Июньские Боотиды 1901-2100

Введение
Июньские Боотиды - это очень известный и интересный метеорный поток. Он давал сильные вспышки в 19 веке и начале 20-го. Последнее проявление активности относится к 1927 году, а затем поток замолчал более чем на 70 лет. Считалось, что его частицы более не пересекают земную орбиту, тем более, что перигелий родительской кометы 7Р к концу 20 века отодвинутся до 1.25 а.е. от Солнца. Однако, в 1998 г. Июньские Боотиды неожиданно дали сильный всплеск активности до 100 метеоров в час, а в 2004 г. произошла еще одна, менее интенсивная всплышка, с ZHR примерно до 30 метеоров, на этот раз уже заблаговременно спрогнозированная рядом исследователей.
Основная часть всплесков активности Июньских Боотид хорошо прослеживается с такого моделирования орбитальной эволюции метеорных частиц. Выброшенные кометой частицы формируют протяженные шлейфы. Одной из причин является то, что помимо сил гравитационного притяжения, определяемого массой частицы, на нее действует еще и сила радиационного давления, ослабляющая гравитационное воздействие. Масса частицы (и сила гравитации) находится в кубической зависимости от ее радиуса, а диаметр (и радиационное отталкивание) определяются квадратом радиуса. Это приводит к тому, что влияние сил радиационного давления тем больше, чем меньше размер частицы. Воздействие этого отталкивания как бы уменьшает гравитационную постоянную, что ведет к увеличению периода обращения частицы, то есть более мелкие частицы, будучи выброшенными кометой и начав собственное вращение вокруг Солнца, все сильнее отстают от более крупных, что и формирует постепенно растягивающийся шлейф.
Метеорное моделирование проводится с помощью расчета орбитальной эволюции частиц, выброшенных кометой с различными скоростями по касательной к своей траектории в момент перигелия. В реальности, разумеется частицы выбрасываются не только в момент перигелия, но и в течение нескольких месяцев вокруг него, однако в районе перигелия комета находится весьма непродолжительное время по сравнению со своим общим периодом, а основные пертурбации происходят вокруг афелия, так что, пока комета не ушла от Солнца, выброшенные частицы движутся в облаке рядом с ней. Поэтому мы можем полагать, что это облако было целиком выброшено в момент перигелия, на результаты расчетов это практически не влияет.
Что касается направлений выброса частиц, то опять же, в реальности, они выбрасываются не только и не столько по тангенцальным направлениям к движению кометы, но и во все остальные стороны. Однако, поскольку скорость выброса частиц (от 0 до 100 м/с, а подавляющая часть от 0 до 20 м/с) пренебрежимо мала по сравнению с собственной скоростью кометы (от 30 до 40 км/с в районе орбиты Земли), то выброшенные частицы имеют лишь слегка измененную орбиту и не разлетаются "в разные стороны". Радиальная составляющая скорости выброса влияет лишь на толщину шлейфа, достигающую обычно несколько сотен тысяч километров, а его конфигурация определяется тангенциальной составляющей скорости выброса.
Наконец, последнее. Негравитационные силы в метеорных расчетах часто не учитывают, как и в нашем случае. Тем не менее, некоторые из них, например, радиационное давление, можно учесть косвенно. Поскольку данная сила уменьшает общее притяжение Солнца, ее действие равносильно увеличению начальной скорости выброса частицы, что можно легко учесть в модели. Таким образом, данное негравитационное воздействие, как и многие другие не изменяет конфигурацию шлейфа, а лишь приводит к смещению частиц с различными массами вдоль него.
Моделирование шлейфов Июньских Боотид, за некоторыми исключениями, позволяет с высокой точностью сделать постпрогнозы для всплесков потока в предыдущие годы, расхождение между реальным и расчетным временем максимумов составляет не более нескольких минут - не слишком много, если учесть, что моделирование выполняется для десятков и сотен лет движения частиц. Более серьезной проблемой является прогноз интенсивности всплеска - насколько значительным будет максимум. Для таких прогнозов были разработаны эмпирические модели (единственно возможный способ в данном случае), однако для их совершенствования по-прежнему необходимы наблюдения.
В настоящей работе представлено описание предполагаемой прошлой и будущей активности Июньских Боотид за период с 1901 по 2100 гг. Расчеты проводились для каждого года в указанном периоде, при этом, поскольку данная работа представляется в 2006 г., собственно прогнозом она может считаться лишь для 2007-2100 гг., а для прошлых лет составлялся постпрогноз. Кроме того, хотя модели, использовавшиеся в расчетах, основаны в конечном итоге на наблюдениях реальной активности в прошлом, мы не будем для каждого постпрогноза проводить его сравнение с реальной активностью Июньских Боотид в соответствующем году.
Необходимо отметить, что в данной работе помимо "традиционного анализа", связанного с интерпретацией прямых столкновений Земли с пылевыми шлейфами кометы, будут применяться подходы, называемые автором "неперегелийных частицы" и "вертикальные шлейфы". Последний из них описан в отдельном разделе данной работы. Следует учитывать, что эти подходы являются на данный момент сугубо гипотетическими, хотя, на взгляд автора, внутренне они вполне логичны. Тем не менее, по этой причине результаты, полученные с использованием последних двух подходов, будут иметь меньшую надежность, чем рассчитанные на основе традиционного анализа.

Условия моделирования
Вниманию читателя предлагаются результаты расчетов орбитальной эволюции частиц метеорного потока Июньских Боотид с целью прогноза его активности в 1901-2100 гг. Моделировалась эволюция шлейфов последних 46 обращений, считая от перигелия родительской кометы в 1996 г., т.е. начиная со шлейфа 1720 г., а также эволюция шлейфов будущих 17 обращений - до шлейфа 2095 г. Для расчета орбитальных элементов частиц использовалась программа С. Шанова и С. Дубровского "Comet's Dust 2.0". При определении ожидаемой метеорной активности применялась модель Э. Литинена и Т. ван Фландерна, представленная в работе [3] с небольшими авторскими корректировками, связанными с переходом от расчета функции fn (насыщенность частицами различных участков шлейфов) по da0 (разность между большими полуосями орбит метеорных частиц и родительской кометы) к расчету этой функции по Vej (скоростям выброса частиц из ядра кометы), и с переходом от потока Леониды (для которого была создана модель Литинена-ван Фландерна) к Июньским Боотидам. При расчетах учитывались только гравитационные возмущения, тем не менее, полученные результаты в целом показывают очень хорошее согласие с результатами других исследователей. В прогноз включались все положительные результаты анализа на основе трех вышеперечисленных подходов. Для шлейфов первых 15 обращений рассчитывались участки со скоростями выброса [-50;100] м/с, для шлейфов от 15 до 30 обращений - участки со скоростями выброса [-30;50] м/с, для шлейфов от 30 до 50 обращений - участки со скоростями выброса [-20;30] м/с.
Описание прогнозной активности Июньских Боотид представлено в виде коротких заключений по тем годам, для которых найдены всплески активности.

Орбита кометы 7Р в 1901-2100 гг.
В расчетах использовались исходные орбитальные элементы кометы 7Р, начиная с перигелия 1720 г. и по 2095 г., Казуо Киноситой [2]. Расчетные орбитальные элементы 7Р для периода 1901-2100 гг., а также значения минимальных расстояний до орбиты Земли для этих элементов и соответствующие им солнечные долготы представлены в таблице А2.
                                                                   Таблица А2
Время перигелия	     q       e      AOP      LAN      i       МD.      СД.     Время прохожд. MD
      -             а.е.     -       °        °       °       а.е.      °              -

1904.1.21.7812	  0.92320 0.71492 173.5065 102.1888 17.0041 -0.08919 106.6824  29.01.1904 12:19
1909.10.9.9433	  0.97296 0.70178 172.3287 100.5709 18.2936 -0.03945 101.9428  16.10.1909 18:30
1915.9.2.8010	  0.97050 0.70233 172.4264 100.5162 18.3134 -0.04198 101.9713  09.09.1915 14:16
1921.6.13.2389	  1.04087 0.68546 170.3079  99.1956 18.9278  0.02968  98.2968  20.06.1921 12:23
1927.6.20.9094	  1.03920 0.68576 170.4083  99.1393 18.9450  0.02793  98.2983  28.06.1927 3:16
1933.5.18.6136	  1.10179 0.66959 169.2706  97.5347 20.1146  0.09120  95.2657  26.05.1933 4:24
1939.6.22.6056	  1.10148 0.66966 169.3662  97.4828 20.1214  0.09079  95.2419  30.06.1939 2:41
1945.7.10.4895	  1.15918 0.65487 170.1301  95.1374 21.6920  0.14756  92.5327  17.07.1945 11:01
1951.9.8.5363	  1.16044 0.65456 170.2193  95.0869 21.6884  0.14874  92.4917  15.09.1951 10:33
1957.12.4.6365	  1.22629 0.64014 171.9582  93.6060 22.3423  0.21297  91.0515  10.12.1957 7:45
1964.3.24.5013	  1.23012 0.63939 172.0462  93.5608 22.3250  0.21672  91.0054  30.03.1964 2:52
1970.7.20.9976	  1.24736 0.63601 172.2622  93.4680 22.3216  0.23377  90.8694  26.07.1970 10:47
1976.11.28.7237	  1.25420 0.63471 172.3788  93.4268 22.2931  0.24052  90.8232  04.12.1976 2:05
1983.4.7.4979	  1.25399 0.63472 172.3369  93.4307 22.3070  0.24033  90.8159  12.04.1983 21:25
1989.8.19.8938	  1.26096 0.63351 172.3386  93.4315 22.2721  0.24729  90.7660  25.08.1989 6:33
1996.1.2.4529	  1.25589 0.63443 172.3138  93.4277 22.3014  0.24224  90.7914  07.01.1996 20:39
2002.5.15.7222	  1.25815 0.63408 172.2929  93.4500 22.2847  0.24451  90.7880  21.05.2002 3:18
2008.9.26.6346	  1.25327 0.63491 172.3296  93.4230 22.3102  0.23962  90.8106  02.10.2008 0:51
2015.1.30.5243	  1.23921 0.63754 172.5068  93.4161 22.3349  0.22547  90.9591  04.02.2015 19:40
2021.5.27.1005	  1.23424 0.63847 172.5961  93.3754 22.3635  0.22045  90.9862  01.06.2021 8:16
2027.8.25.9615	  1.13311 0.65977 174.5631  92.5521 21.8285  0.11828  91.3840  29.08.2027 22:24
2033.9.23.5881	  1.12847 0.66075 174.6795  92.4986 21.8608  0.11358  91.3931  27.09.2033 11:42
2039.8.28.5684	  0.98184 0.69756 177.4853  89.2299 17.1944 -0.03395  89.5818  30.08.2039 18:04
2045.7.4.6830	  0.97900 0.69822 177.5648  89.1900 17.2099 -0.03681  89.5613  06.07.2045 19:31
2051.4.16.9420	  0.86875 0.72443 181.0338  86.8225 15.3671 -0.14603  76.5396  09.04.2051 14:03
2056.11.20.2811	  0.86584 0.72506 181.0895  86.7945 15.3819 -0.14871  75.3455  12.11.2056 3:53
2062.6.17.1068	  0.84696 0.72947 181.4075  86.7033 15.3887 -0.16498  66.6708  03.06.2062 12:26
2067.12.29.3332	  0.84361 0.73014 181.4343  86.6841 15.4060 -0.16776  65.3482  14.12.2067 22:53
2073.7.7.6046	  0.84261 0.73043 181.4441  86.7022 15.3997 -0.16854  64.8968  22.06.2073 22:28
2079.1.13.5740	  0.83859 0.73137 181.4461  86.6954 15.4223 -0.17186  63.4022  29.12.2078 0:48
2084.7.21.4776	  0.84287 0.73043 181.4386  86.7007 15.3948 -0.16832  64.9726  06.07.2084 20:35
2090.1.28.1884	  0.84055 0.73100 181.4068  86.7088 15.4111 -0.17033  64.1656  13.01.2090 2:44
2095.8.11.2260	  0.84653 0.72962 181.4525  86.6839 15.3714 -0.16519  66.2924  28.07.2095 9:13
Элементы орбиты приведены для эпохи J2000. Символами обозначены следующие из них: q - перигелийное расстояние. e - эксцентриситет. AOP - аргумент перигелия. LAN - долгота восходящего узла. i - наклонение. МD - минимальное расстояние до орбиты Земли. СД - точка минимального расстония до орбиты Земли. Положительный знак у минимального расстояния означает. что точка минимума лежит вне орбиты Земли. а отрицательный - что точка минимума находится внутри нее.