强行科普｜流星雨知识入门

令人羡慕的则神为大家详尽介绍有关流星雨的诸多知识。包括流星雨的基本常识、著名的几大流星雨以及观测指南。...



摘要

周一晚，双子座流星雨达到极大，成为全校热点。

是夜霾散天晴，笔者在静园不仅看到不少流星划过天际，更惊喜地看到数百名北大同学共同分享流星雨带来的喜悦，相信许多同学都满载而归。

而错过的同学也不必懊恼，每年都有几次大型流星雨可供观赏。事实上，了解一些相关天文常识，可以更科学有效地看流星雨。这篇小科普在此献给大家。

一、流星雨基本知识什么是流星雨

字面上看，流星雨意指许多流星在天空划过，如同下雨一般，这形象地描述了流星雨的第一观感。今天有同学报告昨晚在静园共计看到了106颗流星，这已经是非常令人羡慕的战果了。而如果在合适的时间在更好的观星环境下观测，星陨如雨决不是幻想中的场景。但是从严格的角度，流星雨是指某一族流星活跃出现的现象。而对应于前天晚上的即双子座流星群。偶发流星与群内流星

如果你对星空有一定的了解又有所留意，或许会发现流星并不是随机出现。对于前天晚上大多数的流星，如果把它们的轨迹反向延长，就能到达双子座某个特定的位置。（具体的说，是二等星北河二附近的一点）而其余流星的出现位置则显得没有什么规律。对于前者，我们称为群内流星，因为它们来自有共同的来源；后者中的一部分流星可能来自别的流星群，例如可能是十二月末小熊座流星雨的一颗群内流星，而剩下随机出现的，被称作偶发流星。流星雨的来源

流星雨的来源十分复杂，但大多数是来自彗星的造访。彗星又称扫把星，它们在太阳的引力作用下从遥远的地方飞来。从结构上看，彗星是“脏雪球”，会在行进时分解出许多碎屑。这些碎屑也沿着彗星轨道飞行，因此当彗星轨道和地球轨道接近时，就有机会产生一场流星雨。地球在一年的某小段时间与这些碎屑相遇，于是许多尘埃、颗粒、碎片撞入大气层发出光热，成为集中出现的流星。76年一遇的哈雷彗星是最著名的彗星，它就为我们带来了宝瓶η流星雨和猎户座流星雨。

双子座流星雨来源于小行星法厄同3200, 但是据笔者所知，这些碎屑的成因还存在一些争议。辐射点

从地球上看，群内流星仿佛从太空一个点发射出来，这个点被称为辐射点。人们根据辐射点的位置来为流星雨命名。所谓双子座流星雨，自然就是指辐射点位于双子座了。如前文所述，流星雨来源于飞过地球轨道的碎屑，我们可以把它们称为流星体。流星体自身沿彗星轨道的运动是互相平行的，但是相比于它们发光的100km左右的大气层，它们的来源显得十分遥远，由透视原理，它们就看起来从一个点飞来了。ZHR——每小时天顶流量

能看到流星吗？能看到多少？这是很多人最关心的问题。衡量流星雨规模的主要参数叫做ZHR

(Zenithal Hourly Rate)，即每小时天顶流星数。了解了这个概念，你对大概能看到多少流星就能心中有数了。

ZHR的数值一般并不固定，这里先给出2016年一些流星雨极大期间的ZHR数值预测吧！(来自国际流星组织的报表 http://www.imo.net)这里可以看出，流量大的流星雨并不多，因此其实许多流星雨并不值得特别关注。

最后给出ZHR的定义：在极限星等6.5等，辐射点位于天顶，视野没有遮挡的情况下每小时可以观测到的群内流星数。而笔者认为，普通观测者只需将ZHR理解为“最理想情况下一小时可以看到的群内流星数目”。影响ZHR的因素

为从ZHR的定义不难看出影响流量的几个因素：夜空的黑暗程度、辐射点的位置和视野的遮挡。以这些条件为依据不难为自己估计预期流量，这里以12月15日午夜0时的北大静园为例。

首先，极限星等下降一等，流量需要除以一个常数r，这个数一般在2.0~3.0之间，依流星群的性质而定（如果不是科学观测，一般取成2.5不会有很大的误差）。对应双子座流星雨r=2.6. 静园的极限星等大约有4.5等，比理想环境的6.5等差了2等，因此120/(2.6)^2=17.5

其次是辐射点的位置，0时时刻，北河二（辐射点）大概在60°的高度上，距离理想的头顶还有一段距离，因此又要稍微缩小我们的预期：17.5*sin(60°)=15

最后是视野的遮挡，当时天空有零散的云分布，可能你视野的10%被云或建筑遮挡，很自然又有15*(1-10%)=13.5

也就是说，12月15日0时在静园观测，每小时预计能看到双子座流星13.5颗！（是不是很容易呢？不要问我为什么带了小数=。=）

不难看出，流星雨在合适的日期观测是前提，其次是寻找黑暗的观测环境——远离城市，无月光干扰，最后当然也不能阴天……

更多的时候，这套方法是反着使用的：即根据你看到的流星数目估算流星雨的ZHR.

二、著名流星雨北半球三大流星雨——回顾与前瞻

象限仪座流星雨、英仙座流星雨和双子座流星雨，拥有稳定的超过100的流量，因而被称为北半球三大流星雨。笔者认为，所有其他的流星雨都不适宜普通大众观测，还希望大家不要被媒体网络误导！

I

象限仪座流星雨

每年1月初活跃，必须在后半夜观测，特点是亮流星多，流量波动较大。2013年笔者曾在静园观测，曾有过两段时间出现明显的流量爆发。

2016年推荐在1月3日~1月5日观测，几乎无月光干扰，条件很不错。然而这个流星雨恰逢考试周，还请注意~

II

英仙座流星雨

英仙座流星雨：每年暑期活跃，一般在新生军训前达到极大。夏天比较暖和，因此是非常适宜观测的流星雨。亮流星也比较多，流星速度很快。2013年恰好在军训集合前2天达到极大，北大青天会组织了外出观测活动。

2016年推荐在8月11日~8月14日观测，前半夜有月光影响，后半夜条件很好。非常建议大家尝试观测。

III

双子座流星雨

每年12月中旬活跃，流量在近年非常稳定，最令人信任的大流星雨。亮流星相对不多，流星速度不快。2012年~2014年天气条件都很差，但今年北京恰好迎来了雾霾刚刚消散的极品天气，可喜可贺。双子座流星雨明年年底依然会如期而至，敬请期待。流星雨之王——狮子座流星雨

狮子座流星雨被称作流星雨之王，它来自33年周期的彗星55P/Tempel-Tuttle. 不要被近年来ZHR=15所迷惑，每33年它都会迎来爆发。最近一次爆发出现在1998年~2001年，2001年新华社曾报道在中国观测到10000以上的流量。更令人吃惊的是有关1833年狮子座流星暴雨的记载：9小时内有约240000颗流星从天空落下……羡慕！接下来的十几年时间里，狮子座流星雨将逐渐回归，期待它带来更多的惊喜。

三、流星雨观测指南流星雨观测

看流星雨不需要特殊的器材，目视观测是首选的观测方法。观测前，要好好休息，合理饮食把持充足的体力。最好通过星空模拟了解观测时的星空状况，特别是记住辐射点的位置。根据情况做好御寒、防虫准备，准备一些热量高的零食，和充足的饮水。如果还能带上防潮垫、躺椅或者睡袋，再带上男票/女票/知心朋友，会极大的增强观测的幸福感！

观测时，注意以下几点可以让你看到更多。最重要的是保护自己的夜视力！在黑暗的环境瞳孔会逐渐放大，能看到更暗的流星。远离灯光、手机屏幕照明、手电筒、甚至是指星笔的绿光——每一次夜视力的破坏至少需要15分钟来完全恢复。其次是保持注意力的集中和良好的心态：在离辐射点不要太远的区域专注的观测，不要因为错过了视野外的流星而过于懊恼和沮丧。观测礼仪

最后再就天文观测礼仪说几句：请多多考虑他人的感受。特别地，注意避开他人的视野和相机拍摄的区域，永远不要用强光破坏他人的观测。另一方面，对观测环境要求较高的同学，可以适当选择避开人员密集的观测地点。流星雨拍摄 & 流星雨标准观测

许多天文摄影都以流星或流星雨作为题材，前天在静园，学会的爱好者就拍到了-1等的亮流星。流星雨标准观测是指用科学的方法进行流星雨观测，记录来源、位置、亮度、速度、颜色等数据，为流星雨研究提供数据。标准观测看似繁复，其实门槛并不高。普通爱好者既可以自己练习，更可以和有经验的观测者学习。北京大学青年天文学会有专门的流星雨活动小组和天文摄影小组，欢迎有兴趣的同学关注我们的小组活动！

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