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天象預報

2019/08/13 英仙座流星雨極大期(ZHR~110)








8月12日臺北天文館福壽山農場星空直播影片



2019年英仙座流星雨概況


英仙座流星雨(Perseids, 007 PER)是年度三大流星群的第二群,出現時間固定且數量穩定又多,幾乎整晚可見,且恰好在暑假期間,非常受到大家的歡迎,有興趣者,不妨安排個野外度假的旅遊行程,好好享受這場老天爺提供的天然煙火盛宴。

英仙座流星雨活躍日期為7月17日至8月24日,愈接近極大期時間,可見到的流星數量愈多。根據國際流星組織(IMO)最新公告:今年英仙座流星雨的「傳統」極大期時間預計在臺北時間8/13的10:00至23:00,ZHR~110。這群流星速度偏快,約每秒60公里,平均亮度很亮,大都在1~2等以上(與獵戶座腰帶三星亮度差不多),其中45%有尾跡,常有火流星出現,事實上,英仙座流星雨是全年火流星出現比例最高的流星雨。本群流星雨的極大期並不集中,所以8/12-8/13晚上都可以進行觀賞,無光害且空氣乾淨之處大約可達每小時可見到50~75顆流星

不過對臺灣地區而言,這群流星雨輻射點約22時從東北方升起,而且本次極大期時接近滿月,是月齡高達12的盈凸月,月相達94.2%,月亮於8/12或8/13傍晚入夜後就已經在天空中,直到8/13凌晨3:11或8/14凌晨4:04才西沈,而8/13-14凌晨4:05已經開始天文曙光,約4:35天空就已經明顯感覺到天色變亮,等於幾乎整晚都會受到月光影響,觀測條件不佳。好在這群流星雨中的火流星與一般流星的數量比例大約是1比數十左右,還有一部份火流星可以透過月光薄紗顯現,可以稍稍彌補喜愛觀賞流星雨者的心情,不致於讓整群流星都完全淹沒於月光中。

受到大氣消光、光害、空氣污染與水汽多寡等因素的影響,臺灣地區最棒的觀測地點是在無光害且空氣乾淨而稀薄的高山上,其次為平地但光害稀微的鄉下,而光害與空氣污染比鄉下多的都會邊緣城鎮,可能流星數量只有每小時零星數顆;而在如臺北市這樣的光害與空氣污染都很嚴重的城市裡,一個晚上能見到1~2顆都算幸運的了。

2019/8/14凌晨0時,英仙座流星雨輻射點所在位置示意圖。


備註:ZHR(Zenithal Hourly Rate)是指:當輻射點在天頂,且肉眼可見最暗星等達6.5等的狀態下,每小時可見流星數量;不過此為理想狀態,通常肉眼觀察的實際數量會比ZHR還少。 
 
英仙座流星雨的來源

英仙座流星雨的母彗星是第109號週期彗星—史威福-塔托彗星(109P/Swift- Tuttle)。這顆彗星直徑約26公里,繞太陽公轉一周約需133年。它上一次回歸時間是在1992年,下一次需等到2122年。當地球接近或穿越史威福-塔托彗星的軌道時,彗星遺留在軌道上的細小殘渣(稱為流星體)會受到地球重力吸引而落往地球表面,在離地面約70~100公里高之處與空氣摩擦生熱而燃燒,造成英仙座流星雨。其他流星雨的成因也是類似,不過有些流星雨的來源不是彗星,而是小行星,如極大期在12/14前後的雙子座流星雨便是如此。

流星雨的成因多半與周期性彗星有關。
英仙座流星群曾在1991~1992年爆出400顆以上的數量;1990年代末數量已降成100左右。1990年代之後數量增多的主因就是母彗星於1992年的回歸造成的。目前彗星正遠離中,流星數量也有逐年降低的趨勢,不過仍不容小覷。

您可至美國航太總署(NASA)全天監測相機(network of all-sky cameras)網站觀看監測相機捕捉的火流星畫面。
 
與英仙座流星雨有關的神話故事

希臘神話故事中,英仙座所代表的希臘神話故事人物柏修斯(Perseus)是天神宙斯(Zues)和阿爾戈斯(Argos)國王的女兒達那厄(Danae)之子。因有預言指出達那厄的其中一個兒子會對阿爾戈斯國王阿克呂修斯(Acrisius)不利,阿克呂修斯就乾脆把達那厄藏在銅塔裡,不使人知道她的存在。結果卻被好色的天神宙斯看到,趁達那厄熟睡時,化做一陣金雨與其交配,這才有了柏修斯。所以傳說英仙座流星雨就是宙斯拜訪達那厄的那陣金雨呢!
 
如何觀察流星雨

觀察流星雨很簡單,挑選無光害影響、視野遼闊之處,用雙眼欣賞整個天空即可。今年雖受月光影響嚴重,但在空氣乾淨稀薄的高山上,還是比空氣污染粒子多的大都會好,起碼月光不會受到空氣污染粒子的散射而讓整個天空都是亮的,在離月亮稍遠的地方,還是有機會看到稍微多一點的流星。

流星出現的時間和位置並不固定也無法預測,觀看時切勿只盯著天空某個固定的地方,以免錯失他處出現的流星,所以最好是挑選視野開闊的地區,躺下後輕鬆掃瞄全天空即可。

如果想要留下精彩的流星影像,可利用三腳架固定數位相機或數位攝影機,避開月亮、對準天空、按下快門後做長時間曝光攝影即可。一般數位相機可將感光度調高,並以延遲曝光模式拍攝,將更易捕捉流星,而不致會晃動相機使星點變形。 
 
火流星超多的英仙座流星雨

英仙座流星雨的流星速度中等(平均每秒59.6公里),亮度中等到偏亮(平均約2等),常帶有殘餘的尾跡且常出現彩色的流星,此外,根據往年觀測資料發現它是一年當中出現火流星數量最多的一群流星雨。以下為自2008-2013年觀測到的火流星統計數量統計,火流星數量最多的就是英仙座流星雨(PER),其次為12月中旬的雙子座流星雨(GEM)、獵戶座流星雨(ORI)等。英仙座流星雨火流星最亮亮度平均約為-2.7等,雙子座流星雨則為-2等,幾乎比英仙座流星雨的還暗了近1個星等。

美國NASA流星體環境研究室(Meteoroid Environment Office)研究員Bill Cooke指出:英仙座流星雨的火流星數量之所以這麼多的原因,很可能是因為它的母彗星也比較大的關係。

各群流星雨的火流星數量統計。
去年的英仙座流星雨實際狀況

下方是國際流星雨組織(IMO)彙整全球觀測者報告的2018年英仙座流星雨數量隨時間變化圖。2018年ZHR最多時(ZHRMAX)達95顆,且亮度指標(r)達2.2,極大期時的亮度指標達2.0,可見火流星有所增加。由此可知,英仙座流星雨絕對是值得推薦觀賞的天然煙火秀喔!

2018年英仙座流星雨數量隨時間變化的統計圖。取自IMO。
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。

(編輯/張桂蘭)

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