1.3.1. Метеорные потоки на Земле

Как уже было сказано, действие метеорных потоков на нашей планете связано с прохождением Земли через рои частиц, движущихся вокруг Солнца по близким орбитам. Это теоретический аспект. С практической точки зрения возникает вопрос – как идентифицировать метеорный поток? Т.е. как доказать, что ряд метеоров, появившихся на небе в течение определенного времени, движутся по близким орбитам? С точки зрения одного наблюдателя главным признаком активности потока будет наличие единого радианта у этих метеоров (с учетом его дрейфа). При этом замечаемое количество метеоров потока должно быть достаточно большим, чтобы снизить вероятность случайного наложения друг на друга траекторий спорадических метеоров. Поэтому при визуальных наблюдениях необходимо наличие, по крайней мере, 5-7 метеоров, вылетевших из одной точки и обладающих соответствующими видимыми скоростями – чем ближе метеор к радианту, тем ниже должна быть его видимая скорость из-за уменьшения тангенциальной составляющей реальной скорости и увеличения радиальной.

Вторая проблема – в уровне активности потока. Существуют потоки, обладающие высокой активностью – с ZHR в десятки и сотни метеоров. Существуют также малые потоки с максимальным ZHR не более 10. Наконец, существуют потоки с максимальным ZHR не более 2. Это крайне малоактивные потоки, которые, согласно позиции ИМО, не могут относиться к визуальным потокам – визуальный наблюдатель просто не сможет надежно фиксировать активность подобных потоков. Поэтому возникает вопрос – какие метеорные потоки считать потоками для целей визуальных наблюдений. Визуальный метод стоит особняком по сравнению с инструментальными методами (о методах наблюдений более подробно будет рассказано в следующих главах), поскольку визуальные наблюдения на сегодняшний день остаются самими распространенными и самыми простыми и доступными для широкого круга наблюдателей метеоров. Для визуальных наблюдений ИМО составила т.н. рабочий список метеорных потоков. В этот список включаются потоки, максимальное ZHR которых по данным многолетних наблюдений устойчиво превышает значение 2 – активность таких потоков, по мнению ИМО, будет надежно фиксироваться визуальными наблюдениями. Этот список приводится в Приложении 2, в таблице. Также в этой таблице приведены менее известные потоки, описанные американским исследователем метеоров Гэри Кронком:

Краткая история и описание основных метеорных потоков:

Квадрантиды

Активность потока впервые была замечена в первой половине 19 века. Радиант находится в существовавшем тогда созвездии Небесного Квадранта, откуда и название Квадрантиды. Уже в середине 19 века отмечались ZHR около 130. Дальнейшие наблюдения показали, что поток дает очень острый максимум длительностью всего несколько часов, а уровень максимальной активности каждый год существенно меняется, с ZHR примерно от 60 до 200. Правда, частично такая изменчивость может объясняться тем, что далеко не каждый год удается «поймать» максимум активности.

Родительским объектом потока в настоящее время считается астероид 2003 ЕН1. Открыт он был совсем недавно, в 2003 г., до этого такой крупный поток как Квадрантиды оставался без известного родительского объекта.

Лириды

Поток открыт в начале 19 века, когда над США наблюдался сильный всплеск активности Лирид, достигший интенсивности примерно 700 метеоров в час. В последующие годы выяснилось, что каждый год действует поток с максимальным ZHR около 15-20 метеоров в час, который в отдельные годы мог давать значительные, но короткие всплески активности. Последний по времени такой всплеск, с ZHR до 80, состоялся в 1982 г., опять же над США.

Родительской кометой потока является С\1861 I Thatcher, орбитальный период которой составляет около 415 лет. Свой последний по времени перигелий она прошла в 1861 г. Как показали расчеты орбитальной эволюции потока, вспышки активности Лирид происходят, когда Земля сталкивается со свежим материалом (шлейфом 1 обращения). Данные расчеты показывают, что следующие всплески состоятся лишь в 2040 и 2041 гг.

Пи-Пуппиды

Активность потока наблюдается с 1972 г., когда орбита его родительской кометы 26p\Grigg-Skjellerup очень близко подошла к земной орбите. После этого в годы вокруг перигелиев кометы 26р наблюдалась активность с ZHR до нескольких десятков. Поток является очень молодым, поэтому в годы, когда комета 26р не находится около перигелия, он характеризуется почти полным отсутствием активности.

Эта-Аквариды

Этот метеорный поток связан с известной периодической кометой 1P/Halley. Его действие было открыто в середине 19 века. Поток активен с конца апреля по конец мая, а широкий максимум происходит около 6 мая. Его интенсивность довольно высока – обычная величина ZHR составляет около 60. Орбита родительской кометы в настоящее время проходит довольно далеко от земной орбиты, так что Земля встречается с очень старым кометным материалом, выброшенным тысячи лет назад. Определенное влияние на активность потока оказывает Юпитер – каждые 11 лет он сдвигает его немного ближе к Земле и тогда эта-Аквариды демонстрируют повышенную активность. Возможны и столкновения Земли с древними шлейфами кометы 1P, к примеру, такой случай, предсказанный японским астрономом-любителем Микией Сато, произошел в 2013 г., когда с Землей встретились фрагменты шлейфов, выброшенных в 910 и 1197 гг. до н.э. Это привело к повышению максимального ZHR потока примерно до 150.

Июньские Боотиды

Данный поток связан с кометой 7P Pons-Winnecke. Орбита этой кометы подошла к земной орбите в начале 20 века, что привело к активности нового потока с радиантом в созвездии Волопаса. Случаи активности отмечались в 1921 и 1927 гг. Затем поток замолчал на многие десятилетия, и дал новую вспышку лишь 27 июня 1998 г., когда на протяжении половины суток отмечалась активность с ZHR около 100. Орбита кометы 7P в это время была удалена от земной на 0.26 а.е., это очень большое расстояние, поэтому такая активность могла быть связана только со старым кометным материалом. И действительно, дальнейшие расчеты С. Шанова (России) и С. Дубровского (Белоруссия) показали, что Земля столкнулась со шлейфами, выброшенными кометой в 19 веке. Также были предсказан всплеск активности потока 23-24 июня 2004 года. Он действительно состоялся, ZHR достигло 30-40. Последний по времени слабый всплеск активности был предсказан М. Масловым на 24 июня 2010 г. В этот день активность потока также отмечалась наблюдателями, с ZHR около 5-10. Дальнейшей активности потока не ожидается, по крайней мере, до 2045 г.

Комплекс Акварид-Каприкорнид

Это группа потоков с радиантами в созвездиях Вололея и Козерога, действующая в июле-августе. Наиболее активным из этих потоков являются Южные дельта-Аквариды, их ZHR, по текущим данным ИМО, составляет 16. В целом же комплекс дает в максимуме (происходящем в последние дни июля) 20-30 среднескоростных метеоров в час. Потоки комплекса лучше наблюдаются в южном полушарии, однако и в северном они располагаются достаточно высоко в небе, кульминируя ночью на высоте 20-25°.

Персеиды

Персеиды, пожалуй, являются самым известным метеорным потоком. В настоящее время максимальное ZHR потока составляет около 100, максимум происходит 12-13 августа. Его родительской кометой является комета 109P/Swift-Tuttle. Ее орбитальный период составляет около 135 лет, свой последний по времени перигелий она прошла в декабре 1992 г. В годы вокруг перигелия Персеиды показывали намного более высокую активность, с ZHR, доходящим до 500-600. Однако уже к началу 21 века активность постепенно вернулась к обычным уровням.

Особенностью потока является то, что Земля проходит через его внешние слои (которые, тем не менее, дают высокий уровень активности). Однако на динамику потока оказывают заметное воздействие две планеты – Юпитер и Сатурн, первая планета – с периодом около 11-12 лет, а вторая – около 30. И когда эти планеты приближаются к орбите потока, они сдвигают его частицы ближе к Земле, поэтому в отдельные годы Земля может проходить через центральные области потока и тогда наблюдается повышенная активность Персеид.

Среди недавних случаев необычно высокой активности Персеид следует выделить 2004 и 2009 годы. В 2004 году поток показал два максимума. Первый, с ZHR до 180-190, был вызвал столкновением со свежим материалом, выброшенным кометой 109P в 1862 г., а второй, фоновый максимум, также оказался усиленным благодаря влиянию Юпитера, его ZHR составило 140-150.

В 2009 г. поток также показал повышенную фоновую активность, с ZHR около 170. На этот раз она была вызвана влиянием Сатурна.

Следующий год с ожидаемой повышенной активностью потока – 2016. В этот год, как и в 2004 г., возможны два максимума, первый 11 августа около 22:34 UT (универсального времени) благодаря материалу, выброшенному в 1862 г. (ожидаемое ZHR 130-150), а второй – в обычное время 12-13 августа, также с повышенным ZHR (до 130-150), благодаря влиянию Юпитера.

В 2027 г. ожидается сочетание влияния Юпитера и столкновения Земли с относительно свежим кометным материалом, выброшенным в 1862 и в 1479 гг., поэтому максимальное ZHR Персеид может достичь 250-300 12 августа в 5-6 UT.

Ауригиды

Поток, совсем недавно переименованный из альфа-Ауригид в просто Ауригиды – это ежегодный малый поток с ZHR=5-7, способный однако в отдельные годы давать сильные всплески активности. Дата максимума – 1 сентября, родительская комета потока – С\1911 N1 Kiess, орбитальный период которой составляет около 2000 лет. Как показывают расчеты, всплески активности потока связаны со столкновением Земли со шлейфом одного обращения, выброшенным кометой около 2000 лет назад и успевшим сделать один оборот по орбите. В 20 веке произошло несколько таких всплесков – в 1935, 1948, 1986 и 1994 гг. Последний по времени всплеск активности (предсказанный Э. Литиненом и П. Дженнискенсом) состоялся в 2007 году, когда, по данным ИМО, ZHR достигло 167. Длительность всплеска составила менее часа.

Дракониды

Дракониды, или Джакобиниды – это интереснейший поток, связанный с кометой 21Р Giacobini-Zinner. Орбита этой кометы подошла близко к земной, начиная c 1900 г. и продолжает пребывать около нее. Активность потока фиксируется преимущественно в годы вокруг перигелиев родительской кометы. Наиболее известными проявлениями активности Драконид являются шторма 1933 и 1946 гг., когда ZHR достигало нескольких десятков тысяч. Также поток давал всплески активности в 1926 (около 17 метеоров в час), 1952 (174 метеора в час), 1972 (15 метеоров в час), 1985 (ZHR=600), 1998 (ZHR=800), 1999 (ZHR=20), 2005 (ZHR=35), 2011 (ZHR=350), 2012 (ZHR~300).

Как видим, в последние годы поток довольно часто показывает активность, хотя и не штормового уровня. В ближайшие годы также достаточно часто Дракониды будут давать умеренные всплески активности: 1) 2014 г., 6 октября 19-22 UT, ZHR 30-50; 2) 2018 г. 8-9 октября с 23 до 0 UT, ZHR~30; 3) 2019 г., 8 октября, 14:45 UT, ZHR=10-20.

Ориониды.

Это второй поток кометы 1P/Halley (первым являются майские эта-Аквариды), поскольку орбита данной кометы пересекает земную орбиту в двух точках. Динамика Орионид достаточно похожа на динамику эта-Акварид. Ориониды показывают широкий максимум вокруг 21 октября, обычное ZHR составляет 20-25. Однако на Ориониды также периодически оказывает влияние Юпитер, и поток время от времени дает повышенную активность, c ZHR до 60-80.

Тауриды

Поток связан с кометой 2P Encke и состоит из двух ветвей – Южные Тауриды и Северные Тауриды. Потоки активны на протяжении сентября-ноября и дают очень широкие и слабо выраженные максимумы с ZHR на уровне 5-10. Поток известен своими болидами, и даже не очень яркие его метеоры могут лететь довольно долго, по 2-3 секунды. Кроме того, время от времени Земля проходит через облако крупных частиц, и тогда в конце октября – начале ноябре Тауриды показывают повышенную болидную активность, когда резко возрастает частота появления болидов. Американский астроном Д. Эшер провел расчеты динамики данного облака. Ближайший год, когда можно ожидать болидной активности Таурид – 2015.

Леониды

Еще один крайне интересный поток, связанный с кометой 55P/Tempel-Tuttle (период обращения 33 года). Записи о штормах Леонид прослеживаются с древних времен. Во-многом, благодаря таким записям Леониды – поток с наиболее хорошо изученной динамикой, что позволяет делать весьма точные прогнозы активности.

Леониды обладают ежегодным действием с максимальным ZHR около 15-20, однако в годы вокруг перигелиев родительской кометы его активность резко усиливается. Поток давал сильные шторма в 1833, 1866 и 1867 г., затем в 1966 (ZHR=150000, это самый сильный зарегистрированный шторм в новейшей истории метеорной астрономии). Последний по времени перигелий кометы 55Р произошел в 1998 г., и Леониды около 15 лет вокруг 1998 г. давали повышенную активность, со штормами в 1999, 2001 и 2002 гг. Последние существенные всплески активности потока (с ZHR около 100-150) произошли в 2008 и 2009 гг.

Следующий перигелий кометы 55Р ожидается в 2031 г., а в последующие годы, с 2033 по 2037 и далее в отдельные годы Леониды вновь будут демонстрироваться высокую активность, хоть и не на штормовом уровне, но с ZHR в несколько сотен.

Альфа-Моноцеротиды.

Это малый поток, родительский объект которого неизвестен. Вероятно, это долгопериодическая комета. Обычная, ежегодная активность потока не превышает 5 метеоров в час, однако временами он дает короткие и сильные всплески активности, с ZHR в несколько сотен. Такие всплески происходили в 1925, 1935 и 1995 гг. Ввиду предполагаемой 10-летней периодичности всплесков, его ждали в 2005 г., однако всплеск не состоялся. Однако, как показывают расчеты финского астронома Э. Литинена, всплески альфа-Моноцеротид связаны со свежим кометным материалом (шлейфом 1 обращения), и следующий всплеск стоит ждать в 2019 г.

Геминиды

Активность Геминид впервые была замечена в 19 веке, и с тех пор, постепенно нарастая, она дошла до уровня, делающим поток одним из самых сильных регулярно действующих потоков. Геминиды, наряду с Персеидами и Квадрантидами, относятся к потокам «большой тройки». Геминиды достигают максимума 13-14 декабря, с ZHR около 120. Метеоры потока среднескоростные, среди них много ярких, поэтому большая часть наблюдателей метеоров считает его более зрелищным, чем Персеиды и Квадрантиды.

Родительским объектом потока считается астероид (3200) Фаэтон, а сам поток, вероятно, образован в результате столкновения Фаэтона с другим астероидом. Как показывают расчеты, орбита потока достаточно быстро эволюционирует, поэтому в ближайшие десятилетия активность потока вероятно начнет уменьшаться, поскольку его орбита станет постепенно отдаляться от земной. Пока, впрочем, никаких признаков уменьшения активности Геминиды не демонстрируют.

Урсиды

Это последний из заметных потоков в календарном году. Он связан с кометой 8P Tuttle. Максимума Урсиды достигают 22 декабря с типичным ZHR около 10. Орбита кометы и потока достаточно стабильна, поэтому с Землей сталкивается довольно старый кометный материал, которому как правило больше 1000 лет. Впрочем, возможны и столкновения с относительно свежими шлейфами, возраст которых «всего» 600-700 лет. В такие годы Урсиды демонстрируют повышенную активность. Последний по времени подобный всплеск был в 2000 г., когда ZHR достигло 50-70.