История Квадрантид.
Дрейф радианта Квадрантид.
История
Первое наблюдение Квадрантид было проведено, по-видимому, утром 2 января 1825 г., когда Антонио Брукаласси (Италия) заметил, что "атмосфера рассекается множеством светящихся тел, известных как падающие звезды". Другие наблюдения были сделаны 2 января 1835 г. Луи Франсуа Вартманном (Швейцария) и 2 января 1838 г. М. Рейньером (Швейцария).
Первая предположение, что активность в начале января может быть ежегодной, появилось в 1839 г., его выдвинули независимо друг от друга Адольф Кетеле (Обсерватория Брюсселя) и Эдвард К. Херрик (Коннектикут). Метеорный поток получил название Квадрантиды, потому что его радиант находился в существовавшем тогда созвездии Небесного Квадранта, которое в 19 веке на некоторых звездных атласах располагалось около границы созвездий Геркулеса, Возничего и Дракона.
В первых наблюдениях потока нет подробных описаний характеристик его метеоров, хотя малое количество наблюдений может говорить о тогдашней невысокой активности. Первое крупное полезное наблюдение потока приходится на январь 1863 г., когда Сталлман Мастерман из Соединенных Штатов впервые точно определил координаты радианта, составившие RA=238°, Dec=+46°26'. На следующий год профессор Александр Стюарт Гершель, Англия, столкнулся с необычно высокими часовыми числами в 60 метеоров/час, когда радиант находился на высоте всего 19°! Пр расчетам Дж.П.М. Прентиса, ZHR составило 131. Хотя высокая активность, замеченная Гершелем, не проявлялась ежегодно, она способствовала повышению интереса к потоку в последующие годы.
После 1864 г. в ходе наблюдений было выявлено, что первые признаки активности потока заметны 28 декабря, а последние - 7 января. Однако, Квадрантиды отличаются очень резким ростом активности перед максимумом в течение 3 и 4 января. Кейт Б. Хиндли (Англия), используя наблюдения Британского астрономического общества (BAA) в период с 1965 по 1971 гг., нашел, что длительность периода активности выше половины от максимального уровня составляет всего 16 часов. Изучив наблюдения BAA, Британского метеорного общества (BMS) и Американского метеорного общества (AMS), Автор обнаружил, что активность обычно падает ниже десяти метеоров в час уже через день после максимума. Кроме того, изменения активности потока до и после 3-4 января обычно более плавные, что говорит в пользу часто звучащих предположений, что поток одновременно состоит из диффузного и компактного компонентов. Дополнительную поддержку эта теория получила в 1971 г. благодаря Хиндли, который используя компьютер IBM 360/65 в Университете Ливерпуля, проверил телескопические наблюдения Квадрантид. Компьютер показал нормальный диаметр радианта, равный 8°, однако во время максимума он уменьшался менее чем до 1°.
Исследовав 122 наблюдения потока, сделанные между 1864 и 1953 гг., Прентис заключил, что среднее ZHR Квадрантид составляет около 45 метеоров. Однако, в разные годы оно сильно колебалось, он отметил сильные всплески в 1909 г. (ZHR=202) и 1922 г. (ZHR=79), а очень слабая активность была в 1901 г. (ZHR=17), 1927 г. (ZHR=20) и 1940 г. (ZHR=21). Более постоянной была другая характеристика потока - солннечная долгота Земли в момент максимума. Она составляла 282.9°, хотя следует подчеркнуть, что это относится только к визуальной активности. В 1947-1951 гг. в Джодрелл Бэнк проводились радионаблюдения, среднее время максимума там составило 282.5° по солнечной долготе. Эта разница между временем визуального и радиомаксимума свидетельствует о дисперсии частиц из-за эффекта Пойнтинга-Робертсона. По Хиндли, дисперсия приводит к тому, что метеоры с яркостью на 1 зв. слабее достигают максимума на 68 минут позже. Это приводит к тому, что радарный максимум происходит на 6.3 часа позже визуального.
Любопытно, что в последние годы активность Квадрантид также продолжала колебаться, хотя разброс был не столь велик, как раньше. В период 1965-1971 гг. наблюдатели Британского астрономического общества отметили, что максимальная активность была не ниже 65 и не выше 195 метеоров в час. В 1975 г. Метеорное сообщество Ниппона наблюдало максимальные часовые числа, равные 101.2 метеора.
Квадрантиды не подвергались тщательному визуальному изучению. В северном полушарии в это время стоит очень холодная погода, этим часто объясняют недостаток наблюдений. Еще одной причиной является очень острый пик, что часто приводит к тому, что наиболее старательные наблюдатели пропускают основную активность, которая не приходится на их долготы. Наконец, дополнительным препятствием является слабость метеоров потока, что требует хороших условий наблюдения, иначе основная их доля будет пропущена.
Одни из лучших наблюдательных данных были получены Норманом МакЛеодом III (Флорида). Он взял все свои наблюдения Квадрантид с 1960 по 1976 гг. и рассчитал среднюю яркость метеоров, составившую 2.81 зв. (на основе 142 метеоров). Похожие значения были получены другими наблюдателями. Еще одной интересной характеристикой является доля метеоров со следами. Роберт М. Доул в 1933 г. нашел, что следы оставляют 5% метеоров. В 1971 г. Британское астрономическое общество рассчитало, что следы имеют 5.7% метеоров. Роберт Лансфорд (Калифорния) в 1984 и 1985 гг. получил долю метеоров со следами, равную 7.4 и 2.4%, соответственно.
Проверка Автором фотографических и радиоданных показала, что средний радиант Квадрантид находится в RA=229.5°, Dec=+49.4°, но это именно среднее значение. Как уже было сказано, поток не имеет четко определенного радианта. В 1953 г. Джордж Е.Д. Олкок и Дж.П.М. Прентис указали, что "определение радианта Квадрантид всегда было трудным делом". Для решения этой проблемы они в 1952 г. осуществили программу двойных наблюдений Квадрантид. 3 января они установили существование 13 активных радиантов, что явилось свидетельством комплекcности потока.
Другие исследования показали, что поток имеет еще более сложную структуру, чем думали до сих пор, поскольку отдельные радианты могут проявляться не каждый год. Впервые об этом заговорили в 1918 г., когда В.Ф. Деннинг и Фиаметта Уилсон с удивлением обнаружили, что главный радиант Квадрантид в январе 1918 г. оказался в 8° от нормального положения. Они отметили, что существование более северного радианта предполагалось в 1916 и 1917 гг., "но данные за эти годы рассматривались как недостаточные". Независимое подтверждение существования радианта 1918 г. пришло от нескольких наблюдателей из Англии, кроме того, небольшая активность была также отмечена и из обычного радианта. Это очевидное изменение положения активных радиантов от года к году, по-видимому, является следствием возмущений от Юпитера, испытываемых потоком каждые 11.86 лет.
Планета Юпитер часто фигурирует в литературе, связанной с Квадрантидами. Кроме уже упомянутых изменений положения радиантов, эта планета связывается с первоначальным появлением потока в начале 19 века и со случайными колебаниями его активности. Результатом возмущений является медленное обратное движение восходящего узла, этому были посвящены четыре работы между 1958 и 1972 гг. Расчетные значения такого смещения в них составляли 0.31°/100 лет, 0.41°/100 лет, 0.54°/100 лет и 0.6°/100 лет.
Первое исследование результатов долговременного гравитационного воздействия Юпитера на поток было выполнено в 1963 г. С.Е. Хамидом и М.Н. Юссефом. Они взяли шесть двойных фотографических метеоров от 1954 г. и рассчитали вековые возмущения от Юпитера, которые они испытывали. Они отметили, что текущие значения наклона орбиты в 75° и перигелийного расстояния около 1 а.е 1500 лет назад находились около минимумов в 13° и 0.1 а.е., соответственно. 4000 лет назад их значения были близки к сегодняшним, наклонение орбиты составляло 76°, а перигелийное расстояние около 1 а.е. Исследуя, почему поток состоит, по крайней мере, из двух ветвей, авторы проверили расстояние между потоком и Юпитером за последние 5000 лет. Сегодня оно составляет около 0.3 а.е., дальше всего поток был от Юпитера около 1500 лет назад, а ближе всего, лишь в 0.2 а.е. - 4000 лет назад. Авторы предположили, что родительская комета Квадрантид была захвачена Юпитером 4000 лет назад и вскоре на ее орбите сформировался метеорный поток. "Поскольку значительное количество этих метеоров, формирующих сейчас поток Квадрантид, не испытывало тесных сближений с Юпитером, поток является компактным."
Позже, в 1963 г., развивая это исследование, Хамид и Уипл предположили, что Квадрантиды и дельта-Ауригиды имеют общее происхождение, поскольку 1300-1400 лет назад плоскости их орбит и перигелийные расстояния были весьма близки. "Кроме того", добавляли они, "физические характеристики метеоров обоих потоков, если опираться на их световые кривые, представляются весьма сходными."
В 1979 г. Айвэн П. Уиллиамс, Карл Д. Мюррей и Дэвид В. Ньюгес во многих отношениях повторили исследование Хамида-Юссефа, однако они использовали в модели потока десять фиктивных метеороидов. распределенных по орбите. Их работа в целом подтвердила предыдущие результаты для отрезка времени до 1500 лет назад, однако, они нашли, что наклон орбиты и перигелийное расстояние были близки к текущим всего 3000 лет назад. Исследование также показало, что "отдельные наблюдения рассматриваемых метеороидов в любой момент на интервале 200-1000 лет назад не показывают их принадлежности к одному потоку. 1690 и 1300 лет назад они имели похожие орбиты, которые затем начали все больше различаться, однако в последние 150-200 лет они снова приблизились друг к другу." Авторы добавили, что родительская комета, вероятно, подверглась двум значительным разрушениям - 1300 и 1690 лет назад.
В 1979 г. будущее Квадрантид также подверглось изучению. Авторы отметили, что наклон орбиты будет оставаться около 72°, а перигелийное расстояние превысит 1 а.е. Таким образом, авторы прогнозируют, что к 2400 году поток перестанет пересекать земную орбиту.
В 1985 г. Кен Фокс проследил эволюцию орбиты Квадрантид на 1000 лет в прошлое и в будущее. Для прошлого результаты были схожи с предыдущими работами, хотя он отметил, что тогда максимум приходился на начало августа с радиантом RA=341.1°, Dec=-12.8°. Кроме того, Фокс рассчитал, что через 1000 лет Земля уже не будет пересекать орбиту Квадрантид.
Первое наблюдение Квадрантид было проведено, по-видимому, утром 2 января 1825 г., когда Антонио Брукаласси (Италия) заметил, что "атмосфера рассекается множеством светящихся тел, известных как падающие звезды". Другие наблюдения были сделаны 2 января 1835 г. Луи Франсуа Вартманном (Швейцария) и 2 января 1838 г. М. Рейньером (Швейцария).
Первая предположение, что активность в начале января может быть ежегодной, появилось в 1839 г., его выдвинули независимо друг от друга Адольф Кетеле (Обсерватория Брюсселя) и Эдвард К. Херрик (Коннектикут). Метеорный поток получил название Квадрантиды, потому что его радиант находился в существовавшем тогда созвездии Небесного Квадранта, которое в 19 веке на некоторых звездных атласах располагалось около границы созвездий Геркулеса, Возничего и Дракона.
В первых наблюдениях потока нет подробных описаний характеристик его метеоров, хотя малое количество наблюдений может говорить о тогдашней невысокой активности. Первое крупное полезное наблюдение потока приходится на январь 1863 г., когда Сталлман Мастерман из Соединенных Штатов впервые точно определил координаты радианта, составившие RA=238°, Dec=+46°26'. На следующий год профессор Александр Стюарт Гершель, Англия, столкнулся с необычно высокими часовыми числами в 60 метеоров/час, когда радиант находился на высоте всего 19°! Пр расчетам Дж.П.М. Прентиса, ZHR составило 131. Хотя высокая активность, замеченная Гершелем, не проявлялась ежегодно, она способствовала повышению интереса к потоку в последующие годы.
После 1864 г. в ходе наблюдений было выявлено, что первые признаки активности потока заметны 28 декабря, а последние - 7 января. Однако, Квадрантиды отличаются очень резким ростом активности перед максимумом в течение 3 и 4 января. Кейт Б. Хиндли (Англия), используя наблюдения Британского астрономического общества (BAA) в период с 1965 по 1971 гг., нашел, что длительность периода активности выше половины от максимального уровня составляет всего 16 часов. Изучив наблюдения BAA, Британского метеорного общества (BMS) и Американского метеорного общества (AMS), Автор обнаружил, что активность обычно падает ниже десяти метеоров в час уже через день после максимума. Кроме того, изменения активности потока до и после 3-4 января обычно более плавные, что говорит в пользу часто звучащих предположений, что поток одновременно состоит из диффузного и компактного компонентов. Дополнительную поддержку эта теория получила в 1971 г. благодаря Хиндли, который используя компьютер IBM 360/65 в Университете Ливерпуля, проверил телескопические наблюдения Квадрантид. Компьютер показал нормальный диаметр радианта, равный 8°, однако во время максимума он уменьшался менее чем до 1°.
Исследовав 122 наблюдения потока, сделанные между 1864 и 1953 гг., Прентис заключил, что среднее ZHR Квадрантид составляет около 45 метеоров. Однако, в разные годы оно сильно колебалось, он отметил сильные всплески в 1909 г. (ZHR=202) и 1922 г. (ZHR=79), а очень слабая активность была в 1901 г. (ZHR=17), 1927 г. (ZHR=20) и 1940 г. (ZHR=21). Более постоянной была другая характеристика потока - солннечная долгота Земли в момент максимума. Она составляла 282.9°, хотя следует подчеркнуть, что это относится только к визуальной активности. В 1947-1951 гг. в Джодрелл Бэнк проводились радионаблюдения, среднее время максимума там составило 282.5° по солнечной долготе. Эта разница между временем визуального и радиомаксимума свидетельствует о дисперсии частиц из-за эффекта Пойнтинга-Робертсона. По Хиндли, дисперсия приводит к тому, что метеоры с яркостью на 1 зв. слабее достигают максимума на 68 минут позже. Это приводит к тому, что радарный максимум происходит на 6.3 часа позже визуального.
Любопытно, что в последние годы активность Квадрантид также продолжала колебаться, хотя разброс был не столь велик, как раньше. В период 1965-1971 гг. наблюдатели Британского астрономического общества отметили, что максимальная активность была не ниже 65 и не выше 195 метеоров в час. В 1975 г. Метеорное сообщество Ниппона наблюдало максимальные часовые числа, равные 101.2 метеора.
Квадрантиды не подвергались тщательному визуальному изучению. В северном полушарии в это время стоит очень холодная погода, этим часто объясняют недостаток наблюдений. Еще одной причиной является очень острый пик, что часто приводит к тому, что наиболее старательные наблюдатели пропускают основную активность, которая не приходится на их долготы. Наконец, дополнительным препятствием является слабость метеоров потока, что требует хороших условий наблюдения, иначе основная их доля будет пропущена.
Одни из лучших наблюдательных данных были получены Норманом МакЛеодом III (Флорида). Он взял все свои наблюдения Квадрантид с 1960 по 1976 гг. и рассчитал среднюю яркость метеоров, составившую 2.81 зв. (на основе 142 метеоров). Похожие значения были получены другими наблюдателями. Еще одной интересной характеристикой является доля метеоров со следами. Роберт М. Доул в 1933 г. нашел, что следы оставляют 5% метеоров. В 1971 г. Британское астрономическое общество рассчитало, что следы имеют 5.7% метеоров. Роберт Лансфорд (Калифорния) в 1984 и 1985 гг. получил долю метеоров со следами, равную 7.4 и 2.4%, соответственно.
Проверка Автором фотографических и радиоданных показала, что средний радиант Квадрантид находится в RA=229.5°, Dec=+49.4°, но это именно среднее значение. Как уже было сказано, поток не имеет четко определенного радианта. В 1953 г. Джордж Е.Д. Олкок и Дж.П.М. Прентис указали, что "определение радианта Квадрантид всегда было трудным делом". Для решения этой проблемы они в 1952 г. осуществили программу двойных наблюдений Квадрантид. 3 января они установили существование 13 активных радиантов, что явилось свидетельством комплекcности потока.
Другие исследования показали, что поток имеет еще более сложную структуру, чем думали до сих пор, поскольку отдельные радианты могут проявляться не каждый год. Впервые об этом заговорили в 1918 г., когда В.Ф. Деннинг и Фиаметта Уилсон с удивлением обнаружили, что главный радиант Квадрантид в январе 1918 г. оказался в 8° от нормального положения. Они отметили, что существование более северного радианта предполагалось в 1916 и 1917 гг., "но данные за эти годы рассматривались как недостаточные". Независимое подтверждение существования радианта 1918 г. пришло от нескольких наблюдателей из Англии, кроме того, небольшая активность была также отмечена и из обычного радианта. Это очевидное изменение положения активных радиантов от года к году, по-видимому, является следствием возмущений от Юпитера, испытываемых потоком каждые 11.86 лет.
Планета Юпитер часто фигурирует в литературе, связанной с Квадрантидами. Кроме уже упомянутых изменений положения радиантов, эта планета связывается с первоначальным появлением потока в начале 19 века и со случайными колебаниями его активности. Результатом возмущений является медленное обратное движение восходящего узла, этому были посвящены четыре работы между 1958 и 1972 гг. Расчетные значения такого смещения в них составляли 0.31°/100 лет, 0.41°/100 лет, 0.54°/100 лет и 0.6°/100 лет.
Первое исследование результатов долговременного гравитационного воздействия Юпитера на поток было выполнено в 1963 г. С.Е. Хамидом и М.Н. Юссефом. Они взяли шесть двойных фотографических метеоров от 1954 г. и рассчитали вековые возмущения от Юпитера, которые они испытывали. Они отметили, что текущие значения наклона орбиты в 75° и перигелийного расстояния около 1 а.е 1500 лет назад находились около минимумов в 13° и 0.1 а.е., соответственно. 4000 лет назад их значения были близки к сегодняшним, наклонение орбиты составляло 76°, а перигелийное расстояние около 1 а.е. Исследуя, почему поток состоит, по крайней мере, из двух ветвей, авторы проверили расстояние между потоком и Юпитером за последние 5000 лет. Сегодня оно составляет около 0.3 а.е., дальше всего поток был от Юпитера около 1500 лет назад, а ближе всего, лишь в 0.2 а.е. - 4000 лет назад. Авторы предположили, что родительская комета Квадрантид была захвачена Юпитером 4000 лет назад и вскоре на ее орбите сформировался метеорный поток. "Поскольку значительное количество этих метеоров, формирующих сейчас поток Квадрантид, не испытывало тесных сближений с Юпитером, поток является компактным."
Позже, в 1963 г., развивая это исследование, Хамид и Уипл предположили, что Квадрантиды и дельта-Ауригиды имеют общее происхождение, поскольку 1300-1400 лет назад плоскости их орбит и перигелийные расстояния были весьма близки. "Кроме того", добавляли они, "физические характеристики метеоров обоих потоков, если опираться на их световые кривые, представляются весьма сходными."
В 1979 г. Айвэн П. Уиллиамс, Карл Д. Мюррей и Дэвид В. Ньюгес во многих отношениях повторили исследование Хамида-Юссефа, однако они использовали в модели потока десять фиктивных метеороидов. распределенных по орбите. Их работа в целом подтвердила предыдущие результаты для отрезка времени до 1500 лет назад, однако, они нашли, что наклон орбиты и перигелийное расстояние были близки к текущим всего 3000 лет назад. Исследование также показало, что "отдельные наблюдения рассматриваемых метеороидов в любой момент на интервале 200-1000 лет назад не показывают их принадлежности к одному потоку. 1690 и 1300 лет назад они имели похожие орбиты, которые затем начали все больше различаться, однако в последние 150-200 лет они снова приблизились друг к другу." Авторы добавили, что родительская комета, вероятно, подверглась двум значительным разрушениям - 1300 и 1690 лет назад.
В 1979 г. будущее Квадрантид также подверглось изучению. Авторы отметили, что наклон орбиты будет оставаться около 72°, а перигелийное расстояние превысит 1 а.е. Таким образом, авторы прогнозируют, что к 2400 году поток перестанет пересекать земную орбиту.
В 1985 г. Кен Фокс проследил эволюцию орбиты Квадрантид на 1000 лет в прошлое и в будущее. Для прошлого результаты были схожи с предыдущими работами, хотя он отметил, что тогда максимум приходился на начало августа с радиантом RA=341.1°, Dec=-12.8°. Кроме того, Фокс рассчитал, что через 1000 лет Земля уже не будет пересекать орбиту Квадрантид.