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目视流星雨计数观测教程

2022-12-29 00:31| 发布者: imufu| 查看: 38649| 评论: 0

摘要: 很多网友在后台留言希望了解如何进行目视流星雨的观测,尤其是标准计数观测。为此,特别在2022年双子座流星雨来临之际,撰写一篇通用简易的教程。虽然现在摄影、摄像观测方法越来越普及,但目视观测仍然是国际流星组 ...
很多网友在后台留言希望了解如何进行目视流星雨的观测,尤其是标准计数观测。为此,特别在2022年双子座流星雨来临之际,撰写一篇通用简易的教程。

虽然现在摄影、摄像观测方法越来越普及,但目视观测仍然是国际流星组织推荐的最重要的观测方法。因为肉眼观测的视场范围较大,灵敏度较高,便于调整观测位置和视角,更重要的是,目视观测技术门槛低,可以广泛发动群众投身流星雨的监测。

目视流星监测能够发挥的作用包括:
(1)了解主要流星雨的结构和分布
(2)研究流星体(流)的物理参数
(3)结合绘图,发现或掌握微弱的流星雨的活动
(4)监测全年流星雨活动的意外事件

不过,如果要收集和提供更为有效的观测数据,那么目视观测活动必须按照相应的规范和要求去做。我们不妨结合国际流星组织(IMO)目视流星观测报表来看看需要掌握哪些信息,以及如何进行观测。

01

观测地点



观测地点的信息主要是经纬度和海拔。当你不清楚经纬度的时候,可以选择在地图上选点或选择离你最近的城市。

02

观测时间



记录下观测时间(起始时间),包括日期和时间。这一点也比较容易理解。你只要输入当地时间就行,点击自动换算;也可以直接输入世界时(UT)。

03

选择流星雨(群)



随后就是选择自己所观测的流星雨了。通常会有多个流星雨在活跃期,所以你一定要选择一个对应的流星雨。例如,这两天要观测的双子座流星雨代码或简称是GEM。当然,如果你经验足够丰富的话,也可以同时观测多个流星雨。例如12月9日极大的麒麟座流星雨(MON)、12月12日极大的长蛇座σ流星雨(HYD)、12月20日极大的十二月小狮座流星雨(DLM),也可能在你观测双子座流星雨的时候出现在你面前。

如果你认为一颗流星属于某个流星群(雨),如双子座流星群,这就是所谓的“群内”,否则就是“群外”。如果你有经验,就可以将它们进行适当的归类——不属于双子座流星雨,但也有可能属于长蛇座σ流星雨。如果都不是,或者你无法分辨的话,那么将它计入偶发流星(SPO)也无妨。

那么“群内”或“群外”有无特征呢?当然有。我们说流星雨都有一个辐射点,那是因为透视效果造成的。就好比你开车时看到道路两端在远方汇聚成一个点。但同时,也形成了一个重要的规律——距离辐射点越远的流星,其轨迹越长。因此,判断流星是否“群内”,抓住两点:
① 流星轨迹反向延伸是否指向辐射点
② 流星轨迹是否符合离辐射点距离特征



04

观测前准备

接下来就要进行观测了。不过先别忙,还有一些东西需要记下来。我们还是看看IMO报表上需要填什么东西。



① 观测的时间,即观测的片段Period。国际流星组织有两条重要的建议,一是连续观测时间不要超过2个小时,因为人会疲劳的,不必像机器一样不停不歇;二是每个观测片段不要太长,这样有助于了解精确的流星雨数量的时间分布规律,建议每段15~20分钟,最长不超过30分钟。

② 视野中心Field。人眼的视场比较大,但毕竟是有限的,对视野中心的流星比较有把握,对视野边缘的就会打折扣。所以每次观测都要选定一个视野中心。不必以辐射点为中心,也不必刻意选择流星高发区域,毕竟我们是在做一个科学的计数观测,并不是在比谁看到的流星多。推荐一个好方法,选择一个明亮的恒星作为视野中心。例如:在观测双子座流星雨时,可以选择猎户座β星参宿七,你在观测时只要记下它,回头再去查它的赤道坐标即可。参宿七的坐标是赤经5h15m39s,赤纬-8°10′30″,那么你只要记下 RA = 79°,Dec = -8°。不需要很精确,只要四舍五入取整即可。

③ 有效观测时长Teff。这也比较好理解。就是在这一个片段中实际有多长时间在观测。有没有用比较长的时间在画图?有没有去吃零食、打电话、上厕所?当然,只要扣掉比较显著的非观测时间。如果你只花了几秒钟记录点东西,不必细抠。最后填进去的数字可以以小时为单位(如0.25h),也可以以分钟为单位(如15min)。

④ 修正参数F。所谓修正参数是指对“可观测天区”的修正,它要通过一个简单的公式换算得到。首先,判断你的视场被遮挡的程度,不管是云、山,还是建筑、树木、人,都算,被遮挡的百分比记作k(如10%或0.1)。然后根据公式 F=1/(1-k) 得到这个修正值 F。若在一段时间内,遮挡的情况存在变化,比方说飘动的云,那就要麻烦一些,需要算出 k 的加权平均数。被遮挡的范围越大,F越大。其实道理很容易理解,理论上讲你能看到的天区小了,可能错过更多的流星。

⑤ 极限星等lm。是指在观测者的视野中,其肉眼所能看到最暗的星等。如果你遇到的那种轻薄的,星光依然能穿透的薄云,那么可以记下极限星等而不记录云的遮挡。为了帮助观测者判断极限星等,国际流星组织提供了9张星图30个星区以及一套对照表。这些星区都是由3颗星或四颗星围起来的多边形。你要做的是选定一个距离你视野最近的推荐天区,然后数一数这个天区中有多少颗星(含顶点)。



举个例子,观测双子座流星雨的时候,可以选择8号天区,也就是金牛座α—金牛座β—金牛座ζ围成的区域,如下图:



如果你能数出7颗星,那么对照一下表格(下图),那你的极限星等就是5.09等;如果你能数出10颗星,那么极限星等就是5.51等。同理,如果在一个观测片段内极限星等发生变化(比如云、月光、路灯等影响),那么你也得算一个加权平均数。5.09等持续了5分钟,5.51等持续了10分钟,那么极限星等 lm = (5.09×5+5.51×10) / (5+10) = 5.37等。



想要这套表格的朋友可点击下方链接下载。仅供爱好者观测与交流使用,不得转载牟利。诚意放送,非诚勿扰。



以上这些信息是在每一段有效观测开始前必须获取的,因此,虽然IMO的填报步骤中叫做“计数分布”,但我却更愿意叫做“观测前准备”,没有经历这个过程,不要急忙投入计数观测。

05

计数观测

IMO报表的最后一步就是填报各观测片段中的流星细目。既然是计数观测,最重要的自然就是流星的亮度和流星的数量。流星亮度也用星等表示,主要是参考流星附近恒星的亮度来估计。这种估计多少会带有一些主观色彩,也会与经验有关系。建议观测前先看一下星图,熟悉一下天区。



好了,把数字一个个填进去吧。需要注意的是,每一行总数必须和前面一个表格里的分段总数保持一致,要不然会一直报错。

说到这里你会发现,IMO网站上的电子报表居然是先填汇总的数据,再填细目,是不是与观测步骤相反了?确实有些不方便。于是,水兄自己DIY了一张表格,方便在实际观测中使用——真正的边观测边记录。它是长这样的:



你能看到,这是将IMO所需要的基础信息做了汇总,下方表格则根据观测时段自行填写。一个晚上有任何的调整都可以记录其中。后面的星等中你可以直接画“正”字,或画“||||||”,毕竟,黑暗中你可能啥都看不清,但只要画个记号记录下个数就可以了。有了这个细目表,最后再汇总上报IMO就会非常方便。这是水兄总结了多年观测经验和填报IMO报表后总结出来的,希望能帮助到大家。

国际流星组织目视流星计数观测数据上报链接:https://www.imo.net/members/imo_observation/add_observation
或点击阅读原文跳转。





最后,有几个重要的提醒:
① 一定要实事求是,只有确定的流星才计算在内。夜晚天空中可能会有飞机、卫星、飞鸟等,都有可能被误认为流星,并且在人疲劳的时候这种错误更容易发生。
② 一定要注意休息,劳逸结合。在休息时看到的流星不能计算在内。
③ 一定要记自己的,不要管别人看没看见。计数观测不是比谁看到的多。
④ 在记录的过程中一定要使用红光手电,尽量避免用白光手电、手机照亮,不要看手机屏幕。
⑤ 准备一个垫板,建议使用水笔,因为晚上纸张可能会受潮。
⑥ 可以使用手机或录音笔记录下语音,这样可以避免使用灯光,也可以减少目光离开视野的时间,但缺点是,你还要去回听才能整理数据。
⑦ 用手机、手表设置一个倒计时来提醒时间。





如果你有兴趣的话,赶紧投入目视流星计数观测吧!
如果你有任何问题,欢迎留言或私信,我们一起探讨。



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