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標 題: [轉錄]1998年獅子座流星雨在台灣 [11/11]
發信站: 成大土木大地雕塑家 (Fri Nov 13 16:20:49 1998)
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標 題: 1998年獅子座流星雨在台灣 (轉載)
發信站: 台大計中椰林風情站 (Wed Nov 11 14:24:24 1998)
轉載按: 哈, 這才是最後一篇轉載. ;b
因為有關圖檔並無法在此呈現, 有興趣者可見
http://www.cwb.gov.tw/astron/special/1998leonids.htm
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<中央氣象局天文台天象特報> 特報發布日期:1998/11/10
卅三年的繽紛&世紀末的獻禮
1998年獅子座流星雨在台灣
(本文刊登於八月份氣象通訊)
西元1998年 2月28日,國際編號 55p的 Tempel-Tuttle彗星悄然的回歸通過近
日點,其最亮時星等僅有八等左右,由於較暗淡,用肉眼無法看見,需借助望遠鏡
才觀測得到,看起來一點也不起眼。但國際間的天文觀測人員不論從望遠鏡中或則
是從經長期曝光攝影的照片上看著這顆彗星時,他們的心中都不禁的燃燒起來,因
為他們都知道在11月中旬的獅子座將爆發出劇烈的流星雨現象。
流星與流星雨:
太空中散佈著游離的塵埃粒子或固體碎塊,我們稱為流星體(meteoric body),
當它們在地球附近,受地球的引力作用而以高達每秒幾十公里速度進入地球大氣層
時,會跟空氣摩擦而燃燒產生光跡,被我們所看見,稱之為流星,較大者像紅色的
火球一樣墜下來,持續時間長,拖曳著長長的光痕,這種流星叫做火流星(fire
ball)。較小的流星光度暗淡,迅速劃空而過,眨眼之間燃燒殆盡而消失,稱為飛
流星(shooting star)。少數體積較大,未燃燒盡而落到地面者,稱其為隕石(
metrorite)。
一般我們看到的流星大致上可以分成兩類,一種則是隨機出現的流星,在無月
晴朗的夜晚,一位觀測者平均每小時可看見十顆左右這類的流星;另一種是成群出
現、具有同一輻射點,此即為流星群,其生成多由彗星而來。
大部份的彗星以長橢圓的軌道繞著太陽公轉,當其週期性的接近通過近日點時
(此時靠太陽較近),受到太陽輻射的影響在表層產生溶解、蒸發等現象。使得塵
埃、微粒等彗星物質被釋放出來(如彗星照片中的塵埃尾),並將這些顆粒較大的
流星體散佈在彗星的軌道附近,而這些流星體一部份流失在太空中,一部份則循著
彗星軌道附近繼續繞日公轉,並逐漸擴散到整個彗星軌道附近。如果其軌道與地球
公轉軌道很接近或則是重合,在每次地球循公轉軌道靠近這個交點時,就會因引力
作用將這些殘留在彗星軌道附近的流星體吸向地球,使其進入地球大氣層與大氣摩
擦燃燒而焚毀。這些由彗星所生成的流星體,因質量相當的小(約為10-2~10-6克),
所以在大氣層中就會燃燒殆盡,不會落至地面成為隕石。
由於這些成群的流星體都是殘留在彗星的軌道附近,當其被吸向地球時都是來
自固定的區域與方向,所以從地表上觀測這些進入大氣層燃燒而發亮的流星時,就
類似下雨天時往正天頂看,雨滴好像是從一特定的點四下散射,在中國史書上將此
現象形容為「星隕如雨」或「星流如雨」,現今我們稱之為"流星雨"。
這一特定點我們稱為此流星群的〞輻射點〞,並以輻射點所在的星座來命名此
流星群,例如獅子座流星群的輻射點就在獅子座。觀測的時候是朝著輻射點的方位
看,視野必須函蓋大部份的天空,流星多是隨機(random)的出現在輻射點周圍附
近的星座中,由內往外飛逝。
流星雨的出現期間,在特定的時段內流星出現數量會比較多,稱為此流星群的
最多數量期( Maximum)或顛峰期。另外劇烈流星雨(meteor storm)爆發的極大
週期,則大多是發生在當彗星回歸通過近日點後,其殘留在彗星軌道附近的流星體
最多,當地球公轉通過時,所造成的流星數量亦最多,故此大週期與彗星公轉週期同。
歷史上的獅子座流星雨
近年來由於科技的日益更新,一般民眾更加的重視自然科學,對於大氣層外的
天文世界充滿著好奇,加上國內的天文組織、團體及社團等致力於媒體與網路上推
廣,使得民眾對於天文知識越來越有興趣,尤其每年的流星雨現象出現更常令人對
星空充滿幻想及嚮往,如英仙座流星雨及天琴座流星雨等,大家都是耳熟能詳的。
而獅子座流星群在名氣上雖然比不上英仙座流星群,但就國際上的流星觀測史而言,
則是赫赫有名的,若稱之為獅子王一點也不為過。
西元902-1833年間,在中國、歐洲及阿拉伯的史書記事中,對於獅子座流星群
有過多次的記載,依陳遵為先生所著的"中國天文學史天文記事編"(明文書局)中
指出,中國最早的獅子座流星雨記事是在西元 931年。但亦有國外學者表示中國最
早的記事是在西元 902年(資料尚待確認)。
西元1833年,北美洲東部的居民,於黎明前目睹到獅子座流星雨現象,依他們
形容就像下”暴風雪”一樣,隔夜農民還特別跑到室外看一看天上的星星是否掉光
了。根據資料估計,此次流星出現的頻率為每分鐘1000顆,流星雨在九個小時中總
計出現達廿四萬顆的流星。另外在1833年有一重要的發現,就是兩位美國教授分別
精準的估算出輻射點的位置。1837年天文學家整合所有的資料,並下了一個結論-
獅子座流星雨的大週期為33或34年,下次將會出現在西元1867年。
西元1860年起世界天文學家的興趣焦點再度集中在獅子座流星群,1863年及1864
年Hubert.A.Newton識別過去2000年的流星雨出現的時間,計算出大週期為33.25年,
並預言下次將實際發生在1866年的11月13-14日。在這一波活動期有一個重要的里
程碑,就是相關彗星的發現,法國天文學家Tempel及美國天文學家Tuttle分別的發
現這顆彗星,其後並依慣例將其命名為Tempel-Tuttle彗星。此彗星於1866年1月12
日通過近日點,同年星雨如預期出現,觀測報告每小時流星出現的頻率為2000~5000
顆。1867年在受月光的影響下,依然能觀測到每小時1000顆的數量,這表示其實際
數量有可能多於1866年。
西元1899年,天文學家再度的預測獅子座流星群的來臨,但這次最多的觀測數
量每小時僅有300-400顆,這個數量令大家感到洩氣。(實際上這次Tempel-Tuttle
彗星的回歸軌道受行星引力場的影響,其經過最靠近地球軌道的距離約為1866年的
一倍,由於流星群的位置與地球的距離加長,導致於數量大弧度減少)
隨後大家的希望便放在1932年,但1932年由於最佳觀測區域的天氣不佳及有明
顯的月光影響,僅有其他地區斷斷續續的觀測資料,最多數量觀測值為每小時 240
顆。在1899年及1932年這兩次的數量上,雖然不是大家所期待的,但實際數量還是
比一般年多很多(平均一般年只有10-15顆),故33年的大週期再次得到驗證。
經過1899年及1932年的失敗,擾亂了天文學家們對於流星群軌道的預測。但1966
年天文學家仔細的觀測計算 Tempel-Tuttle彗星於1965年的回歸軌道,得知其最接
近地球軌道僅有0.0032天文單位(約48萬公里),令得大家的信心大增。同年11月
17日世界標準時12時左右,流星出現的數量達到最高峰,在美國亞歷桑那州的天文
團體觀測到以獅子座的頭部為中心,有每秒40個以上的流星向外飛逝,整個顛峰期
歷時20分鐘,這是獅子座流星雨正式觀測記錄中出現頻率最大的一次。其他各地亦
有可觀的觀測數量報告,美國加州的觀測人員以攝影的方式拍下了超過1000顆以上
的流星,並有部份的火流星。
1998獅子座流星雨在台灣
從1990年起天文觀測人員開始注意每年11月17~18日出現的獅子座流星雨,直
到1994年觀測星雨的數量才遽增為每小時70-80顆,顯示出獅子座流星群又逐漸開
始活躍起來,1995年數量為每小時35-50顆,1996年數量為每小時60顆,並伴有火
流星。1997年11月17日在有月光的影響下依然有相當多的觀測報告,每小時有80-
150顆的數量出現,且有很多明亮的火流星。
西元1998年2月28日Tempel-Tuttle彗星通過近日點,彗星的直徑為 1.8公里,
其間她亦穿過地球公轉軌道面的內側(靠太陽)約0.0080天文單位處,也就是距地
球軌道約有120萬公里(大約是月球到地球軌道距離的三倍),降交點的黃經度為
235.26,地球公轉約在11月18日到達此位置,由於彗星在257天前殘留了大量的流
星體在彗星軌道外圍附近,屆時在地球引力的作用下,可能會將大量的流星體吸向
地球,爆發出劇烈的流星雨現象(meteor storm)。依軌道位置的精準預估,包括
台灣地區的東亞地區是相當好的觀測區域。
而顛峰期的時段會在何時呢?這與預測日月食有著相當程度的不同,實際上流
星群的”顆粒”在地球上是無法直接觀測得到,而在經過兩百多天後其是否有什麼
變化我們也無法確定,這使得顛峰期的時段是相當難以掌握,以往也有過慘痛的經
驗。而國際流星組織(International Meteor Organization)根據軌道資料來估計,
時間可能是在11月18日凌晨三時左右(中原標準時)。
另外流星出現數量的多寡,也是大家相當有興趣的話題。基本上這跟彗星穿過
地球公轉軌道面時與地球軌道間的距離及地球公轉到此交叉點所需的時間都有直接
的關係,比起顛峰期來說是更加難以預測。就過去資料表列如下:
年份 降交點與地球괠 地球公轉到交叉點 流星出現頻率
軌道距離 (a.u.) 所需的時間(day) (每小時)
1833 0.0013 307.9 約60000
1866 0.0065 299.4 2000-5000
1867 " 664.4 1000(有月光)
1899 0.0117 130.2 300-400
1966 0.0032 561.0 144,000
1998 0.0080 257.3 ?
1999 " 622.5 ?
由上表中所列本次流星雨(1998年)和1866年較為類似,而本次與1866年最大
的不同是將加入無線電觀測及美國太空總署(NASA)飛機的立體鏡觀測(Stereoscopic
observations),因此在可觀測的流星數量上將會提高,依此與參考美國太空總署
的報告資料來評估,顛峰期流星出現的頻率可能會在每小時2000-10000顆之間。至
於一般的觀測者而言,不同的觀測地點、不同的觀測方式都會造成不同的流星數量。
根據資料總結如下:
輻射點:赤經:153°,赤緯:+22°(獅子座頭部γ星附近)
流星雨爆發開始時刻:11月18日02~05時之間(中原標準時)
流星雨爆發期間預估流星出現速率:2000~10000(每小時)
流星雨爆發持續時間:1~1.5小時 對地心速度:71 km/s
最佳觀測區域:北緯21°+- 40°,東經120°+- 45°
(區域涵蓋:東亞地區,太平洋西部島嶼)
天文曙光始時刻:04:53
月出時刻:05:09 月齡:約28(農曆:30,接近朔)
流星雨的觀測
一般性的流星雨觀測基本上可分為
1.目視觀測:
一般的觀測並不需要特別的儀器,目視即可。首先需注意天氣的狀況,其次需
慎選適合的觀測地點,條件為東方視野好,光害少之地區。台灣地區之最佳觀測地
點為高山地區(如玉山,阿里山,合歡山,雪山等)及離島地區。其次以東部沿岸
較佳(北起東北角的濱海公路,東海岸沿路,南至墾丁國家公園),其他地區則需
注意光害的影響,其觀測條件最差。
流星多是出現在輻射點所在星座週圍附近的星座間,由內往外散射。所以在觀
測獅子座流星雨時,目光必須放在獅子座外圍的星座上(如雙子,巨蟹,御夫,長
蛇,大熊等),所以先由星座盤或星圖來熟悉星座也可增加觀測的樂趣。
2.攝影觀測:
就相機攝影而言,需準備有
a)具備有B快門(長期曝光裝置)的相機
b)高感光度底片(ISO 400以上,最好用ISO 800or1600)
c)鏡頭則選擇廣角或標準鏡均可,光圈最好能放大到F=1.4~2.8
d)快門線(曝光時間可自行視底片感光度決定)
e)三腳架
取景則以獅子座外圍的星座為主。
若要做攝影記錄,家用的V8攝影機並無法拍攝得到(對焦及感光度都是問題),
需用專用的高感光度攝影機才可以。
參考資料來源:
美國太空總署(NASA)
國際流星組織(International Meteor Organization)
國際天文聯合會(International Astronomical Union)
日本山本速報
日本天文指南月刊
SKY & TELESCOPE月刊
METEORS(Sky & Telescope)
中國天文學史(陳遵為,明文書局)
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