Разделы

• 2.1. Изучение численности метеорного потока Персеид
• 2.2. Вычисление орбиты метеорных потоков

2. Обработка наблюдений

2.1. Изучение численности метеорного потока Персеид

В 2003 году наблюдения представляли собой набор fits - файлов.

На первом этапе, сразу же после ночи наблюдений, просматривались все записи, отбирались кадры с метеорами. Всего записано - 17 Гб информации, это около 500 метеоров.

Мной было проведено сравнение активности метеорного потока Персеид за 2001-2002 год с данными ММО (Международная Метеорная Организация), которая формирует свои оценки путем обработки визуальных наблюдений, собираемых со всего мира.

Результаты обработки за 2001 год показали следующее. График изменения численности метеорного потока Персеид, полученный на станции "Космотен", совпадает с графиком ММО, хотя наши оценки основаны на 118 метеорах, а оценки ММО за тот же период времени более чем на 3500 метеорах (рис.3). Исключение составляет пик активности, наблюдавшийся нами на долготе Солнца = 139^o.28, который, видимо, обусловлен локальной неоднородностью метеорного вещества в рое.

Рис. 3. Сравнение ZHR данной работы с ММО за 2001 г.

Далее приведен график активности метеорного потока Персеид за 2002 год (Рис.4.).

Рис. 4. Сравнение ZHR данной работы с ММО за 2002 г.

Анализ графиков ZHR за 2001 - 2002 г. показал, что в ночь максимума существует заметное снижение численности метеоров. У ММО в 2002 г. этот минимум выражен не явно, но по продолжительности он совпадает с минимумом 2001г., хотя и смещен по времени. Результаты были получены простым подсчетом метеоров за определенный промежуток времени.

На следующих графиках показана динамика часового числа (HR) метеорного потока Персеид за 2003 год до 8^m.

Рис. 5. Динамика HR метеорного потока Персеид до 8m за три ночи наблюдений с 10 по 14 августа 2003 г.

На графике динамики часового числа до 8^m (рис. 5.) тоже существует снижение числа метеоров перед максимумом.

На рис. 6. показано сравнение оценки численности потока до 3^m за 2002 - 2003 г., на котором можно видеть совпадающие по продолжительности минимумы.

Рис. 6. Сравнение HR метеорного потока Персеид до 3m с 12-13 августа 2002-2003г. (ночь максимума).

Как мы видим, существует некоторый спад в ночь максимума, который становится наиболее выраженным для ярких метеоров. Следовательно, метеорный рой Персеид не представляет собой однородного распределения в пространстве. Он состоит из струй, которые существуют длительное время и состоят из наиболее крупных частиц, а мелкие распределены почти равномерно. Этим и объяснятся тот факт, что у ММО нет явного минимума, так как он мог быть смазан усреднением большого числа метеоров до 6^m, собранных со всего мира.

На следующем графике (рис. 7.) объединены HR за все три года наблюдений на Северном Кавказе. В ночь максимума мы видим тоже изменение активности, но смещенное по времени.

Рис. 7. Сравнение HR метеоров, полученных в период с 2001 по 2003 год.

Таким образом, анализ ZHR метеорного потока Персеид за три года наблюдений показал следующее: используя телевизионные наблюдения, мы можем изучать тонкую структуру различных метеорных роев.

2.2. Вычисление орбиты метеорных потоков

Следующей задачей было получение элементов орбит метеорного потока Персеид.

Для начала из всех метеоров необходимо было выделить те, которые принадлежат метеорному потоку Персеид. В предыдущие годы все этапы обработки проводились вручную. Но т.к. материала с каждым годом становилось все больше, и было необходимо повышать точность получаемых результатов, стал создаваться пакет программ по обработке метеорных явлений.

Храмовым Николаем, студентом 3 курса КГУ, были написаны программы по обработке телевизионных наблюдений. Это - определение координат начала и конца пути метеора, зная координаты центра кадра; определение принадлежности к потоку конкретного метеора; вычисление радиантов метеорных потоков. Точность определения координат, благодаря данным программам, по сравнению с 2001-2002 годом, когда координаты и принадлежность к потоку определялись вручную, повысилась на порядок. Таким образом, она составила 0,03 градуса (в 2002 г. - 0,15 градусов).

Во-первых, для 382 метеоров (3 ночи наблюдений с 10 по 14 августа) были получены координаты начала и конца следа метеора.

Далее определена принадлежность к потоку каждого метеора. На данный момент для обработки использовалось небольшая база метеорных потоков. Таким образом, выявлено 243 метеора, принадлежащих метеорному потоку Персеид, 8 - Авригид, 5- Цефеиды, 48 - Кассиопеид, 18 - Камелопардид, 6 - альфа Цигнид, остальные метеоры пока отнесены к спорадическим.

На основе полученных результатов определены радианты всех метеорных потоков, выявленных в обработке.

В таблице 1 показано сравнение усредненных координат радиантов 5 метеорных потоков, полученных другими авторами [Бабаджанов, 1987.] по визуальным наблюдениям, с координатами ( ошибка), вычисленными мной. В скобках, рядом с названием потока, приведено количество пар метеоров участвующих в обработке.

Таблица 1.

Метеорный поток	αo (данная работа)	αo (виз. набл.)	δo (данная работа)	δo (виз. набл.)
α-Цигниды (9)	31514	310	507	45
Цефеиды (8)	3157	311	64 3	62
Авригиды (18)	909	89	369	41
Камелопардиды (38)	71 15	70	64 3	65
Кассиопеиды (40)	209	14	644	63

Как мы можем видеть из данной таблицы, координаты радианта лежат в пределах ошибок.

В таблице 2 приведены координаты радианта метеорного потока Персеид. Показан дрейф радианта на протяжении трех ночей наблюдений (рис. 8.).

Рис. 8. Дрейф радианта метеорного потока Персеид.

Как мы видим (рис. 8.), радиант в течение ночи изменяет свои координаты хаотически. Это может говорить о том, что поток Персеид представляет собой не однородную структуру, а состоит из нескольких струй. Что в свою очередь является еще одним доказательством неоднородной структуры потока.

Если же усреднить радиант за ночь (рис.9.), то наблюдается равномерное его смещение в одном направлении. Т.к. Земля каждую ночь проходит другой участок метеорного роя Персеид. В скобках указаны усредненные координаты радианта за ночь.

Рис. 9. Усредненные координаты радианта. 3 ночи наблюдений.

Данные для сравнения координат радианта за 2003 год пока не найдены. По данным ММО усредненные координаты радианта метеорного потока Персеид за 2002 год составили 6 и 58.

Далее, используя программы, написанные мной на языке Visual Basiс, получены геоцентрические скорости всех метеорных тел [Астапович И.С., 1958], принадлежащих конкретным потокам. А на основе скоростей и координат радианта, вычислены их элементы орбит [Дубяго А.Д., 1948]. В связи с отсутствием базисных наблюдений, высота сгорания метеорного тела принималась равной 100 км. В таблице 3. приведены элементы орбит 5 слабых метеорных потоков, наблюдавшихся с 10 по 14 августа 2003 года параллельно с метеорным потоком Персеид. Результаты получены путем усреднения данных за три ночи наблюдений. Также приведены элементы орбит по данным каталога малых метеорных потоков (А.К. Терентьева, Киевский Государственный Университет).

Таблица 3.

Метеорный поток	o	o	(км/с)	o	o	io	q(а.е.)	a(а.е.)	e
α-Цигниды	315 4	507	53	139	180	112	1,01	Гипер.	1,25
Цефеиды	3157	64	44	139	179	121	0,88	Гипер.	1,03
Цефеиды (сравн.)	346	65	49	104	161	81	0,99	Гипер.	1,12
Авригиды	909	369	35	139	178	103	1,53	0,6	0,97
Кассиопеиды	209	644	52	139	180	95	1	4	0,74
Кассиопеиды(сравн.)	13	62	52	156	217	89	0,91	14	0,96
Камелопардиды	71 15	643	64,6	138	179	97	0,76	1,5	0,85

Сравнение результатов показало, что мои значения близки по угловым параметрам орбит к другим определениям. В процессе обработки были найдены метеоры, не принадлежащие ни к одному из известных потоков, поэтому в дальнейшем планируется исследовать спорадические метеоры и создавать базу данных элементов орбит метеорных тел. А наличие большой метеорной базы данных даст возможность прослеживать их эволюцию и искать связь с кометами.

В таблице 4. приведены средние геоцентрические скорости и элементы орбиты метеорного потока Персеид в течение трех ночей наблюдений, вычисленные мной.

Таблица 4.

	10-11.08.04				12-13.08.04				13-14.08.04
	02-03	03-04	04-05	05-05.30	22-24	24-02	02-04	04-05	22-24	24-02	02-05
(км/с)	5	46	42	28	38	56	58	57	51	58	49
o	136.9	136.9	137.9	137.9	138.9	138.9	138.9	139.9	139.9	139.9	139.9
o	178.9	179.7	179.1	178.7	178.5	179.4	179.5	179.4	178.7	179.5	179.0
i o	104.8	98.7	105.8	105.8	119.9	109.9	110.8	111.5	145.8	110.4	101.1
q(а.е.)	0.867	0.726	0.568	0.191	0.07	0.936	0.951	0.952	0.404	0.954	0.923
a(а.е.)	1.414	1.008	0.843	0.648	0.54	2.604	4.774	2.988	0.719	5.035	1.262
e	0.387	0.279	0.326	0.705	0.861	0.640	0.800	0.681	0.438	0.810	0.268

В следующей таблице для сравнения приведены элементы орбит родительской кометы, данные ММО за 1994 год и средние значения элементов орбит метеорного потока Персеид, полученных мной в 2003 году.

Таблица 5.

Автор	o	o	(км/с)	o	o	i o	q(а.е.)	a(а.е.)	e
Комета Свифта-Туттля				139.4	153	113	0,96	26,3	0,95
Персеиды ММО (1994 год)	46,2	57.4	61	139.4		113	0,92
Персеиды (данная работа)	44,6	58	58	138,9	179	111	0,95	5	0,72

Результаты близки по угловым параметрам, различие в величине большой полуоси не является столь существенным, поскольку орбита потока близка к параболической.

Элементы орбит 132 метеоров принадлежащих потоку Персеид, полученных мной приведены в Приложении 1.

Далее, в Приложении 2 приведены гистограммы. По оси отложены элементы орбит, а по оси - число метеоров, попадающих в определенный интервал. Из них следует, что большая часть метеорных тел роя Персеид вовсе не имеет орбиты тех же размеров, что и родительская комета Свифта-Туттля. Угловые параметры и перигелийное расстояние достаточно близки, чего не скажешь о большой полуоси. Больше половины метеорных частиц имеют большую полуось в интервале от 0 до 1 а.е.

С чем же это может быть связано?

Во-первых, высота сгорания мной была принята 100 км. В действительности, метеоры сгорают на высоте 80 - 120 км. Я исследовала зависимость параметров элементов орбит от высоты сгорания. Были получены следующие результаты: для метеорных тел с геоцентрическими скоростями до 50 км/с, изменение высоты сгорания на 10020 км дает изменение в большой полуоси на десятые доли а.е.

А для метеорных тел с большими скоростями изменение высоты сгорания в том же интервале дает изменение большой полуоси на несколько а.е. (Приложение 3).

Как показали мои расчеты в предыдущей работе [Масленников Е.С., 2003], изменение скорости (около 60 км/с) даже на десятые доли ведет к значительному изменению большой полуоси. Т.к. эта скорость близка к параболической.

Следовательно, изменение большой полуоси, при небольших геоцентрических скоростях, не зависит от высоты сгорания метеорного тела!

Во-вторых, метеорные тела со сравнительно небольшими геоцентрическими скоростями имеют очень большие скорости выброса из родительской кометы. (Скорость выброса = геоцентрическая скорость родительской кометы в перигелии - гелиоцентрическая скорость метеора)

Но до сих пор не рассматривались такие большие скорости выброса.

Может быть это связано с тем, что в своей обработке я использовала метеоры до 8^m. Возможно, что именно такие мелкие частицы (тысячные доли грамма) могли быть выброшены с такими большими скоростями. А возможно, что орбита этих тел изменилась под действием гравитационных сил, каких - то других небесных тел.