□作者: 中科院上海天文台 陶雋
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流星雨無疑是一個有趣的天象，為得到流星雨的全景圖像，不能只重視高峰期的觀測，峰前峰後的觀測也很重要。觀測主要有以下幾種方法︰
目視觀測
照相和攝像觀測
望遠鏡觀測
無線電觀測
火流星的觀測
*目視觀測
1、常見流星雨的觀測
一台錄音機每小時至多可以記錄500顆流星，也就是每分鐘要記8顆。因為流星的出現是隨機分布的，也可能每分鐘有15顆流星出現，平均的出現率很難確定，即使象限儀座、英仙座或雙子座這樣一般的流星雨，也會讓你一會兒在1－2分鐘內不停地記錄，一會兒在一陣沉寂中無所事事。
錄音機始終不要停，看見一顆流星時，只要對著麥克風報出星等就可以了。如果流星出現率超過200顆/小時，個別的流星星等的估計誤差造成的影響很小，所以即使對估計的流星星等不很確定，也不要停止報出星等。如果一個觀測點所有的觀測者都這樣做的話，就可以得到很好的統計結果。
對極限星等的估計常會被流星出現打亂，建議在極限星等的估計時停止觀測。當許多流星同時出現的時候很難停止記錄，但這樣的情況僅會持續1－2分鐘。要記住最終流星的ZHR(天頂每小時出現率)值的準確性主要取決于對極限星等的合理估計，要有規律地在觀測過程中估計2個極限星等天區。
2、強流星雨的觀測（HR＝500－4000）
強流星雨的出現率平均每分鐘8－67顆，換句話說就是讓你處于不能合理地記錄流星星等的尷尬之中。每小時4000顆流星大約就是每秒出現一顆流星，由于流星出現的隨機性，每秒有3－4顆流星要記錄也有可能。
這時要盡可能長時間的記錄流星星等，不必擔心你的估計缺乏準確性。記錄的流星數目越大，你的結果就越具可統計性。另外，不要每記錄一次就停下錄音機，讓錄音機一直開著，到時可以從播放的時間推出當時的觀測時間；同時為了作時間校準，還要錄上觀測開始和結束的時間。這樣觀測完之後你的錄音帶上就應該有一個準確的起始時刻，然後是許多的星等或哨聲的錄音，最後是確切的觀測結束時刻。
3、流星暴的觀測（HR>4000）
平均每秒1－2個流星可以通過向錄音機發出“嗶嗶”聲來作錄音記錄。出現率更高時，加上流星出現的不均勻性，不可能用錄音的辦法一個一個的記錄，可以每10個記錄一次，也就是說當你印象中有10個流星出現時，就錄一聲“嗶”。與2中一樣，還要錄下開始和結束的時間。另外一個方法曾用于1966年的流星雨觀測，觀測者盯住觀測天區，一秒鐘後，估計看到了多少顆流星。當時最大估計值達到了40顆/秒。這種方法不很精確，因為對一秒鐘的長度和流星的數目的估計都不會很準確。
*照相和攝像觀測
盡管對于目視觀測者來說，非常強的流星雨非常令人興奮，但這種情形更適合于作照相和攝像觀測。攝像機是用不帶感情色彩的電子來記錄圖像的，無論是一個小時一顆流星還是一秒鐘出現一顆流星對攝像機來說毫無區別。
1、流星活動曲線
攝像觀測主要是測定流星體的活動並計算流星群的流量。廣角攝像機和肉眼一樣有較大的視場和一定的極限星等，可以記錄大量的亮流星。從亮流星與較暗流星的比率我們可以推出流星群內不同大小粒子的混合比。而且因為與目視觀測的相似性，廣角攝像觀測結果是用來校準1966年的目視觀測數據的首選。
一般的攝像機和電視攝像機的視場較小，但能記錄下較暗的流星，由此得到的數據可以將廣角攝像系統獲得的流星流量曲線拓展到產生暗流星的較小的流星體的範圍內。這樣我們就能發現流星雨是否在一定的星等截止或肉眼看不到的流星數目是否持續以指數增長。
最後，采用一組不同鏡頭的攝像系統可以在15個星等的亮度範圍內研究流星活動－從-7等的火流星到最暗的7等的流星。建議同一地點的攝像觀測者應合理安排觀測以獲得對不同大小粒子產生的流星體的資料及更多的流星信息。
如果沒有攝像機，照相觀測也可以為強流星雨活動的流星群流量的估算提供數據。遇到強流星雨，在活動高峰期應露光5分鐘，高峰前或後應增加露光時間到10或20分鐘，整個觀測過程中應用同一卷膠卷。
2、流星群軌道
觀測流星雨另一個目的是通過流星雨的軌跡來測定流星群的軌道。為此最好采用照相觀測，盡管攝像觀測可以按星等大小順序記錄更多的流星，但精確度肯定比不上照相觀測。這主要是因為照相底片上的感光物質的空間分辨率比圖像增強器的熒光屏高10倍。觀測強的流星群活動可以獲得足夠數目的流星照片，從而算出最佳的流星群軌道。
3、其他一些目的
通過攝像和照相觀測，可以獲得大量亮流星的資料，從而開展一些特定的研究。高分辨率的流星光譜非常少見，主要是捕捉足夠亮的流星的機會極小。用高精度的光柵，探測器的極限星等要比流星成像時低3個星等。所以，要想得到流星光譜，在缺少強流星雨活動的時候，需要幾小時（攝像觀測）甚至幾千小時（照相觀測）的守在儀器旁邊。即使在英仙座流星雨期間，平均最長露光時間也在幾十分鐘到幾十小時之間。在高于一般流星雨好幾個星等的流星暴期間，才有機會在一個觀測夜里得到幾條高質量的流星光譜，從而可能將單個流星體的光譜與大量的統計樣本的差異作出評估。
攝像觀測和照相觀測的另外一個特別的目的是記錄下久現流星余跡。流星雨主要是由來自于彗星的高速流星群引起的，這將會產生大量的久現流星余跡，有時會在幾十分鐘內可見。流星體的數目越大，記錄下亮的久現流星余跡和其被高層大氣扭曲的機會就越多。攝像機可以記錄下流星余跡所有細微的變化，而通過長時間的露光，照相設備可以記錄下目視和攝像觀測已不可見時余跡的發展過程。如果你有一個光柵或稜鏡，但沒有攝像機，應該考慮將它們裝在照相機上，在非常亮的火流星出現並留下一條持續幾十秒的余跡時進行拍攝。流星余跡的光譜極其稀少。
在流星雨的觀測中，攝像機和照相機或許可以給你帶來終身難忘的紀念品。1966年獅子座流星雨的那張有70多個流星的照片不但在流星觀測者中赫赫有名，在整個天文愛好者中也引起了轟動。所以請珍惜每一次機會，使你能成為幸運者！
*望遠鏡觀測
為了得到更完善的流星雨的圖象，有必要在各種亮度範圍內觀測流星。能被望遠鏡看到的流星要遠遠超過肉眼，可以提供比目視更暗的流星的信息，對業余觀測者來說也是獲得暗于6等的流星信息唯一的方法。
主要的目的是測定在整個過程中暗流星群的流量，而不僅僅只在高峰期；還有就是測定流星進入高峰活動的時刻。如果要選用天文望遠鏡或雙筒望遠鏡，1）要選用大視場的（最大達70度）；2）要選用合適的儀器來探測盡可能暗的流星。
1、 一般的流星活動（HR<30）
根據以往的經驗，在暗處用筆作圖最多每小時可記錄25－30個流星。對于低于30個每小時的采用標準的筆畫技巧，可選兩個天區，每個視場約30分。合適的IMO(國際流星組織)天區圖是123和147，80和146，81和145，103和146。記錄和畫流星路徑所用的時間也要記下來，這對流量測量也是很重要的。如果流星出現的頻率不是太高，不要忘記畫出久現流星余跡的扭曲。
如果出現率太高，要運用下面的技巧。
2、 較強流星活動（HR＝30－500）
每小時30－500的流星出現率對筆畫記錄太高了，在給定的時間，與目視觀測相比，記錄天區小，望遠鏡觀測相對來說較容易，至少觀測到流星出現率會更低。然而，望遠鏡的流星出現率要早于目視觀測發生。
選取一個天區，盡管在IMO天區可以作出極限星等的估計，但這里不必是IMO選定的天區，重要的是要有不同亮度的恆星，而且位于流星輻射點以上10－20度。觀測過程與目視觀測一樣，但需要一些特別的技巧。如果對運用錄音機不熟悉，需要預先練習。用視場內的幾個恆星作出極限星等的精確估計很重要，而且需要經常作出估計。對那些自己選定的天區，不知道觀測天區內恆星的星等，應估出目視極限星等。
記錄看到的流星的星等時，應把與流星雨無關的偶發流星除外。這樣在一陣流星來的時候可以節省些時間，估計流星星等的速度要快，所以對所選天區的恆星星等要比較熟悉。最好在流星雨活動開始的時候先練習一下這個過程。
3、 強流星雨（HR＝500－4000）
參照相應的目視觀測注意事項。如果流星出現率達到幾秒一個或一秒一個，只記錄星等，甚至連星等值前的“＋”號也可省略。星等值為負的流星相當少見，如果出現的話，應暫停下來等眼楮重新適應後再觀測。
4、 流星暴的觀測（HR>4000）
即使你能連續觀看流星，在這樣的出現率，你必須長時間的保持不閉眼楮。如果觀測者能在流星暴發生時，能對眨眼楮的時間作一些測量，是很有價值的。可采用目視觀測中的記錄方式，出現一個流星，對錄音機說一聲“嗶”。天文望遠鏡的觀測中對流星計數應比目視觀測計數容易，因為視場較小。
*無線電觀測
無線電流星散射儀（radio meteor scatter）是連續觀測流星的理想儀器。流星余跡可以將遠處發射器的無線電信號反射回地球，所以當一顆流星出現，有時可以接收到一小段2000公里遠的無線電台發出的廣播信號。
這種觀測技術在業余觀測者中發展很快。近年來，一些團體開始使無線電觀測自動化，用電腦來記錄收音機接收到的信號，但理論上尚不完善，業余的無線電觀測仍處于試驗階段。
*火流星的觀測
明亮的火流星劃過夜空的景象的確令人難忘。即使是受過良好訓練的觀測者也可能會被大自然的美所折服而忘記記錄數據，或者因心緒激動而出錯。而且火流星相對少見且出現無法預測，所以無法做火流星的觀測練習。亮的流星可以比一般的流星提供更多的信息，要有統一的記錄方式，並知道該記什麼。
火流星一出現，要看看鐘表定下時間，最好準確到秒，事後鐘表要與標準時間校對一下。接下來，趁對流星余跡的印象尚未模糊之際記下余跡運行的表觀路徑。如果你將觀測數據記錄在磁帶上，或者只是目睹而未做記錄，至少應該標出流星余跡經過的3個主要的點。然後你應記下其它一些觀測數據，如碎片，顏色，表觀速度，閃光和聲音。最後，記下表觀星等，這通常比較好記。當火流星的非常亮，超過四分之一月亮的亮度（大約－9等或－10等）時，記錄的準確性可能較低。這時要作一些比較性的描述，如“亮過滿月”，或星等範圍（例如︰在－11到－14之間）。如果可能，應記下所有星等的變化（亮度曲線）。
這里要特別提一下流星發出的聲響。曾有過記錄很少，但這方面的信息很重要。聲音在空氣中傳播的速度比光速慢得多，所以正常的聲音應在光學觀測後幾分鐘才可以听到。在記錄上面提到的觀測數據的同時，應準備收听流星發出的聲響。流星發出的聲響源自低于60公里高度的彈射軌道上，可能會有“ ”或“嗖嗖”的聲音，或者別的一些響聲。當然，在作光學觀測的同時也會听見一些聲音，這並不是幻覺。這些不尋常的聲音看來產生在流星軌跡的高端，源自于與極低頻的無線電波的作用，產生的波以光速傳播，在遇到絕緣物質如大質量的物體和大氣層的電子活動時，便被轉化成聲波為我們听到。
要辨認並除去非流星發出的聲響，如︰汽車，飛機，其它一些機器或動物發出的聲音。據研究，當火流星的星等亮于－8等，有可能發出聲響。
火流星的照相觀測可以得到一些有用的信息，但目視觀測仍是必需的。只有少數的照相觀測有時間的記錄，而確切的時間記錄對日後的計算至關重要。更進一步，照片無法給出火流星的真實的顏色、久現流星余跡和聲音方面的信息，而且火流星碎片方面的數據也無法從靜態的照片中得出。
流星體與大氣中粒子的踫撞會引起二者的物質蒸發和電離，也有一些原子能態（亞穩能級）可能會存在幾秒種。這些能級的輻射會在很長時間內可見，形成久現流星余跡，在流星體消逝後呈現在夜空之中。大的流星體進入大氣層時會在其彈射軌道的尾跡上留下大量不發光的物質，形成所謂的流星煙跡。有兩種機會可能看到流星煙跡︰一是在白晝流星出現時，伴隨流星劃出的明亮的軌跡會看到流星煙跡；一是在傍晚時，天光已經減弱，可以看見流星煙跡。即使很晚有些流星余跡出現的高度仍能被太陽照亮，使得余跡看起來很亮，這兩種余跡會沿著流星體的彈射軌道產生在20公里的高度，強風會使余跡在相對短的時間內發生變化。
以上資料來自International Meteor Organization網站（http://www.imo.net）
相關網站介紹︰
國際流星組織（IMO）http://www.imo.net/
國際獅子座流星雨監測網站 http://www-space.arc.nasa.gov/~leonid/
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文章作者:中科院上海天文台 陶雋
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