Назви метеорних потоків походять від сузір'їв, в яких розташовуються їх радіантів. В СРСР можна спостерігати все радіантів північної півкулі і частина радіантів південної півкулі - приблизно до 40њ південного відміни. Радіантів південної півкулі неба можна вивчати з пунктів, розташованих в південних районах Радянського Союзу.
Радіолокаційні спостереження нічних метеорних потоків показали можливість досить точного визначення їх радіантів цим методом. У табл. 4 дані для порівняння радіантів, отримані для великих нічних метеорних потоків як візуально, так і за допомогою радіолокатора.
Таблиця 4. Радіолокаційні спостереження нічних метеорних потоків
*? Потік Дата візуально п0 радіо-пов / п # 9632;> спостереженнями
Геоцентрична швидкість по Радіоспостереження метеорів дорівнює для Квадрантіди 37,1 3,5 км / сек, для Пер-Сеїд 60,1 4,0 км / сек, для гемінідів 35,9 4,6 км / сек.
Радіолокаційні спостереження не тільки дають положення радіантів метеорних потоків з точністю, яка приблизно дорівнює візуальним визначенням, а й дозволяють визначити геоцентричну швидкість найактивніших з них, тобто знайти їх орбіти. Тому відомості про денні метеорних потоках, отримані виключно радіолокаційним методом, є цілком надійними. Нижче дана таблиця денних метеорних потоків, відкритих за останні роки (рис. 22).
Таблиця 5 Денні метеорні потоки
N Сузір'я або Дата координати Чісл0 Геоцентріч. ьозвоездіе або максі. радіанта метеорів швидкість л / п найближча зірка мума ^ Д ^ в ^
Мал. 22. радіант денних метеорних потоків (по радіолокаційним спостереженнями).
Знаючи радіант, тобто напрямок руху метеорів щодо Землі і їх геоцентричну швидкість, можна обчислити орбіти метеорних потоків. Орбіта метеорного потоку, як і будь-якого тіла Сонячної системи, задається шістьма елементами, визначальними, по-перше, взаємне положення площин орбіти потоку і Землі, по-друге, форму і положення еліпса орбіти в цій площині і, по-третє, момент проходження метеорів через перигелій - найближчу до Сонця точку орбіти (протилежна їй, найбільш віддалена від Сонця точка орбіти називається афелием).
Таким чином, щоб знати форму і положення в просторі орбіти метеорного потоку, необхідно визначити п'ять елементів, а саме: нахил площини орбіти до екліптики (i); довготу висхідного вузла. ), Що представляє собою кутова відстань в площині екліптики від точки весняного рівнодення (.) До точки, в якій перетинаються площини орбіти Землі і метеорного потоку; кутова відстань перигелію від висхідного вузла, що відраховується в площині орбіти (# 969;); відстань потоку від Сонця в перигелії (q), виражене в астрономічних одиницях, або ж велику піввісь еліпса орбіти (a); ексцентриситет орбіти (e), величина якого для еліпсів лежить в межах від 0 до 1. Період обертання потоку навколо Сонця (Р) пов'язаний з величиною велика піввісь орбіти третім законом Кеплера: P = a 3/2. Час проходження об'єкта через перигелій, зазвичай обчислюється для планет і комет, для метеорних потоків не обчислюється, так як не представляє ніякого інтересу.
Мал. 23. Елементи орбіти метеорного потоку. П - перигелій, А - афелій. - направлення на точку весняного рівнодення. - на точку осіннього рівнодення.
Нижче ми наводимо дані про елементи орбіт деяких великих метеорних потоків.
Таблиця 6 Елементи орбіт метеорних потоків
Потік (км1всек) ^ " '" Ч а
Персеїди. 60,5 + 4,6 139њ, 5 153њ 114њ 0,93 0,9714,4 Рад. ". 58,7 139,4 150 113,5 0,89 0,96 9,1 Фот. Гемініди. 35,7 + 4,6 262,2 325 23 0,890,14 1,31 Радий,". 35,1 262 324 23 0,91 0,14 1,24Фот. Квадрантіди. 35,1-3,4 282,5 166 67 0,46 0,97 1,8 Рад. "48 282,1 168 74 0,72 0,93 3,4 Фот. Леоніди. 72 233 179 163 0,90 0,9910,0 виз-, Ліріди *). 51 30 213 80 1,0? 0,90 - Фот. Андромедіди. 16,8 242 227 12 0,79 0,86 4,0 "Гамма-Акваріди. 66 45 100 162 0,97 0,60. Віз. Оріоніди. 68 28 143 161 0,97 0,57.> Драконіди. (|) 196 175 31 0,71 1,02 3,5 "Тауриди. 27,3 47 109 4 0,82 0,39 2,2 Фот. Дельта-Акваріди *) 50 305 - 56 1,0? 0, 04. Віз. Кассіопеіди *). 50 135 335 87 1,0? 0,97. Фот.
*) Орбіта передбачається параболічної внаслідок незнання геліоцентричної швидкості метеорів або періоду їх обертання навколо Сонця.
Метеорні потоки, для яких відомі орбіти, можна розділити на три групи. До першої групи належать метеорні потоки, афелії яких йдуть далеко за межі орбіти Юпітера. Орбіти цих потоків сильно витягнуті, нахилені до площини екліптики під. значними кутами, іноді перевищують 90 o (в разі зворотного руху). Періоди звернення таких потоків навколо Сонця обчислюються десятками років. Такі метеорні потоки Ліріди, # 947; -Акваріди, Оріоніди, Персеїди і Леоніди.
До другої групи належать метеорні потоки, афелії орбіт яких близькі до орбіти Юпітера. Такі орбіти незначно нахилені до площини екліптики. Ця група потоків постійно піддається збурень з боку Юпітера, утворюючи так зване сімейство Юпітера. Такі Андромедіди, Боотіди, Драконіди. Періоди звернення цих потоків становлять кілька років. Умови видимості з Землі цих потоків змінюються в значних межах, так як зближення метеорних потоків з Юпітером кожен раз призводить до досить значної зміни їх орбіт.
Нарешті, третя група, представляє сімейство орбіт метеорних потоків, розташованих поблизу орбіти Землі. Метеори цієї групи рухаються в тому ж напрямку, що і Земля. Їх орбіти незначно нахилені до екліптики. До цієї групи належать Квадрантіди, Віргініди, # 948; -Акваріди, Скорпіоніди, Гемініди і вельми рясні денні метеорні потоки. Періоди звернення цих метеорних потоків складають 1-3 роки. Серед метеорних тіл, які обертаються поблизу орбіти Землі, є і відносно великі, що дають яскраві боліди. Метеори потоків третьої групи наганяють Землю, тому їх геоцентрична швидкість незначна.
За розподілом метеорної речовини уздовж орбіти все метеорні потоки можна розділити на два класи. До першого класу відносяться метеорні потоки з різко вираженим скупченням метеорів в одній з ділянок орбіти. При щорічній зустрічі із Землею такий потік проявляється слабо. В роки ж, коли Земля зустрічає основне скупчення метеорних тіл, спостерігається надзвичайно рясне поява метеорів, так званий зоряний, точніше, метеорний дощ. До подібного роду потокам відносяться Ліріди, Леоніди, Драконіди, Андромедіди (Біеліди). Основна маса метеорної речовини зосереджена в цих потоках в компактному рої, і лише невелика кількість метеорних тіл зустрічається на решті орбіти.
У інших потоків належать до другого класу, метеорні речовина розосереджено приблизно рівномірно уздовж всієї орбіти, утворюючи свого роду "баранку", що обертається навколо Землі. Типовим прикладом такого роду метеорного потоку є Персеїди, щорічно спостерігаються приблизно в одному і тому ж кількості. Більшість метеорних потоків відноситься саме до цього другого класу.
Просторова щільність метеорної речовини в потоках вище, ніж середня щільність спорадичних метеорів. Однак навіть в таких рясних потоках, як Персеїди або Гемініди, одна частинка, що дає метеор, видимий неозброєним оком, доводиться в середньому на кубічний обсяг простору з ребром в 100-120 км. І тільки для найбільш щільних ділянок метеорних потоків першої групи, коли годинне число метеорів доходить до декількох тисяч, взаємне відстань між подібного роду частинками знижується до 30 і навіть до 15 км, як це мало місце під час зоряного дощу Леонід 1833 р
Розподіл часток по масі в потоках суттєво відрізняється від розподілу для спорадичного метеорного матеріалу. Величина n. показує, у скільки разів збільшується кількість метеорних частинок при переході від однієї зоряної величини до іншої, за даними К. Хоффмейстера має для кожного метеорного потоку властиве йому значення і змінюється від 4,0 для Оріонід до 1,7 для Лірід. За більш точним, радіолокаційним спостереженнями, що охоплює метеори до 8-9-ї зоряної величини, величина n для Персеїд, гемінідів, Квадрантіди коливається в межах 1,7-1,9. Це означає, що значна частина цих метеорних потоків переважно складається з відносно великих метеорних тіл. У той же час деякі метеорні потоки, як, наприклад, згадувані вже Оріоніди (n = 4) або Арнетіди (n = 3,2), навпаки, щодо збагачені дрібними частинками. Ця обставина вказує на різний вік метеорних потоків, які перебувають на різних стадіях свого розвитку.
Великий інтерес представляє структура метеорних потоків. Для уявлення про просторову структуру потоків необхідно знати розподіл метеорних частинок вздовж центральної (осьовий) лінії потоку, а також в поперечному перерізі. Уявлення про будову потоку в поперечному перерізі можна отримати, спостерігаючи метеори потоку день у день з дня їх першої появи до повного зникнення. Це поперечний переріз для ряду потоків дуже велике. Досить вказати, що потік Персеїд Земля перетинає протягом місяця, що відповідає діаметру потоку близько 80 мільйонів кілометрів. З іншого боку, деякі метеорні потоки, як, наприклад, Драконіди, мають порівняно компактним центральним згущенням з діаметром всього близько одного мільйона кілометрів.
Розподіл метеорів за масою в потоці також нерівномірно. Так, добре відомо, що на осьової лінії потоку Персеїд знаходяться найбільші метеорні тіла, так що в епоху максимуму відносна кількість яскравих метеорів помітно підвищується. Велика кількість великих метеорних тіл, що дають яскраві боліди, містять такі потоки, як Скорпіоніди, Тауриди і ін.
Знаючи щільність метеорної речовини в потоках і масу індивідуальних метеорних тіл, можна обчислити сумарну масу потоку. Для такого потоку, як Персеїди, вона виявляється рівною 10 10 т, що майже в 10 12 разів менше маси Землі. Всі потоки, разом узяті, мають сумарну масу, ймовірно, близько 10 -10 - 10 -11 маси Землі. Таким чином, метеорні речовина, укладену в видимих нами потоках, становить мізерну частину (близько 10 -16) загальної маси Сонячної системи.
Деякі великі метеорні потоки мають орбіти, дуже подібні з орбітами великих комет і, безсумнівно, тісно з ними пов'язані. В даний час встановлена або підозрюється взаємозв'язок приблизно 90 комет і відповідних їм метеорних потоків.
Найбільш вірогідно встановлена і детально вивчена зв'язок з кометами для десяти метеорних потоків, приведених в таблиці 7.
Таблиця 7 Зв'язок метеорних потоків з кометами
п; п Потік Комета 'Т Потік Комета
1 Ліріди. Тисячі вісімсот шістьдесят один I 6 Боотіди. 1951У1Понс - .2 Гамма-Аква 1 101П. Віннеке Ріди •.> ГалЛр "7 Драконіди. 1 946 V Джако-3 Оріоніди. ) 'Алея біні-Ціннера 4' Персеїди. Тисяча вісімсот шістьдесят дві III 8 Ауригіди. 1911 II Кисса Свіфта- 9 Андромедіди 1852 III Бієли Туттля 10 Тауриди. +1953 I Енке видання Леоніди. 1 866 I Тим-пеля
Таблиця 8 Орбіта Персеїд
Елементи П / ер.се ^? И Комета Персеїди Комета орбіти гілка) 'тисяча вісімсот шістьдесят два Ш (ВОСТ # ВбТВь) 187њ "
-О. 139њ. 138њ 139њ 142њ 1. 114 114 123 122. Е. 0,93 0,96 1,00, 1,00 д. 0,96 0,96 1,01 1,01 Р. ПО років 122 року - -
На підставі приблизного збігу орбіт Персеїд і їх східної гілки з орбітами комет тисячі вісімсот шістьдесят-два III і 1870 I можна зробити висновок про спільність їх походження. Однак ця спільність походження не може бути пояснена простим розпадом згаданих комет на метеори, так як Персеїди спостерігаються вже понад 1100 років.
Інший чудовий потік - Леоніди - відомий більш 3770 років. У XVIII і XIX століттях Леоніди давали періодичні зоряні дощі через кожні 33 роки (1766, 1799, 1833, 1866), звідки був встановлений період обертання потоку і знайдена його орбіта, вельми схожа з орбітою комети +1866 I.
Таблиця 9 Орбіта Леонід
233њ 163 0,90 0,99 33,2 року
23Г 163 0,90 0,98 33,2 року
Таблиця 10-Орбіти # 947; -Акварід і Оріонід
^ ОТбТ1 "ГА ™ * Р ™ Оріоніди ^ яМТ9а10Г? Г
<^. 45њ 28њ 57њ г. 162 161 162 е. 0,97 0,97 ' 0,97 ч. 0,60 0,57 0,59 Р. 76 лет 76 лет 76 лет
Внаслідок великих нахилів орбіт і тривалих періодів звернення метеорні потоки \ першої групи менше інших піддаються різного роду збурень з боку великих планет і стійко спостерігаються сотні і тисячі років, що засвідчено за китайськими і арабським літописами для Лірід, Персеїд, Леонід. Однак приклад зі зникненням Леонід в кінці XIX століття показує можливість серйозних змін умов видимості і таких потоків.
Для потоків двох інших груп стійкість умов видимості значно менше. Так, найбільш ефектним метеорних потоком з другої групи довгий час були Андромедіди (інакше звані також Біелідамі), які давали рясні появи в 1741, 1798, 1830, 1838; 1847, 1867 рр. і потужні зоряні дощі в 1872 і 1885 рр. Метеори потоку Андромедіди рухаються по орбіті, дуже близькою до орбіти комети Бієли (1852 III), маючи період обертання навколо Сонця близько 6,5 року. Ці зоряні дощі пов'язані з розпадом комети Бієли в 1846 р на дві частини і появою рою дрібних частинок уздовж її орбіти. Правда, як і в разі Персеїд, Леонід і Лірід, Андромедіди спостерігалися задовго до відкриття комети Бієли, так що розпад комети на частини в 1846 році лише збагатив метеорний рій новим матеріалом. Тому слід говорити про взаємний зв'язок і спільне походження Андромедіди (Біелід) і комети тисяча вісімсот п'ятьдесят дві III. Після 1885 р Андромедіди майже зовсім перестали спостерігатися, так як їх орбіта під дією сильних збурень великих планет, перш за все Юпітера, змінилася і вже не має області зближення із земною орбітою.
орбіті, близькій до орбіти комети Енке (1953 f) і обертаються навколо Сонця протягом 3,3 року, і денні метеорні потоки, які спостерігаються за допомогою радіолокації (рис. 24). За вельми короткоперіодичних орбітах звертаються Гемініди і Квадрантіди, що мають періоди обертання 1,7 і 2,4 року. Гемініди відрізняються різко вираженою асиметричною структурою в поперечному перерізі потоку: до дати максимуму часові числа метеорів систематично більше, ніж через відповідний проміжок часу після цієї дати. Радіант гемінідів, що має діаметр не більше 4 o. володіє добре вираженим добовим зміщенням, яке по візуальним, фотографічним і радіолокаційним спостереженнями становить: # 916; # 945; = +1 o, 1 # 916; # 948; = - 0 o, 1. З потоків третьої групи згадаємо ще про Скорпіонідах, часто дають яскраві боліди і, мабуть, пов'язаних з кометою Лекселя 1770 I, що мала період обертання близько 5 років.
Закінчуючи огляд метеорних потоків, слід згадати про їх взаємозв'язку зі спорадичними метеорами. Довгий час в астрономії проводилася різка грань між цими двома класами метеорів. У той час як приналежність до Сонячній системі таких потоків, як Персеїди, і Леоніди, була твердо встановлена ще в 60-х роках XIX століття, спорадичні метеори розглядалися як деяка чужа для Сонячної системи середовище, що складається з частинок, хаотичнорухомих у всіх напрямках. Розвиваючи подібні уявлення, багато астрономів дійшли висновку про міжзоряному походження спорадичних метеорів. Однак це виявилося невірним при ближчому вивченні метеорних явищ. У міру вивчення як спорадичних метеорів, так і метеорних потоків все більш стирається ця історично виникла в поданні вчених грань між тим і іншим класом метеорної речовини. Останні дані радіолокаційних спостережень дозволяють розглядати спорадичні метеори як впорядкування рухомі прямим рухом навколо Сонця з періодами в середньому близько 3 років. Це зближує їх з дуже великим класом короткоперіодичних метеорних потоків другої і третьої груп. Спорадичні метеори відрізняються від метеорів, що належать до водних потоків, не характером їх походження та не типом їх орбіт щодо Сонця. Спорадичні метеори відрізняються від метеорів потоків тільки тим, що вони не об'єднані в щодо тісні групи, зв'язок між окремими членами яких наочно виявляється для земного спостерігача. Є також певна різниця в розподілі метеорних тіл за яскравістю, яка вказує, мабуть, на різний вік спорадичних метеорних тіл і метеорних тіл, що належать до деяких потокам. Однак ці відмінності в природі різних класів метеорів є другорядними. Всі метеори, які спостерігаються нами, спалахують внаслідок зустрічі Землі з метеорними тілами, що належать до Сонячної системи і утворюють єдину потужну хмара метеорної речовини навколо Сонця.