Фотографическиенаблюдения метеорных потоков
Введение
Ясной тёмнойночью, наблюдая величественную и неповторимую по своей красоте панораму неба,усеянную тысячами звезд и серебряный пояс Млечного Пути, можно заметить, каквдруг бесшумно быстро прочерчивает небо яркая «падающая звезда». Это метеор.
Слово метеорпроисходит от греческого «метеорос», и дословно означает явление вверху. В 18веке это слово означало любое атмосферное явление. Метеорами называли полярныесияния, радугу, даже грозу. Но постепенно смысл этого понятия сузился, иметеорами стали называть «падающие звёзды».
Цель моейработы: освоить фотосъёмку метеоров и осуществить съёмку метеорных потоков(Ориониды, Леониды, Геминиды) с параллельными наблюдениями по программам «Общийобзор радианта» и «Счет».
1. Общиесведения о метеорах
1.1 Метеорыв атмосфере Земли
«Падающиезвёзды», или метеоры ничего общего не имеют со звёздами. Звёзды, как и нашеСолнце, являются огромными раскалёнными газовыми шарами и только из-загромадных расстояний до них они кажутся нам светящимися точками.
Метеорныетела входят в состав космического межпланетного вещества, окружающего Солнце.Метеорное вещество содержит материал, из которого когда-то сформировалисьпланеты, кометы, астероиды. Благодаря ничтожным массам метеороидов, их состав ифизико-химические свойства остались почти такими же, как при образованиипланетной системы. Метеорные тела движутся вокруг Солнца по эллиптическиморбитам. Вторгаясь в атмосферу со скоростями от 11 до 72 километров в секунду, метеорное тело или метеороид нагревается до нескольких тысяч кельвинов,испаряясь, оно ярко светится и вскоре прекращает самостоятельное существование.Свечение метеоров прекращается на высотах 70–80 километров, так как ониполностью разрушаются. Плавление и испарение частицы происходит настолькобыстро, что весь процесс разрушения длится доли секунды, реже – несколькосекунд. (Рис. 1)
Наблюдателюметеоры представляются различными по цвету, по яркости, длине, угловой скоростиполета и общему внешнему виду.
1.2Метеорные потоки
Метеорныетела движутся по эллиптическим орбитам вокруг Солнца. Различают одиночныеметеоры (спорадические) и метеорные рои. Когда Земля пересекает такой рой,метеоры летят в атмосфере по почти параллельным путям и мы наблюдаем метеорныйпоток. Благодаря тому, что метеорные явления происходят достаточно близко кнаблюдателю, вид метеоров и пути их движения подвержены перспективномуискажению. В следствие этого кажется, будто бы метеоры вылетают из одной точкина небесной сфере. Эта точка называется радиантом.
В зависимостиот положения радианта среди созвездий, ему присваивается название. Например,если радиант расположен в созвездии Ориона, то метеорный поток называетсяОриониды.
В течениегода можно наблюдать много метеорных потоков. В приложении 1 приведена таблицадействующих метеорных потоков. Вещество в метеорном рое распределенонеравномерно. Когда Земля попадает в плотные части роя, можно наблюдать метеорныедожди.
2. Методынаблюдений метеоров
Метеорыотносятся к весьма кратковременным явлениям природы. Кроме того, заранеенеизвестно, в какой области неба и в какой момент пролетит метеор. В этомсостоит сложность наблюдений метеоров.
Исторически сложилосьтак, что первым прибором изучения метеоров оказался глаз, затем возниклиприспособления, уточняющие его работу и, наконец, исключающие его участие. Всоответствии с этим методы наблюдения метеоров можно разделить на визуальные,спектральные, радиолокационные и фотографические методы соответственно. Но ниодин из методов не может претендовать на универсальность, так как наиболееточные и ценные результаты получены на основании их комплексного применения.
2.1Визуальные наблюдения
В течениемногих лет визуальный метод был доминирующим средством сбора информации ометеорах. Визуальные наблюдения могут проводиться как невооруженным глазом, таки при помощи биноклей, телескопов.
Визуальныенаблюдения метеоров невооруженным глазом оставили глубокий след в историиметеорной астрономии. Их доступность и простота сыграли значительную роль внакоплении наблюдательных данных. И в настоящее время визуальный методсохраняет свое научное значение. Целью визуальных наблюдений являются: определениепространственной плотности метеорной материи и структуры метеорных потоков,определение суточной вариации численности метеоров и зависимости количестваметеоров от времени суток, соотношения между спорадическими метеорами иметеорами потоков.
В Симферополенаблюдения метеоров впервые начаты в 1946 году членами общегородского кружка
Дляосуществления этого метода не требуется особых инструментов и специальногооборудования, что является несомненным его достоинством. Главным недостаткомвизуальных наблюдений является невозможность проведения наблюдений приоблачности.
2.2Радиолокационные наблюдения
Полёт метеорасвязан с ионизацией частиц вещества самого метеорного тела, поэтому не слишкомкороткие радиоволны могут отражаться от метеора и его следа. Это даетвозможность определять их положение радиолокацией.
Особаяценность этого метода состоит в том, что на распространение радиоволны невлияют ни облачность, ни дневной свет и наблюдать метеоры, таким образом, можнокруглосуточно. Далее, поскольку полет метеора вызывает изменение электрическогосостояния ионосферы, то изучение распространения волн радиостанций, такжеспособствует изучению метеорных процессов.
2.3Спектральные наблюдения
Спектрыметеоров дают линейчатые спектры. Спектр может дать сведения о химическом составеметеоров. Вид спектра зависит также от скорости метеора.
2.4Фотографические наблюдения
Фотографическийметод исследования является довольно универсальным, однако применимость его дляисследования метеоров ограничивается недостаточной чувствительностьюфотоэмульсий (в сотни раз меньшей, чем у глаза), специфическими требованиями коптике, статичностью снимка и отсутствием ряда данных, характеризующих метеор.Однако, преимущество фотографии бесспорно в отношении фиксации точногоположения метеора, распределения яркости вдоль пути, а в случае примененияпризмы и обтюратора – в получении метеорных спектограмм, дающих состав,скорость и торможение метеорного тела.
Дляфотографирования метеоров следует использовать пленку светочувствительностью неменее 400 единиц и выдержки длиной 20–45 минут, так как при меньших выдержкахшанс того, что пролетит метеор очень мал, а при больших фотографированию мешаетроса.
Прифотографировании метеоров наблюдения записывают в специальный журналнаблюдений. (Приложение 1)
Первыефотографии метеоров были получены в 1948 году в Ашхабаде. С 1950 года ценныерезультаты были получены и в Симферопольском отделении ВАГО.
В 2007 годугруппа наблюдателей осуществила фотосъемку метеоров после продолжительногоперерыва. Были получены первые (удачные!) снимки.
3. Моифотографические наблюдения
3.1Подготовка к наблюдениям
Планировалосьсовершить несколько поездок в НИИ КрАО (пос. Научный, Бахчисарайского района),с целью фотографических наблюдений метеорных потоков. Была разработанапрограмма: помимо фотографических проводить визуальные наблюдения по программе «Общийобзор радианта» и «Счёт». Даты поездок были выбраны так, что на каждую поездкуприходился максимум действующего метеорного потока. Были выбраны 3 метеорныхпотока:
1) Ориониды – (поездка 19–22 октября),максимум 21 октября
2) Леониды – (поездка 16–19 ноября), максимум17 ноября
3) Геминиды – максимум 14 декабря
Для каждой изпоездок были подготовлены, заранее заряженные пленкой, фотоаппараты марок Зенити ФЭД (Приложение 3), а для поездки на максимум потока Леониды былавозобновлена работа чугунного астрографа на экваториальной монтировке (Приложение3) в качестве гида была использована труба от телескопа «Мицар».
3.2Проведение наблюдений
ОРИОНИДЫ
Длянаблюдений метеоров потока ориониды была отобрана группа воспитанниковЮношеской обсерватории в составе 6 человек
Из всех ночейпогода позволила пронаблюдать только одну ночь – с 20 на 21 октября 2009 года. Вприложении 5 приведен отрывок из журнала фотонаблюдений с приведенными даннымио датах, времени съемки и выдержках.
Был получензамечательный снимок метеора (Приложение 4), смотрящим в зенит фотоаппаратом.Одновременно с фотонаблюдениями проводились наблюдения по программе «Общийобзор радианта» с занесением метеоров на немые карты. К сожалению,сфотографированный метеор не был занесен на карту. При обработке фотографиибыли установлены направление и расположение метеора среди созвездий.
ЛЕОНИДЫ
Наблюденияметеорного потока Леониды проводились по такой же схеме, как и наблюденияОрионид.
Из всех ночейпогода позволила пронаблюдать также одну ночь – с 17 на 18 ноября 2009 года.
Длянаблюдений была использована экваториальная монтировка на чугунной подставке («чугунка»),на которой крепились 4 фотоаппарата «Зенит». В качестве гида –телескоп-рефлектор «Мицар» (Д-110 мм, Ф-806 мм, окуляр – 16 мм).Астрограф оснащен механизмом с микроподводкой. Один фотоаппарат был направлен взенит.
Часовоймеханизм астрографа (приложение 3) позволяет получить фотоснимки, на которыхзвезды выглядят не в виде треков, а в привычном нам виде на звездном небе.Такая съемка повышает скорость и точность обработки наблюдений. К большомусожалению, механизм с микроподводкой вышел из строя и фотоснимки были сделаныбез гидирования.
Но, несмотряна трудности, все-таки были получены несколько снимков метеоров, которыепредставлены в приложении 5.
Параллельно сфотосъемкой группа наблюдателей осуществляла наблюдения по программе «Счет». Самыеяркие метеоры были отождествлены по журналу наблюдений (приложение 5).
ГЕМИНИДЫ
Метеорный потокГеминиды не наблюдался, так как все ночи были облачные.
Заключение
Анализируяпроделанную работу, я могу с уверенностью сказать, что наши наблюдения удались.Несмотря на погодные условия и неполадки с техникой, была достигнута главнаяцель работы: получены фотографии метеоров, осуществлены комплексные наблюдения(фотографические и визуальные).
Следующиенаблюдения планируется провести в летний период. Для наблюдений будетпредпринята попытка установить метеорный патруль.
Списоклитературы и Интернет-ресурсы
1. Астрономическийкалендарь. Постоянная часть. – Москва: «Наука», 1973.
2. Одесскийастрономический календарь 2009. – Одесса: «Астропринт», 2008.
3. Куликовский П.Г. Справочниклюбителя астрономии. – Москва: «Наука»
4. Бабаджанов П.Б. Метеорыи их наблюдение. – Москва: «Наука», 1987
5. Астапович И.С. Метеорныеявления в атмосфере Земли. – Москва: «Наука», 1958
6. Мартыненко В.В. Задачии методы любительских наблюдений метеоров. – Москва: «Наука», 1967
7. www.astronomy.odessa.ua/observ/meteor/instruct_meteor.htm
8.www.astronet.ru:8101/db/msg/1187134