觀察彗星與流星（雨）

◎文圖 中國科學院國家天文臺 郭紅鋒

一、流星（雨）與彗星

人們經(jīng)常把流星和流星體混為一談。其實，太陽系內(nèi)除了太陽、行星、衛(wèi)星、小行星、彗星等天體外，還存在著大量的塵埃微粒和微小的固體塊，它們也是繞著太陽運動的。

這些微小的天體在與地球接近或地球穿越它們的軌道時，會被地球引力吸進地球大氣層。這些微粒會以每秒幾十千米的高速與地球大氣分子劇烈摩擦以致燃燒發(fā)光，劃破夜空出現(xiàn)一條美麗的光跡，這種現(xiàn)象就叫流星，而產(chǎn)生流星的微小天體則稱為流星體。所以，流星和流星體是兩種不同的概念。流星包括單個流星（偶發(fā)流星）、火流星（特別明亮的）和流星雨三種。一個綠豆大小的流星體進入大氣層就能形成肉眼可見亮度的流星。

彗星，有別于其他的小天體（小行星、流星、隕石等），在繞日運動接近太陽的時候，其亮度和形狀都會隨之發(fā)生變化，會呈現(xiàn)云霧狀彗尾這樣獨特的外貌。彗星這些特點源于彗星自身的組成，其彗核主要由冰物質(zhì)構(gòu)成，當彗星接近太陽時，太陽的熱能使彗星物質(zhì)升華，在冰核周圍形成朦朧的彗發(fā)和一條稀薄物質(zhì)流構(gòu)成的彗尾。彗尾總是被太陽風吹向背離太陽的方向，一般長幾千萬千米，最長可達幾億千米。由于彗星的形狀很像掃帚，所以中國古代俗稱掃帚星（古文稱“孛”）。

彗星只有接近太陽，其反射的太陽光足夠強時，我們才能從地球上看到，所以彗星在天文現(xiàn)象中屬于罕見天象。歷史上到目前為止，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的繞太陽運行的彗星只有1700多顆。

彗星運行的軌道也很特別，多數(shù)為拋物線或雙曲線，少數(shù)為橢圓。其中沿拋物線或雙曲線軌道運行的彗星一旦遠離太陽，就不會再回來。至于飛到了什么地方，是在太陽系遙遠的盡頭，還是飛出了太陽系，都不得而知。因為彗星自身不發(fā)光，遠離太陽以后就越來越暗淡，以致于使用現(xiàn)代大望遠鏡也無法觀測到。而那些沿橢圓軌道運行的彗星，無論它們的軌道多么扁長，總是要回來的，但它們回歸的周期一般都很長。著名的哈雷彗星繞太陽一周的時間為76 年，一般200年以內(nèi)都算短周期彗星，超過200年的為長周期彗星。

周期彗星的一次次回歸，不但使我們能多次觀察到它們的運動性質(zhì)和物理結(jié)構(gòu)，還為內(nèi)太陽系（一般指太陽和小行星帶之間的區(qū)域）留下了大量的彗尾遺跡，因為彗星遠離太陽以后彗頭逐漸凍結(jié)，而彗尾分散的物質(zhì)無法被帶走就飄散開了。若流星體在大氣中未燃燒盡落到地面上，則被稱為“隕星”或“隕石”。所以流星體和彗星雖沒有必然的聯(lián)系，但大都是彗尾留下的遺跡。

二、流星（雨）與彗星的觀測

1. 準備工作

天文觀測都需要到遠離城市的野外。彗星和流星（雨）都比較暗，更要選擇一個好的地點和時機，還要做好各種準備工作。地點最好是在遠離城市1～2小時車程的地方，四周沒有什么燈光和公路，地勢較高且四周也沒什么遮擋，能看到3～4等星或更暗的地方。時機要選無月夜（或月牙較小的日子，并且月亮的方位與預(yù)定觀測的方位相距較遠），天氣晴朗，透明度好。還要帶好預(yù)報表、記錄單、星圖、相機等，及露營的衣服、躺椅、防蟲劑、夜光燈等。

2. 目視手工記錄

在沒有望遠鏡的時代，人們觀測和記錄天文現(xiàn)象采取目視和手工記錄，中國古代就保存有世界上最豐富的各種天象記錄，其中彗星和流星（雨）的記錄也有很多。目視記錄彗星主要是記錄彗星出現(xiàn)的時間、位置、形狀及亮度的變化；目視記錄流星雨主要是流星雨發(fā)生的時間、輻射點、流量等信息。

3. 攝影記錄

彗星的攝影與一般天體的攝影類似，但要把彗尾拍攝清楚也要多次試驗拍攝參數(shù)。對流星（雨）的拍攝需要更多的技巧，因為流星（雨）在天空的亮度低，閃亮的時間也短。

要拍攝到一幅好的流星（雨）照片需要用單反相機和三腳架，將鏡頭拉到最廣角（就是視場最大），使用M（手動）檔，手動對焦到無窮遠，光圈開到最大（f值最小），感光度盡可能高（比如ISO3200或6400）。白平衡可以設(shè)為熒光燈或者鎢絲燈（夜間模式），照片尺寸設(shè)為最大分辨率，關(guān)閉“長時間曝光降噪”功能（此功能會消耗更多的時間用于降噪，而流星拍攝對降噪的要求不高）。最后是控制快門速度，可根據(jù)設(shè)置的ISO和光圈而定，盡可能長一些，但不要使背景累積的天光太亮。

建議一組參數(shù)組合給同學們參考：使用短焦距鏡頭，ISO設(shè)6400，f/1.8～2.8，單張曝光時間8～10秒；接上快門線，打開普通連拍功能，將快門線按下鎖??；相機就會以你設(shè)定的曝光參數(shù)一張一張連續(xù)不斷地拍下去。先試著拍幾張，看看參數(shù)設(shè)置的是否合適，不合適可以調(diào)整后再拍。

另外，拍攝的時候，可以考慮將建筑物、景物、人物等拍攝到照片中，體現(xiàn)天文與人文、地球、宇宙之間的和諧與美感。

4. 攝像記錄

如果你的攝像機有夜間拍攝模式，電池又能維持整夜或幾小時連續(xù)拍攝，這種記錄當然是最好的素材。不過，大多數(shù)時間可能沒有流星也沒有流星雨，這就需要回去做大量剪裁工作。

對彗星、流星（雨）感興趣的同學，想要做一次比較理想且有收獲的觀測，需要先做很多功課，例如查一下近期的預(yù)報和論壇討論，計劃好觀測時間和步驟，選擇好觀測地點，準備好必備的物品等，提前把這些功課做好了，一定能獲得好的結(jié)果。

希望同學們把觀測和拍攝的結(jié)果（包括數(shù)據(jù)、繪制圖表、照片等）和觀察者信息（姓名、學校、聯(lián)系方式、當?shù)亟?jīng)緯度，測量日期與時間等），打包用附件形式發(fā)送到郵箱chinahou@bao.ac.cn或jswzkxsn2011@126.com，我們會核對你的數(shù)據(jù)，評價你的測量結(jié)果。