История Орионид



Дрейф радиантов Орионид и эписилон-Геминид.

История
Первооткрывателем этого потока считается Эдвард К. Херрик. В 1839 г. он сделал довольно туманное заявление о признаках метеорной активности с 8 по 15 октября. Похожее утверждение было сделано в 1840 г., когда он сообщил, что "точная дата метеорного максимума в октябре все еще остается неизвестной, но она должна находиться где-то между 8 и 25 числом месяца".
Первое аккуратное наблюдение этого потока было сделано Александром Стюартом Гершелем 18 октября 1864 г. 14 метеоров вылетели из радианта RA=90°, Dec=+16°. В следующий раз Гершель наблюдал поток 20 октября 1865 г., когда 19 метеоров дали радиант RA=90°, Dec=+15°. После этого интерес к потоку начал быстро возрастать.
Ориониды часто наблюдались в последние годы 19 века. Радиант в целом был более диффузным, чем у некоторых других потоков, и это послужило причиной серьезных споров в первой четверти 20 века. Уильям Ф. Деннинг был твердым сторонником гипотезы стационарного радианта, и Ориониды были одним из его лучших примеров. Визуальные исследования в целом не показали какого-либо дрейфа радианта в течение 10-15 дней ежегодных наблюдений и Деннинг был твердо убежден в существовании двух четких радиантов - Орионид в RA=91°, Dec=+15° и Геминид RA=98°, Dec=+14°. В 1913 г. страницы "Ежемесячных заметок" Королевского астрономического сообщества стали ареной дискуссии между Деннингом и Чарльзом П. Оливьером по поводу стационарного характера Орионид; однако, продвинуться в решении проблемы сторонам особенно не удалось, поэтому им пришлось ждать до 1923 г., когда дебаты возобновились на страницах "Обсерватории".
Основываясь на собственных наблюдениях, а также наблюдениях трех своих коллег из обсерватории Линдер МакКормик, Оливьер продемонстрировал, что радинат показывает четкий дрейф на восток - если 18 октября 1922 г. он находился в RA=91.0°, Dec=+15.0°, то к 26 октября он сместился в RA=99.2°, Dec=+13°. Пять точек, приведенных Оливьером, ясно показывали смещение по прямому восхождению, хотя склонение не обнаруживало особых признаков изменения. Оливьер добавил, что недавние наблюдения Американского метеорного сообщества в период с 12 по 31 октября включительно показали смещение по прямому восхождению, но, опять же, смещение по склонению не обнаружилось.
В следующем же номере "Обсерватории" были напечатаны три письма сторонников теории стационарного радианта - Деннинга, Дж.П.М. Прентиса и А. Грейса Кука. Деннинг заявил, что "Американские наблюдатели, очевидно, не сумели распознать малые радианты, и, так как они этого не сделали, реальная природа главного радианта должна ускользать от них, поскольку будет казаться, что радиант смещается, особенно с учетом большого количества метеоров из RA=99°, Dec=+13°. Прентис и Кук существенно дополнили аргументы Деннинга, приведя интенсивные наблюдения, сделанные как ими самими, так и другими Британскими наблюдателями.
В июне 1923 г. Оливьер нанес ответный удар, его оружием были фотографический радиант, полученный профессором Кингом из Гарварда 20 октября 1922 г., и ряд точных фотографических координат радианта, полученных Р.М. Доулом между 17 и 30 октября 1922 г. Доул в общем подтвердил мнение Оливьера по поводу дрейфа радианта и предоставил следующий список его положений:

Эфемерида радианта Орионид
ДатаRA,°Dec,°
17.9 окт.90.7+15.0°
18.8 окт.91.5+14.8°
19.8 окт.93.4+14.8°
21.8 окт.93.0+15.1°
23.8 окт.95.9+16.8°
24.9 окт.99.1+16.6°
25.8 окт.99.6+16.6°
26.8 окт.100.5+16.8°
Оливьер заявил, что фотографический радиант Кинга находится "как раз в том месте, где дрейфующий радиант должен быть 20 октября", его координаты составляли RA=94.1°, Dec=+15.8°.
Теория дрейфующего радианта Ольвьера постепенно была принята ученым сообществом в течение следующих нескольких лет, когда она получила поддержку нескольких известных любителей и профессионалов. Отметим, что в 1928 г. Рональд А. МакИнтош провел в течение 14-24 октября ряд очень интенсивных наблюдений. Вновь было хорошо подтверждено изменение прямого восхождения радианта при сохранявшихся трудностях в отношении склонения. Оценки, выполненные 50 лет спустя показали, что в действительности склонение очень медленно растет. Справочник Британской астрономической ассоциации от 1986 г. указывает, что радиант ежедневно дрейфует на +1.23° по RA и на +0.13° по Dec.
Возвращаясь к наблюдениям МакИнтоша за 1928 г., отметим, что 54 зарисованных метеора Орионид позволили, помимо радианта, получить еще некоторые сведения. МакИнтош указал, что 25 метеоров, или 46%, оставили следы со средней длительностью 1.3 секунды. По его оценкам, 24% метеоров имели красный цвет и 9% синий. Хотя в целом его наблюдениям заметно мешала облачность, дымка и, наконец, Луна, 15 и 20 октября МакИнтош наблюдал при очень чистом небе. В эти ночи число замеченных метеров было самым высоким, с часовыми числами равными 8 и 6 соответственно. (Хотя для каждого метеора были сделаны оценки яркости, опубликованные материалы недостаточно подробны для получения точных средних значений. Однако, исходя из черновых таблиц МакИнтоша, Автор полагает, что средняя яркость соcтавила около 2.5 зв.).
Первые оценки активности этого потока были сделаны в 1892 г., когда часовые числа по результатам наблюдений составили 15. В течение следующих 30 лет наблюдатели поняли, что активность Орионид испытывает колебания от 7 метеоров в час в 1900 г. до 35 метеоров в 1922 г. К сожалению, между 1903 и 1922 гг. не проводилось организованных наблюдений этого потока, поэтому неизвестно, привело ли появление кометы Галлея к повышению его активности. Однако, интересно отметить изменения ZHR после 1930 г. Между этим и 1953 гг. среднее ZHR составило 15, при этом отдельные значения не превышали 20. Между 1960 и 1974 гг. среднее ZHR составило 24, при этом 4 раза оно поднималось до 30-40. Наконец, между 1975 и 1985 гг. ZHR упало до 18, при этом максимальное значение составило лишь 24. Комета прошла на минимальном расстоянии от Солнца в феврале 1986 г.
Одной из необычных черт, во многой присущей Орионидам, является непредсказуемый максимум. В 1981 г. наблюдатели сообщали об очень низкой активности, меньше чем 10 метеоров в час, в течение 18-21 октября (максимум предсказывался на 21 октября), однако утром 23 активность повысилась до 23 метеоов в час. Любопытно, что исследование, опубликованное в Чехословакии в 1982 г., показало, что Ориониды обычно имеют двойной максимум. Открытие было основано на наблюдениях, сделанных в 1944-1950 гг. Максимальная активность достигалась на солнечной долготе, равной 207.8° (первичный пик) и 209.8° (вторичный пик). Вскоре после этого несколько визуальных исследований показали наличие платообразного максимума, или длинного периода максимальной активности без резких падений, а не двойного пика. Заметим, что в 1984 г. наблюдения метеорной секции Западной Австралии показали почти плоский максимум, длившийся с 21 по 24 октября, а под данным Нормана В. МакЛеода III длительность максимума доходила до 6 дней. Наилучшее объяснение нерегулярной даты максимума Орионид дал в 1970 г. А. Хайдук (Астрономический институт Словацкой академии наук, Братислава, Чехословакия).
Хайдук проверил отчеты об активности Орионид с 1900 по 1967 гг. Он особо отметил, что "плотность потока изменяется вдоль орбиты" и "не существует постоянного периода в изменении момента первичного или вторичного максимума". Хайдук заключил, что "изменения плотности не являются случайными и вариации в активности" могут объясняться наличием филаментов в структуре потока.
Хорошее подтверждение гипотезы филаментарной структуры потока пришло в 1975 г., когда радары в Одрейове и Душанбе провели одновременную работу в течение 17-29 октября. Данные были проанализированы П.Б. Бабаджановым, Р.П. Чеботаревым (Душанбе, СССР) и Хайдуком. Они обнаружили, что количество сигналов медленно увеличивалось, но внезапно, во время "официального" максимума Орионид (солнечная долгота = 208°), их число резко упало. Однако, что самое интересное, в следующие 24 часа их количество удвоилось, а затем в течение нескольких дней последовало постепенное снижение. Авторы заключили, что когда Земля вошла в поток Орионид, то "мы сперва пересекли участок с небольшими изменениями плотности, затем был пробел, соответствующий солнечной долготе = 208°, после чего последовало сильное уплотнение на солнечной долготе = 209°. Было отмечено, что такая структура подтверждает наличие филаментов.
Хайдук продолжил одновременные наблюдения в 1978 г., теперь вместе с Г. Чеволани из Будрио, Италия. На этот раз обе станции работали в период 17-24 октября, а Будрио в одиночку наблюдал еще до 29 октября. В отличие от 1975 г., кривые активности на обеих станциях показывали более ровный подъем до достижения максимума, который произошел 21 октября (солнечная долгота между 207.8° и 208.4°) и оказался сравнительно плоским. Активность выше половины от максимальной сохранялась в течение 19-22 октября (солнечная долгота между 206.5° и 209.5°). В данных Будрио также просматривается вторичный максимум 27 октября (солнечная долгота = 214.6°), который был объяснен встречей Земли с филаментом. Около максимума единственным свидетельством филаментарной структуры был спад активности 20 октября (солнечная долгота = 207.5°), отмеченный в Ондрейове. Спад не был замечен в Будрио, поэтому Хайдук и Чеволани заключили что, поскольку радар в Ондрейове мог регистрировать более слабые, то есть более мелкие метеоры, Земля прошла через область с уменьшенным содержанием мелких метеороидов.
Интересной особенностью Орионид является очевидная комлексность радианта. В 1939 г. Дж.П.М. Прентис отметил два активных радианта: первичный радиант на солнечной долготе = 208° имел центр в RA=94.4°, при том, что склонение было размыто от 14.9° до 15.5°. Вторичный радиант был отмечен в RA=97.8°, Dec=+18.2°. Визуальное исследование Прентиса до сих пор считается наиболее полным из всех работ по изучению потока Орионид, хотя убедительное подтверждение существования вторичной ветви было представлено лишь в 1965-1966 гг., когда было проведено телескопическое исследование в Чехословакии.
В. Зножил (Общественная обсерватория, Брно) в 1968 г. опубликовал детали и результаты этого исследования. Использовались телескопы с 80-мм линзами и 10-кратным увеличением. Это дало поле зрения в 7°22' и lm=10.8. В 1966 г. две станции находились в 23.91 км, а в 1966 г. расстояние было увеличено до 63.6 км.
Зножил обнаружил наличие двух четких радиантов, которые он назвал северными и южными Орионидами. Их средние радианты находились в RA=95.4°, Dec=+17.8° и RA=95.6°, Dec=+15.9°, соответственно. Последний радиант хорошо согласуется с положением, обычно указываемом для Орионид, а северная ветвь очень близка к тому, что было замечено Прентисом 30 лет назад. Дальнейший анализ Зножила показал, что северная ветвь все время дает более слабые метеоры, чем южная, с разницей в средней яркости до 1.02 зв. Оба радианта имели различия по прямому восхождению до 5°, а по склонению только около 2°.
Многие из только что представленных характеристик говорят об интересной структуре Орионид. Они показывают то, что можно было бы ожидать от старого потока. Наблюдения часовых чисел - это только один путь поиска филаментов, в будущем это можно делать также при изучении средней яркости и доли метеоров со следами. Вот несколько недавних наблюдений.

Яркость и следы метеоров Орионид
ГодыСр.ярк.Кол-во метеоровследы, %Наблюдатель(и)Источник
19733.65------СизоновССР, 9
19763.31---31.2МакЛеодMN,No. 36
19763.21---20.9МартинесMN,No. 36
19762.89---16.8МэйтусMN,No. 36
19782.33277.4WAMSMN,No. 45
19793.3639113.6WAMSMN,No. 48
19793.4630239.4МакЛеодMN,No. 48
19803.48238---МакЛеодMN,No. 52
19802.85146---ЛансфордЛичные контакты
19823.0510715.0ЛансфордЛичные контакты
19832.63---27.5WAMSMET, 14, No. 3
19843.10---22.8DMSMET, 15, No. 2
19843.141944---WAMSMN,No. 70
Наблюдатели, представленные в таблище, следующие: Г.Н. Сизонов, руководитель команды из семи наблюдателей в Армавире (СССР), Норман В. МакЛеод III (Флорида), Феликс Мартинез (Флорида), Берт Мэйтус (Миссури), Метеорная секция Западной Австралии, Роберт Лансфорд (Калифорния), Датское метеорное сообщество.
Цвет метеоров стал предметом разногласий в метеорном сообществе: являются ли наблюдаемые цвета реальными или субъективными? В 1978 г. наблюдатели Метеорной секции Западной Австралии, возглавляемые Джеффом Вудом, заметили 27 Орионид, из которых 0% были желтыми и 6.7% - сине-зелеными. Однако в 1979 г. эта же группа сообщила, что желтыми были 14.4% метеоров, синими - 3.4%, оранжевыми - 1.7% и зелеными - 0.8%. Лучше всего ситуацию охарактеризовало замечание Марка Т. Адамса (Палм Бэй, Флорида), который в 1983 г. сказал, что "в отношении цвета Ориониды не показывают никакой тенденции".
Исследования эволюции Орионид представляют большой интерес из-за их связи с кометой Галлея. Эта связь была впервые замечена в 1911 г., когда Чарльз П. Оливьер указал на схожесть орбит Орионид и эта-Акварид в мае. Последние были увязаны с кометой Галлея в 1868 г.; однако, связь между кометой и Орионидами не считается бесспорной, как указал Дж.Г. Портер в 1948 г.
Портер считал расстояние между орбитами Земли и кометы в 0.15 а.е. вполне достаточным аргументом в пользу невозможности связи кометы с потоком. Хотя другие согласились с гипотезой Портера, схожесть характеристик метеоров Орионид и эта-Акварид выглядела необъяснимой. Поэтому, несмотря на такое расстояние между орбитами Земли и кометы во время максимума Орионид, сейчас преобладающим является мнение о наличии такой связи.
В 1983 г. Б.А. МакИнтош (Институт астрофизики им. Герцберга, Оттава, Канада) и Хайдук (Астрономический институт Словацкой академии наук, Братислава, Чехословакия) опубликовали подробности новой предлагаемой модели метеорного потока, производимого кометой Галлея. Используя исследование 1981 г., опубликованное Дональдом К. Еумэнсом и Тао Киангом, которое прослеживало эволюцию орбиты кометы в прошлое до 1404 до н.э., МакИнтош и Хайдук предположили, что "метеороиды просто существуют на тех орбитах, где комета была множество обращений назад." Дальнейшие возмущения привели к формированию многочисленных поясов частиц, имеющих стабильные орбиты. Это пояса, как полагают ученые, объясняют, почему Ориониды и эта-Аквариды показывают различную активность в разные годы.

По материалам сайта Гари В. Кронка "Кометы и метеорные потоки"