如何观测一场流星雨

时间:2018-09-27 栏目:飞碟探索

陈厚尊

关于如何观测流星雨,一个在公众间广为流传的误解是:必须借助天文望远镜等专业设备才看得到。实际上,在五花八门的天象中,流星雨和月食算是为数不多的两个比较常见,同时又容易观赏的。无须借助任何设备,只要天气晴朗,你只需抬起头就能用肉眼观看。但是对月食而言,如果你有条件通过双筒望远镜、天文望远镜等设备观赏,还是能获得比裸眼好得多的体验,因为这些设备能帮你捕捉到许多肉眼难以察觉的细节。唯独对流星雨这个天象,望远镜在这里不仅无用武之地,反而是个大大的累赘。其原因在于:与天象有关的天体多处在距离地球非常遥远的地方(就算是月球也在36万千米之外),所以,天象的焦点多局限在一小片天空范围内。而望远镜的主要功能就是拉近目标,所以视场比较狭窄,与小片区域内的天象相适应。可是流星雨就不同了。这个天象就发生在观察者头顶上方100千米左右的大气层内,因此不会局限在某个狭小的范围内,它们可能出现在天空中的任何位置。此时,望远镜的狭窄视场不就成了管中窥豹,与实际的需求背道而驰吗?

这里插句题外话:假如真有流星误打误撞,鲁莽地闯进了某个观天者的狭小的望远镜视场范围内,会看到什么呢?这种事情听上去不太可能,毕竟流星出现的频率也没那么高,望远镜的视场又那么狭窄。但实际上,根据笔者经验,许多天文爱好者都在目镜后碰到过这种事。这说明夜空中的确是有许多暗流星存在的。暗流星体的直径在几个微米(相当于一个细菌大小),划过夜空时的亮度接近或暗于5等,肉眼不能觉察,却在望远镜里比较显著。不过,也真的有幸运儿抓拍过耀眼的火流星划过望远镜视场的壮观景象,这样珍贵的照片常常能记录下许多肉眼无法察觉的细节。比如2016年,伊沃·斯凯贾就在瑞士的阿尔卑斯山区记录到了一颗火流星划过猎户座大星云的惊人景象。

说完了观赏流星雨不需要什么,我们下面详细说一说观测的必需品。首先,你必须明确自己的观测手段,也就是搞清楚自己是打算目视观测还是照相观测。顾名思义,前者是直接用肉眼看,后者是用照相机记录夜空里的流星轨迹。当然,两种观测方法也可以同时进行。下面我们分别加以介绍。

目视观测一场流星雨可以很简单,简单到只需在黑暗的空地上铺一张凉席,与三五好友一边谈天说地,一边等待流星的到来,惬意人生;当然也可以很复杂,复杂到需要按照“流星雨标准观测法”(简称标观)快速而详尽地速记下每颗流星出现的位置、亮度、颜色等信息,以及记录者所在的夜空条件,以便第二天归纳整理成统一的表格,上报给IMO组织(International Meteor Organization,国际流星组织)。当然,对于初次观测流星雨的同好,我们不建议进行所谓的标观。因为这需要你对四季的星座特别熟悉,并且懂得如何通过在特定天区数星的方法判断当夜的极限星等。其中有些目视技巧需要观测者勤加练习,绝非首次尝试就能成功。这样一来不仅做不好标观,还破坏了初学者的热情。

目视观测流星雨,首先要弄清楚的是该何时出门,以及观测条件如何。这就牵涉到流星雨的辐射点何时升起的问题。我们常听到这样的说法:最近是某某座流星雨爆發。这是什么意思呢?原来,夜空中的流星有“群内流星”和“偶发流星”之分。偶发流星的主要特点是你完全无法预估它们出现的方位、轨迹、亮度等信息。不过,在另外一些时候,你会发现夜空里的流星并非完全杂乱无章:它们轨迹的反向延长线似乎交汇于星空中一个神秘的、看不见的点。天文学家称它为辐射点。这主要是地球在公转的时候迎面遭遇流星群而产生的一种“透视效应”,就像笔直的公路或者整齐的田畦伸向远方,汇为一点。辐射点会在每年固定的时候向外辐射流星,活动时间从几天到几十天不等。事实上,这样的辐射点天文学家已发现了几百个,广布于星空各处。每个辐射点带来的流星都被称为一个流星群,按照其所处的星座加以命名。若同一个星座内含有一个以上的辐射点,则按照辐射点附近的星座亮星或者辐射点的相对位置进行区分。例如宝瓶座γ流星群、宝瓶座δ流星群、北金牛座流星群、南金牛座流星群,等等。有时也按照流星群出现的先后顺序命名,例如上面的宝瓶座γ流星群又称为宝瓶座I,而宝瓶座δ流星群又称为宝瓶座II,等等。由此看来,天文学家所说的流星雨并非指流星的数目众多,而是说流星划过的轨迹在天空中的分布仿佛下雨时抬头所见的雨滴那样。

对于每年比较著名的几大流星雨,其辐射点的位置也都有一些便于记忆的方法。比如8月的英仙座流星雨,它的辐射点的位置就非常靠近英仙座的双星团;狮子座流星雨的辐射点在狮子座头部那个反向“大问号”的弧形里面;双子座流星雨的辐射点在北河二的旁边,等等。明确了辐射点的位置,下一步只需通过纸质或者电子星图,查看辐射点在当地的升起时刻就可以了。一般而言,当辐射点在地平线以下很深的时候,群内流星是不可见的;当辐射点在地平线以下比较浅的时候,群内流星开始出现,此时有可能在辐射点即将升起的地平线附近目睹罕见的掠地流星或弹射流星(即从低空弹向高空的流星)。这当然还是透视效应导致的,弹射流星本身并没有射向高空,只是流星飞来的方向几乎正对观察者,因而出现了弹射的错觉;当辐射点升起的时候,大约可以看到辐射点射出的一半的群内流星;此后伴随辐射点的升高,可见的群内流星比例也越来越高,直到辐射点抵达天顶附近(如果有可能的话)达到最佳。当然,以上仅就辐射点高度这个单一因素分析了它对群内流星数目的影响,实际还有许多其他的影响因素,像是月相的盈亏、城市景观灯和高楼、流星雨流量在极大值前后的变化等。这些因素是相互独立的,很难做到理想中的万事俱备。

假如你的家中有一台具备手动曝光功能(即M档)的照相机,也可以在目视的同时尝试拍摄流星照片。所需的器材也很简单:三脚架一个、调至M档的相机、有定时功能的快门线。其中,有定时功能的快门线(也有人称之为有编程功能的快门线)能每隔一定时间按下相机快门,便于抓拍流星,解放拍摄者的双手。鉴于流星有可能出现在夜空中的任何位置,因此,你可以将相机镜头对准你感兴趣的方位。不过,笔者还是有一些特别推荐的拍摄方位。比如你想抓拍一颗划行轨迹较长的流星,建议相机镜头的指向与辐射点呈90°。这就好比一辆行驶在笔直公路上的客车,客车前方的景物变化要慢些(流星的轨迹较短),而客车两侧的景物变化就要快得多(流星的轨迹较长)。

相机架好以后,下面就是寻找一个合适的参数,开始用快门线一张接一张拍摄,守株待兔式地等待流星入瓮了。由于观测环境不同,并没有一组普适的拍摄参数提供给读者。不过有两个选参数的原则是不变的:首先,要用镜头的最大光圈;其次,在不影响画质的情况下选用较高的感光度(ISO),这样才能让转瞬即逝的流星在相机的感光器件里留下痕迹。至于快门速度没有特殊要求,可以在天光不过曝、星点不脱线的情况下尽量延长曝光时间,以增加抓拍到流星的机会。要保证星点不拖线,大家可参考所谓的“星空500法则”,就是用500除以镜头的焦距,所得的商就是以秒为单位,保证星点不拖线的最长曝光时间。

拍摄结束后,我们会得到上百张单调的星空照片,其中可能只有几张或十几张有流星。将它们挑选出来,用Photoshop等软件全部叠加在一张照片里,就能出现“星陨如雨”的效果。我们在媒体上看到的各式流星雨照片,多是这样后期叠加的结果。

最后,需要特别提醒的是,外出观测流星雨,往往要去一些黑暗无人的地方。所以无论男女都不要独自活动,最好三五成群,结伴而行。另外,夏天需注意防蚊,冬天要注意保暖。夏夜的长袖长裤、防蚊贴、花露水,冬夜的羽绒服、暖宝宝、保温杯、巧克力等,都是必备品。

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