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天象預報

2018-08-13 英仙座流星雨極大

 
 

英仙座流星雨可說是最有名的流星雨之一,因為它不但數量多,而且幾乎從來沒有在夏季星空中缺席過,可說是流星雨中的「老忠實」,每年固定時間穩定出現,是非專業流星觀測者最好的流星雨,也是全年三大週期性流星雨之首。

自英仙座流星雨母彗星 Swift-Tuttle 彗星於 1992 年11月通過近日點後,英仙座流星雨更是大放異彩。今年的英仙座流星大有看頭,極大時估計每小時天頂數量 (ZHR) 可達 110,8月12日與13日的午夜後至曙光前都是觀測英仙座流星雨的黃金時段,午夜時其輻射點位於東北方地平線,曙光前昇至約 80度高。更棒的是,今年的英仙座流星雨適逢初三,輻射點升起時眉月早已落下,完全不會影響流星雨的觀測!

英仙座流星雨屬於高速流星群,流星速度高達平均每秒 59 公里,其中 45%有尾跡。由於英仙座明亮流星很多,所以即使在稍有光害的都會區,也能看到不少流星,如果在理想的觀測地區,整個晚上甚至可能看見近千顆流星。

一般出現的英仙座流星亮度約在二等以上,平均亮度為 2.3 等,和北斗七星相近,不過偶爾也會出現多彩的火流星,亮度直逼金星,即使在光害嚴重的都會區也很容易看見。
英仙座流星雨的流星體來自週期 135 年的 Swift-Tuttle 彗星,當地球經過彗星軌道附近時,重力將這些從彗核散佈出來的塵埃、碎粒吸引至地球,以高速衝向大氣層,摩擦燃燒後發出短暫的光芒,就是我們所見的流星。較大的流星體其尾跡可在夜空中持續數分鐘之久。109P/Swift-Tuttle 彗星最近一次於 1992 年11月過近日點,下一次要到 2126年才會再度通過近日點。

雖然流星體都非常小,但是由於其速度驚人,每秒可達 60 公里,所以對於太空船或衛星仍有潛在的危險性。1993 年歐洲一架太空船失控相信就是英仙座流星體肇禍。但是流星雨對地面上的人或物則不具危險,因為在 100~160 公里的高空中,這些流星體便已燃燒殆盡。 

  觀測英仙座流星與其實非常簡單,只要找一處空曠、沒有光害的地點,向天頂方向觀看,便可看見許多流星。如果要拍攝英仙座流星雨,可以將相機架設在穩固的腳架上,光圈開到最大,焦距調至無限遠,並使用 400 度以上高感度,以 B 快門曝光即可。

英仙座流星雨的歷史

英仙座流星雨最早的歷史記錄出現在西元 36 年的中國史籍中,記錄了超過一百顆流星,日本與韓國也分別在八至十一世紀有詳細的記載,但十二至十九世紀則只有零星記錄。八月流星之多早已為人所知,英仙座流星雨甚至有「聖勞倫茲之淚」之稱,因為在每年八月十日的聖徒日時,在英仙座總有大量的流星出現,但英仙座流星雨每年週期性出現的確認則是在 1835 年被記錄。

第一位對英仙座流星雨進行計數統計的是 Eduard Heis,他在 1839 年統計每小時英仙座流星數量達 160 顆,自此之後,Heis 與全球其他觀測者每年都做類似的計數,至 1858 年止,歷年來平均每小時出現數量為 37~88 顆,有趣地是,1861 年突然激增至 78~102,1863 年更提高至 109~215,到 1864 年數量仍高於平常。根據Giovanni Virginio Schiaparelli 計算 1864~1866 年英仙座流星雨軌道的結果發現,英仙座流星雨極有可能和一顆週期 120 年的 Swift-Tuttle 彗星 (1862 III) 有關,因為每當這顆彗星接近近日點後,流星數量便有激增的現象。109/P Swift-Tuttle 彗星最初是由 Lewis Swift 與 Horace Tuttle 分別於 1862 年七月發現的,當時它是一顆 7.5 等的彗星,9月初時升高至二等,彗尾長 25~ 30 度(北斗七星的六倍長),相當壯觀!這也是人類首度發現流星雨和彗星之間的關聯。

到了二十世紀初,英仙座流星雨數量有降低的趨勢,在 1901~1910 年間,Denning 的統計平均每小時數量為五十顆左右,1911 年更降到只有四顆,1912 年也只有 12 顆。正當人們懷疑英仙座流星雨是否已經「壽終正寢」時,接下來的幾年它卻又恢復正常,並在 1920 年意外地發生大爆發,達到每小時兩百顆以上!最令人不解的是,此時其母彗星在遠日點附近!雖然英仙座流星雨 1920 年代有幾年又陷入低潮,但是在 1931 年與 1945 年分別又達到每小時 160 顆與 189 顆的規模,後來一直到 1960 年代都沒再發生異常現象。

1973 年,Brian G. Marsden 預測 Swift-Tuttle 彗星將在 1981 年9月16.9 日到達近日點(+/-1.0 年),這個消息立即吸引了大批的觀測者加入英仙座流星雨的監測行列。這項預測果然沒有讓人失望,英仙座流星雨從 1966~1975 年間的平均每小時 65 顆躍增至 1976~1983 年的 90 顆,1983 年時最高甚至達到 187 顆過,雖然這次流星觀測者算是大飽眼福,但彗星觀測者卻始終沒有看到這顆神秘的 Swift-Tuttle 彗星。

在 1983 年的高峰之後,英仙座流星雨又開始走下坡,1984 年的極大期剛好在滿月後一天,但荷蘭流星協會仍然記錄到最高每小時 60 顆。1985 年,雖然沒有月光的干擾,但數量已降至每小時 40~60 顆,1986 年的情況也差不多。

1990 年代初,Marsden 公布了新的預測,如果 P/Swift-Tuttle 彗星與 1737 年 Kegler 所觀測的是同一顆彗星,那麼它將在 1992 年十二月再度通過近日點,隨後,Swift-Tuttle 彗星在 1992 年二月被發現,但英仙座流星雨則到 1993 年才在歐洲出現極大,當時全球觀測者蜂擁至中歐觀測這次流星雨,果然不負眾望地出現每小時 200~500 顆的驚人數量,這股高潮一直持續到1994 年。
自 1860 年代起,參與英仙座流星雨觀測與記錄者就不斷增加,使得英仙座流星雨的記錄相當豐富且完整,其中又以William F. Denning 的記錄最多,他在 1869~1898 年間,共記錄了 2409 顆英仙座流星,是第一位測量出輻射點每日移動量的觀測者。

除了主要輻射點在英仙座η外,自 1879 年以來還有幾個次群也都曾被記錄過,例如 Denning 就指出他曾在英仙座χ和γ同時觀測到流星群,在次群中又以英仙座γ最活躍、最常被觀測到的流星雨。英仙座流星雨除了η的主群與次群中最活躍的γ群外,還有α、β群,但出現時間非常短暫。以下是各次群的記錄統計:
γ群:主要出現在八月十一至十六日間,輻射點為赤經 41 度,赤緯+55度,輻射圈直徑約  2 度,流星數量隨主群變化。 
χ群:出現於八月七日至十六日間,輻射點赤經 35 度,赤緯+56 度,輻射圈直徑約  2 度,極大出現於八月九至十一日間。 
α群:出現於八月七日至二十四日間,輻射點赤經 51 度,赤緯+50 度,輻射圈直徑約  1.5 度,極大出現於八月十二至十七日間。 
β群:出現於八月十二日至十八日間,輻射點赤經 47 度,赤緯+40 度,輻射圈直徑約  1 度,出現數量不規律是英仙座流星群中最弱的次群。 

在最近三、四十年間的觀測中也發現了一些有趣的現象。英仙座流星的亮度似乎在極大前比較亮,1953 年,A. Hruska (捷克) 發現在八月八日至十二日間出現的英仙座流星平均亮度約 2.5 等,但八月十二、十三日降到 2.8 等,十四、十五日更降到 3.4 等,1956 年,Zdenek Ceplecha 也觀察到類似的光度降低現象:八月四至十日間平均亮度為 2.68 等,但八月十至十五日則降至 2.94 等,光度最高的時段反而發生在八月六、七兩日的 2.31等,十三、十四日為 3.18 等。雖然 Hruska 與 Ceplecha 的觀測結果似乎不盡相同,但從各方觀測報告來看,兩者的數據皆獲得支持。1983 年,另一支西班牙流星觀測組織對英仙座流星雨的光度作了詳盡的記錄,結果比較接近 Hruska 的數據,在八月一日至十三日間,流星的平均亮度從 1.75 逐日降至 2.04 等,之後在十四日降至 2.19等,十五日 2.52 等,十七日 2.77 等,十九日 2.92 等,二十日為 3.45 等。英國流星協會主席 Robert Mackenzie 認為英仙座流星光度分佈是受到流星體質量密度變化的影響。

1986 年,Paul Roggemans (比利時)在七月二十七日至八月十六日間共觀測了 1315 顆英仙座流星,平均光度為 3.10 等,其光度變化大約是逐日遞減 10%,但有兩個例外,一是八月五、六日與六、七日間,光度陡降至 3.54 等,第二個是在八月九、十與十、十一日間,光度降至 3.71 等,從這組資料來看,似乎又較接近 Ceplecha 的說法。不論如何,從上述這些光度記錄可知,英仙座流星雨的流星體分佈並不均勻。

另一項從最近三、四十年統計出來的結果發現,英仙座流星出現尾跡的比率相當高,這也是英仙座流星雨在古代即受到注意的關鍵之一。Miroslav Plavec 研究了 1933~1947 年間 8,028 個英仙座流星,發現在 1933 年有尾跡的比率為 45%,1936 年為 60%,1945 年 35%,1947 年則為 53.5%,從 1931~1985 年間將近六萬顆流星記錄來看,有尾跡的比例則為 45%。自 1860 年代起,英仙座流星雨的軌道資料就一直比其他流星雨都要多且詳細,尤其在最近幾十年間,天文攝影與電波觀測興起,使得軌道要素的準確性更加提高。
圖說:英仙座流星雨  (NASA/JPL)

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