速度最快,因此被網入地球之機會大增。反之,黃昏時流星等於自後追趕地球,其進入大氣速率較慢約每秒15Km
。若考慮凌晨六點時天色已亮,則一天中流星觀測的最好時機在凌晨四時。(見圖二)
在後面將提到彗星和流星群之關係。若流星群之母彗星年齡大,則其崩裂於軌道的隕塵分佈很平均,因此每年的流星出現數很平均。若為新彗星則當其通過近日點才有較多流星出現,因此每隔若干年才出現一次,稱為週期性流星群。同一流星群的隕塵和太陽之距離不盡相同,故週期也不相同 (刻卜勒第三定律),隨時間累積將遍佈整個軌道形成環圈。猶如跑道上作長程競賽的跑者,起初擠在一起,漸漸地參差不齊,最後甚至於第一名趕過最後一名一整圈。有時這些流
星體會受到行星的擾動改變軌道,因此可能有些輻則點平常很少流星,不料忽然出現大的流星雨;有些流星群以往有許多流星出現,卻突然減少許多。
三、流星之觀測 :
目視方法可做流星計數、光度測定、路徑描繒、輻射點之確定,有無痕和顏色之記錄…等項目。觀測時選個不受月光影響觀測太大的日子和光害少的地點攜帶以紅色玻璃紙包住之手電筒、鉛筆、記錄紙、星圖、手錶(事先對時) 、禦寒衣物等物品。另可攜帶睡墊、躺椅、塑膠布等使觀測能以較舒適
之姿勢進行。記錄紙上要寫下觀測者姓名、觀測之年月 日、觀測起始和終了時間、觀測地點及經緯度、所觀測之流星群、月齡、觀測之星座、雲量、極限星等…等。觀測時要區分偶現流星和屬於流星群的流星。將觀測到的流星數除以實際觀測時間 (以小時作單位 ) ,可得每小時平均數 ( H.R.) 。若再考
慮天候因素,依下列公式可得修正平均數 (C.H.R) :
F'=0.2X平均極限星等-0.3
F = F'X(1-平均雲量/10 )
C.H.R.=H.R./F
由修正平均數可知一個人在極限星等6.5 等的最佳狀況下每小時所能看到的流星數,平常一個人所能見之流星數少於此數。若有許多人組隊觀測,應劃分不同之觀測區域,個別記下自己所看區域之流星數,以求C.H.R.。若雲量變化大,可隔一段時間就記錄,再加以平均.極限星等則記下所看之星空的最微光星光度,觀測時請注意輻射點所在的星座與流星出現的星座沒關係。例如觀測每年八月著名的英仙座流星群,目光不該放在英仙座,而應注意飛馬、仙后、天鵝、金牛、御夫、白羊等星座。記錄除用手寫外,以錄音方式進行亦不失為好方法。
觀測流星時可將流星光度與四週的星星比較,除非流星光度變化大,否則記下最亮時的光度即可。顏色、有無痕跡、爆炸等特徵亦應記下。若為火球應詳細記載。觀測時可將流星的軌跡描繪在星圖上,一般而言發光點比消滅點難確定,畫軌跡時可用直尺輔助,太暗的流星不一定要描繪,將流星路徑反向延長可求得輻射點,只要四顆以上的同群流星或停止流星一頛 (即從輻射點正對著觀測者射來之流星,只見流星閃亮而不移動,此種流星難得一見 )即可決定輻射點。以目視方法不如攝影法準確,流星之軌跡相交於2度內,可算作具相同輻射點之流星。流星群在輻射點附近出現時經路短、速度慢;在遠離輻射點的地方出現則經路長、速度快,此外四等以下的流星無法看到。
因流星出現時間短暫,攝影時要選用高感度底片,光圈開大,使用廣角或標準鏡頭。將相機穩固架於三角架上,距離設於無窮遠,使用B快門,有結露時應以懷爐等防範。曝光在十五至三十分鐘,若有數顆流星被攝在同一畫面可決定輻射點。亦可在流星出現時即關閉快門,記下時間。流星的光度要夠才會在底片上成像,通常0等以上可被拍下。拍攝時可用固定攝影,亦可將相機架於赤道儀上追蹤。 在兩地架設相機,對準天空中同一區域,不考慮地球旳曲率可用三角測量法求流星出現的高度,但必須確定兩台相機所拍的是同一顆流星,因此時間應準確記錄.此外可裝置四聯照相機,並在其前方裝上旋轉葉片,把流星軌跡截成一段段的,由於旋轉葉片的頻率已知,故從流星軌跡可知流星的持續 時間。
由於目視法只能觀察四等以上的流星,且一個人只能注意天空中的一部分,而攝影法只能記錄大約0等以上的流星,因此用電波方法不分晴雨晝夜的觀測使我們對流星的性質有更進一步的了解。
流星對於UHF 和VHF 的通訊有影響。當流星進入大氣層,因與空氣摩擦而生熱,此高熱使粒子電離,若雷達訊號對準離子化的質點將被反射至雷達接收器,此回響可藉陰極射線管記錄。雷達所用信號頻率在18 MHZ 以上,低於此頻率將被電離層吸收.
另一種方法是以能夠收聽FM廣播的收音機來檢測。電離層可將地面發射的電波反射。當流星劃過天空,其附近的空氣於短時間內具有和電離層相同的功能,可將遠方我們原本收不到的FM廣播訊號 (直射天空)順地球曲率彎曲而於收音機產生回響。依回響的個數可計算流星的數目。製作此種無線電望遠鏡需要良好的天線,FM接收器、錄音設備、甚至前置放大器以增加靈敏度。天
線必須選用高增益、窄頻寬的。因為所收的信號是遠方平日收不到的電台發出再經流星反射,其振幅必小,所以用高增益的天線。而為了從眾多較強的地方電台分出此遠方電台的訊號,故用頻寬窄的天線。
上述幾種觀測方法有的技術性較高,有些則項目較多不易兼顧.像目視力法可採分工台作的方法,或是藉著多次觀測各個主要流星群來提昇水準。
四、全天主要流星群介紹
本流星群俗稱象限儀座流星群 (The Quadrartids),由布魯塞爾天文台的
Adolphe Quetelet 於西元一八三零年間發現,他以涵蓋輻射點而現在廢止的象限儀座來命名。此流星群有幾個特色,首先此流星群和每年八月的英仙座、十二月的雙子座流星群是一年當中表現較佳的幾個。其次此流星群的輻射點於極大期的一月三日至四日約於子夜升起,大約凌晨兩點才升至較合適觀測的高度。而由於此群的流星體分佈不均,使其極大期的持續時問短,將其每小時的個數對時間作圖,則較緩地達到峰值然後很快地滑落至谷底。上述現象由英國天文協會流星組的J.P.M.
Prentice分析一九二一至一九五三之觀測結果而得,至今此現象仍不變。一九六零年代末期,此群極大時的每小時時個數激增,於一九七零年每小時可見一五零顆,一九七一年則有一零五顆。S.E.
Hamid 和Mary N. Youssef從攝影記錄推斷西元前二千年有一彗星受木星攝動成短週期彗星且快速崩解,並形成此流星群之母體,再經太陽之重力影響構成現今之分佈狀態。
David Hughes 估計此流星群包含四六零萬噸的流星體且多以塵埃的形式存在,他和I.P.
Williams 及 C.D. Murray認為在西元二百到九百年間這些流星體分佈太廣無法造成可供確認的流星雨,直至近二百年才聚集起來而為Quetelet發現。
「春秋」上記載魯莊公七年即西元前六八七年 : 「夏四月辛卯,恆星不見,夜中,星隕如雨。」這是天琴座流星雨的最早記錄 (註二) 。每年的四月廿一日至四月廿二日此流星群達極大期,每小時約十顆,一九四五年出現一百五十顆。
此流星群與十月份的獵戶座流星群其母體同屬哈雷彗星。於五月四日至五月五日達極大期。此流星群的輻射點位在天球赤道上,約凌晨兩點升起,升高不久天也亮了,所以觀測條件不算很好,此群的流星速度很快,速度約 64km/s 。
每年七月底達到極大期,平均每小時見二十顆。
這是全天最盛名的流星群,於八月十二日深夜至十三日清晨達極大。此流星群出現數多、光度亮者多,速度快且常留有痕,是最適合入門者觀測的,同時關於此流星的觀測記錄、文獻也最多。
我國在西元三六年七月十七日就有英仙流星群的記載,歐洲則自西元八一一年起開始記載。英國天文學家William
F. Denning觀測一八六九至一八九八年間的英仙流星群,確認極大期在八月九日和十日之間,平均每小時五十顆。但一九一一年此流星群
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