观测流星的方法比较多,对于业余天文爱好者,通常进行目视和照相观测。 一、目视观测目视观测可分成两种:一种是数流星,也就是在一定的时间内统计流星出现的数目。另一种是专门观测几个著名的流星群,求得流星群辐射点的位置、每小时流星数、流星的速度、颜色等,从而推算出该流星群的物质分布和运动规律。 (1)观测前的准备 应准备的观测用品有:观测记录用纸、铅笔和橡皮、经过校对的钟表、包着红布的手电筒、防寒服装、录音机等。观测时一般采用50度斜靠或仰卧姿势,因此躺椅或垫子之类的用具也是需要的。在正式观测之前要试观测20分钟,以使观测者的眼睛适应黑暗的环境。 (2)观测与记录 表一:《流星观测记录表》
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编号 |
出现时刻 |
亮度 |
颜色 |
持续时间 |
速度 |
流 星 坐 标 |
余迹状况 |
备注 |
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出现点 |
消失点 |
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观测时精神要集中,密切注视流星群辐射点附近的天区。观测者一旦发现流星出现,马上说"到",接着按记录表中的各栏顺序报告,记录者一一记录下来。如果一人观测,最好一面观测,一面摸黑做记录或进行录音。
记录的要求如下。
①编号。按流星出现的先后次序填写。
②出现时刻。至少准确到分。当然到秒最好。
③流星的亮度:用星等表示,可以同附近恒星亮度比较后得出。对于特别亮的流星,如果同附近恒星无法比较,可以通过回忆同木星、金星等比较,木星亮度一般在-2等左右,金星亮度一般在-4等左右。流星在运动中的亮度变化要在备注栏里注明。
④流星的颜色。大致有白色、青色、红色、黄色、橙色、绿色等,或者是这几种颜色的混合色,如青白、黄白等。流星在出现期间,如果颜色有显著变化,要在备注栏里注明。
⑤流星的延续时间。一般用数数的办法估计。流星一出现就开始数数:1、2、3、……,一直数到流星消失。然后根据数数的多少估算出流星出现的时间。这需要平时有所训练。如果你的习惯在5秒钟内数10个数,而流星出现到消失数了5个数,那么延续时间就是2.5秒。
⑥流星出现点和消失点。填写赤经赤纬,但这项工作要到全部观测完了再做。在观测的时候,一定要记下出现点和消失点在星空中的位置,记下流星的运动方向,可以用一条有编号的矢线在星图上表示出来,如下图所示。并且用A、B、C等字样标明矢线的准确程度,A表示可靠,B表示比较可靠,C表示不大可靠。如果发现记录有错,要立即改正,不要在第二天整理的时候凭印象随意改动。(本报给出了狮子座流星雨观测专用星图)
⑦余迹状况。大流星消失后常常留下烟雾状余迹,流星余迹如图所示。如果有余迹,要记录它的形状、大小、亮度、存在的时间以及飘散情况等。
⑧备注。填写有关流星的其他情况,如:是不是火流星,有无爆裂现象,有无爆裂声等。
(3)"如果我是一个初级观测者………"
如果你是一个连狮子座在哪儿都搞不清楚的初级天文爱好者,你也可以为此次监测做出贡献。方法是这样的:11月18日凌晨2:00-4:00,面向太阳升起的方向(东偏南一点)。带一个报时表和随身录音机,把你的活动用口述的形式录到磁带上。最简单地是流星计数。比如:口述:"现在开始观测",然后按一下表,……"有一颗",再按一下表,……"又有一颗,特别亮,发白光,流星过后有烟",按一下表…"烟消失了"再按一下表…………"现在观测结束"按一下表。这样的录音带请在第二天及时送交校天文小组,我们将对其进行对比分析,得出较准确的每小时流星数。当然,从开始观测到结束这段时间一定要全神贯注,尽量不要漏掉一颗流星的出现时间和状态描述。为了使你的录音带更有用,你最好17号凌晨先监测一夜,然后及时与校天文小组取得联系,询问如何才能做得更好。(监测时间最好不少于半小时)
如果你是一个中级观测者,也就是你对星座较熟悉,那么你最好用有向线段在星图上标出流星的路径,这样有利于找到辐射点。
二、照相观测
照相观测要求较高。尤其要拍出一张有价值的流星照片极不容易。不过,拍张"观赏照"也可以参与交流。你需要一个有B门的相机,ISO400/27°左右的胶卷。一个快门线、一个三脚架。
具体做法有两种。
第一种是:架好三脚架,安好快门线,将相机对准辐射点(约4:00以后,辐射点才会升到有效高度)。拨到相机B门档,按下快门线并索死。在市区曝光5分钟,在郊区可延长至15分钟。然后,快门线开索,换片再照。如果运气好,你的照片将会记录下几颗流星。(不要忘了去镜头盖!还有,谢绝一切灯光,包括善意的)
第二种:相机对准的是猎户座或英仙座,校天文小组将对通过这两个天区的流星进行重点监测。照的方法还和第一种一样,只不过这回的运气性更强了。
照好的关键:
①相机的焦距为∞。
②光圈的数值拨到最小或接近最小。如1.7,2.8左右。
③曝光的过程中千万别碰架子。
还有,"重在参与","做过,错过,至少我们经历过。"最后,别忘了对相机对准的天区做好详细的信息记录。
拍摄流星有很大的意义,通过分析流星的轨迹,我们可以得出流星群的辐射点。通过比较不同观测地点拍摄的同一颗流星的星空背景,我们可以定出流星的高度。如果在相机镜头的前面安装上一个旋转叶片,还可以得到流星的速度。虽然流星照片有很高的科学价值,但是拍摄的时候,也全靠碰运气。
拍摄流星的装备其实很简单。一架相机、几个高速胶卷、稳固的三角架、快门线等等就可以了。
底片的选择对于流星拍摄来说至关重要。很多人选择彩色底片,认为彩色底片会拍到色彩绚丽的照片。然而结果往往不尽人意。这是因为虽然流星的光谱大部分是分布在蓝色和紫外的区域,但是相机的镜头会吸收掉大部分紫外光,最终胶卷记录下来的颜色依旧是白色。流星看起来很亮,但是他们的速度太快,一般的底片很难留下他们的倩影。在没有月光干扰的情况下,可以选用3600的黑白底片,底片的颗粒相对来说有点大,但还是可以忍受的。其它时候可以选择400度的黑白底片。如果想拍摄彩色照片,同样可以用800度或3200的,但有一个缺点,3200或1600的彩色底片颗粒很粗,拍出来的照片感觉没有黑白底片细腻。对于有天光影响的观测地点,最好选用高速的钨底片(tungsten
film),这种底片可以很好的消除绿光对底片的影响。
如果你想将拍摄到的流星照片作科学研究(比如邮给NAMN),那么只有选择黑白底片。因为只有黑白底片才可以进行有效的定标。
拍摄流星的方法大致有两种,一种是固定摄影(见上图,单击放大观看),另一种是跟踪摄影(见右下图,单击放大观看)。
固定摄影比较简单,只要将相机固定在三角架上,对准固定的星空长时间曝光就可以了。相机要有B门或T门、标准镜头,光圈应该全部打开。至于底片的选择可以根据自己的喜好来掌握,一般高速底片可以拍摄到较暗的流星,但是也比较容易雾化,所以曝光时间不能太长;低速底片的曝光时间可以相对长一些,但是却拍不到较暗的流星。
跟踪摄影对望远镜的要求较高,其方法是将相机捆绑在备有转移钟的望远镜上,这样望远镜可以带动相机旋转,保证星像不会被拉长。
如果条件允许,你还可以制作一个旋转快门(相当一个斩波器)固定在镜头的前面。可依据被切成几段的流星轨迹的长度来估计流星的角速度。旋转快门应当用同步马达来驱动,快门速度就可以用马达转速代替。倘若能在相隔数十公里远处,幸运地对同一颗流星进行同步观测;便可以精确地计算流星在地球大气中的轨迹,经由测量相对於背景恒星的流星出现位置,通过三角关系便可求得。如果再使用上述旋转快门的话,更可以决定流星之真实速度。
拍摄流星还有一点要注意,不要将相机对准辐射点,应该将市场的中央调到距离辐射点20-30度的地方。由于流星的出现是随机的,一台相机很难抓拍到理想的照片,你可以多找几台相机,分别朝向不同的方向拍摄,这样拍摄到流星的几率比较大。
业余爱好者观测流星的新途径------收音机“听”流星的做法和体会
流星观侧是业余天文观测的重要项目。传统、经典的流星观测方法——目视观测,照相观测,都受天气状况的严重制纹,重大流星雨活动时,每每有因天气状况不好而完全无法观测的情况出现。雷达观测流星,虽不受天气的影响,但需专用设备、专业人员、大量财力物力、只有专业天文机构才有可能使用。业余爱好者观测流星,能否有一种既不受天气影响,又不花多少钱财的方法呢?有收音机“听”流星,不失为这样一种值得向爱好者推荐的方法。
一、流星的“电离效应”
流星是发生在大气层120-80公里高空的天象。在太空中有许多飞驶的固体小颗粒团块。当它们与地球相遇时,与飞行路径上的空气分子剧烈摩擦,产生高温,发出亮光,就成为流星,空气分子则由于高温而电离,形成一个电离气体柱。为方便起见,本文把这种效应称为流星的“电离效应”。这样的电离气体柱有反射电波的能力。
30兆赫以上的无线电波叫超短波,它们的传播规律与光线类似,是直线传播的,由于它们不能绕弯曲的地球表面传播,而大气高处电离层的电子密度又不足以将它们反射回来,所以无线电超短波的传播距离是不远的。电视调频广播所使用的都是超短波,因此它们的信号都只能传送几十公里的距离。如想增加传播距离,就只有增建微波中继站,或利用通讯卫星转播等办法了。但是,由流星产生的电离气体柱,都能短暂地将超短波信号反射到相距很远的另一些地方,实现无线电超短波的远距离。如想增加传播距离,就只有增建微波中继站,或利用通讯卫星转播等办法了。但是,由流星产生的电离气体柱,都能短暂地将超短波信号反射到相距很远的另一些地方,实现无线电超短波的远距离传送。电讯部门根据流星的这种电离效应,开发了巧妙的流星余迹通讯的方法。
二、“听”流星的原理及具体要求
几十年前,国外一些无线电爱好者和天文爱好者一道,也巧妙地利用了流星的电离效应于流星观测之中,创造了“听”流星的流星观测新方法。
设想有一座调频广播电台正在广播节目,一位观测者用一部调频收音机接收节目。当二者距离在几公里之内时,这种接收是没有问题的。当二者之间的距离达到几百公里时,由于无线电超短波的直线传播特性,以及地球表面是曲面的原因,观测者已无法接收到这一电台的广播节目。此时,如二者之间高空出现一颗流星,情况就不同了。如果电台的发射功率足够大,同时观测者收音机的灵敏度亦足够高,那么,当流星产生的电离气体柱将电台发射的超短波无线电信号反射到观测者的收音机天线上时,观测者就有可能收听到远处的广播节目。也就是说,这一位观测者在长时间收听不到远处的那个电台的信号后,突然会短暂地听到那一电台的广播。据此,这位观测者就可知道,在观测者与电台中间处的高空,此时出现了一颗流星。这样,就实现了用收音机“听”流星的观测。
由此可知,要用收音机“听”流星,需要三个条件:
1、广播电台的发射功率要足够强。
2、接收机要有足够的灵敏度。
3、二者之间的距离要适当。
太近了可以直接收到信号,失去了“听”流星的意义;太近了,反射角度太大,电波会穿透电离空气柱而不会被反射。太远了,信号太弱,接收难度增大。由流星生成的电离空气柱中的离子,电子,很快就会中和消失,失去反射无线电波的能力,因此,“听”到的流星信号都比较短暂,持续时间约0.2秒至十余秒。
收音机“听”流星是一种“被动式”的接收方式,成功与否的首要条件是先选择好欲接收的电台——信号台。首先,信号台的发射功率要大,最好不要少于10千瓦;其次,距离、方位要适当;最后,还要知道该台的广播时间,最好是全天24小时连续广播的,这样可以保证你任何时间都可以“听”流星。“听”流星是否能成功还取决于接收机的灵敏度,它在调频波段的灵敏度不能劣于1微伏(4PV),并且一定要用数字调谐的,这样才能准确可靠地调谐到欲接收的频率。与之相应的是,还应架设灵敏度高,有一定方向性的天线,如三——六单元的八木天线,甚至带放大功能的天线。最后,还应选择好接收环境,尽量避开各种无线电的干扰。大城市里,对“听”流星影响最大的是其它调频台的串音干扰,因为无线电接收装置的灵敏度,各种干扰电波也就被接收进来了。