Дракониды

Открытие Драконид стало результатом предсказаний нескольких астрономов о том, что периодическая комета 21P/Джакобини — Циннера (рис. 1) может порождать метеорный поток в начале октября. Первым, кто сделал такое предсказание, был британский астроном Мартин Дэвидсон (1880—1968)^[18], который в апреле^[19] 1915 года исследовал периодические кометы, наблюдавшиеся с 1892 года, чтобы выделить те из них, которые могли бы порождать метеорные потоки^[10]. Одной из комет, отвечавших установленным критериям, была комета Джакобини — Циннера (открытая в 1900 году французским астрономом Мишелем Джакобини и заново переоткрытая в 1913 году немецким астрономом Эрнстом Циннером^[3]). Дэвидсон обнаружил, что Земля пройдёт вблизи орбиты кометы 10 октября 1915 года на минимальном расстоянии около 2 млн миль^[10] (примерно 3,5 млн км). Следовательно, если облако фрагментов кометы имеет размер, превышающий эту величину, то Земля пройдёт через него и может возникнуть метеорный поток, радиант которого должен располагаться в точке неба с экваториальными координатами α = 267°, δ = +50°. В первой половине октября 1915 года Уильям Деннинг в Бристоле зарегистрировал «множество метеоров», исходящих из точки неба с координатами α = 267°, δ = +49°^[19][10]. Однако, как отметил сам Деннинг, совпадение с предсказанием Дэвидсона не было достаточно убедительным^[19].

В 1920 году Дэвидсон пересмотрел свой прогноз с учётом более точных данных об орбитальных характеристиках кометы и пришёл к выводу, что расстояние между орбитами кометы и Земли составляет 0,060 а. е. (около 9 млн км). Из новых данных следовало, что максимум активности потока в этом году, скорее всего, придётся на 9 октября, а его радиант будет иметь координаты α = 251,5°, δ = +55,9°^[20]. Позднее, 6—9 октября того же года, Деннинг зарегистрировал 5 медленных метеоров с радиантом в точке α = 268°, δ = +53°. Они могли принадлежать потоку, образованному кометой Джакобини — Циннера, хотя она прошла перигелий своей орбиты за несколько месяцев до этого — весной 1920 года^[19].

Следующее прохождение кометы через перигелий орбиты ожидалось в конце 1926 года, а прогнозы о возникновении метеорного потока в октябре того же года сделали Мартин Дэвидсон и Эндрю Кроммелин. Оба учёных указали 10 октября как ожидаемый день максимума активности потока и предсказали схожие положения радианта: в точках с координатами α = 261°, δ = +53,5° (Дэвидсон) и α = 265°, δ = +54° (Кроммелин)^[10]. 9 октября 1926 года сотни людей на Британских островах заметили яркий болид, и на основании 35 задокументированных сообщений об этом событии удалось определить координаты его радианта: α = 262°, δ = +55°. Болид двигался медленно, освещая небо, и оставил за собой долгоживущий след, который был виден на протяжении 30 минут. В течение этого времени он менял свою форму и дрейфовал на фоне звёздного неба^[19]. На следующий день, 10 октября, поздно вечером британский астроном Джон Прентис (англ. John Philip Manning Prentice; 1903—1981)^[21] в течение 3 часов зарегистрировал 16 метеоров с радиантом в точке α = 263°, δ = +54°. Он отметил, что метеоры были медленными, а оценка частоты их появления составила 17 штук в час. Поток наблюдали также британский астроном-любитель Альфонсо Кингом (1882—1937) в Эшби (Линкольншир) и Уильям Деннинг в Бристоле, получившие для координат радианта значения α = 255° и δ = +56°^[10].

В 1927—1932 годах Дракониды не наблюдались. Следующее прохождение перигелия кометой состоялось 15 июля 1933 года, и в том же году было предсказано появление сильного метеорного потока с максимумом активности 9 октября. Когда указанное время наступило, случился настоящий метеорный дождь, который превзошёл все ожидания астрономов и стал одним из самых ярких событий XX века. Результаты наблюдений потока были зарегистрированы астрономами в Ирландии, Северной Ирландии, Испании, Мальте и СССР. На пике активности потока, который имел место 9 октября около 20:15 по всемирному времени, частота появления метеоров достигала нескольких сотен в минуту^[10], или 4000—6000 в час^[16]. Некоторые наблюдатели насчитали более 22 500 метеоров всего за несколько часов. Метеоры были медленными, в основном слабыми (лишь 5% достигали 1-й звёздной величины) и, как правило, жёлтого цвета^[10]. Если бы во время наблюдений потока не мешал лунный свет, то максимальное зенитное часовое число потока составило бы 15 000^[16].

В период с 1940 по 1945 год поток снова затих, однако астрономы предсказывали его возвращение в 1946 году, когда комета Джакобини — Циннера должна была снова пройти перигелий 18 сентября. В том году Дракониды наблюдались в основном в Западном полушарии Земли в ночь с 9 на 10 октября. Большое количество метеоров наблюдалось на всей территории США, а также в Канаде и Венесуэле. Их видимое число достигало нескольких тысяч в час^[10]. Продолжительность метеорного дождя составила 5—6 часов. Если бы не лунное освещение, то зенитное часовое число в максимуме активности составило бы 30 000, т. е. в этот раз поток был вдвое интенсивнее, чем в 1933 году^[16]. Событие 1946 года стало важной вехой в истории метеорной астрономии: было произведено первое измерение радианта метеорного потока с помощью радиолокационного метода^[10][16].

Следующее возвращение Драконид было предсказано 9 октября 1952 года. Метеорный поток наблюдался 9—10 октября, однако был слабым, поскольку во время прохождения Землёй метеороидного роя комета находилась ещё далеко от орбиты Земли и пересекла её только через полгода (когда Земля находилась в противоположной точке орбиты). Затем Дракониды наблюдались в 1972 году, однако активность потока оказалась совсем небольшой, составляя всего лишь 10—15 метеоров в час при визуальных наблюдениях и 69—84 метеоров за 10 минут при радиолокационных наблюдениях^[10].

Радиант метеорного потока Дракониды расположен близко к Северному полюсу мира^[22], в созвездии Дракон^[8], около его «головы», которая имеет вид неправильного четырёхугольника, состоящего из звёзд β, γ, ν и ξ Дракона. Две из них — Этамин (γ Дракона) и Растабан (β Дракона) являются довольно яркими (с визуальной звёздной величиной 2,23^[23] и 2,81^[24] соответственно) и могут служить ориентирами для нахождения радианта на ночном небе (рис. 3.). Экваториальные координаты радианта на небесной сфере в максимуме активности потока составляют: прямое восхождение α = 262—263° (около 17^h 30^m), склонение δ = +54—56°^{[15][12][1][11][4]}.

Период действия Драконид длится с 6 по 10 октября^[10][4]. Максимум активности в современную эпоху приходится на 8—10 октября^{[11][4][12][10][1]}. Наблюдать поток лучше всего в предутренние часы в районе с ясным тёмным небом.

Зенитное часовое число Драконид является переменной величиной^[11], варьируясь в настоящее время в интервале 5—20^[15]. Однако в течение XX века несколько раз наблюдались вспышки активности, дающие сотни или тысячи метеоров в час^[10]. В 2011 году активность потока достигала 300 метеоров в час^[25].

Метеорные потоки возникают вследствие того, что Земля при своём годичном движении вокруг Солнца проходит через шлейф метеороидов и частиц космической пыли, называемый метеороидным роем. Обычно такой рой представляет собой множество фрагментов более крупного тела Солнечной системы (чаще всего — кометы, реже — астероида), рассеянное вдоль орбиты родительского тела. Когда комета в процессе обращения вокруг Солнца приближается к нему, летучие соединения, связывающие тугоплавкие фракции в ядре кометы, сублимируются, вследствие чего тугоплавкие частицы теряют связь с ядром кометы и начинают двигаться независимо от него вдоль той же орбиты. В молодом метеороидном рое эти частицы занимают компактную область пространства вблизи самой кометы и движутся вместе с ней, но с течением временем они рассеиваются и растягиваются вдоль всей орбиты^[15].

Метеороидный рой, порождающий Дракониды, движется вдоль орбиты с большой полуосью, по разным данным, 2,39—3,15 а. е., эксцентриситетом 0,584—0,706 и наклонением к плоскости земной орбиты 25,5—31,4°^[2][15]. Расстояние орбиты от Солнца в перигелии составляет 0,996 а. е. (в перигелии метеороиды роя находятся около орбиты Земли)^[2][15][26].

Источником метеороидного роя Драконид считается короткопериодическая комета 21P/Джакобини — Циннера из семейства Юпитера^{[13][12][14][15][5][2]}. Её орбита (рис. 4) имеет близкие характеристики с орбитой метеороидного роя Драконид: большая полуось 3,50 а. е.; эксцентриситет 0,710. В перигелии орбиты комета приближается к Солнцу на расстояние 1,013 а. е., в афелии удаляется на расстояние 5,987 а. е. Плоскость орбиты наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 32°. Период обращения кометы составляет 6,55 года^[27].

При своём орбитальном движении вокруг Солнца Земля в первой половине октября проходит через шлейф метеороидов, выброшенных этой кометой. В это время они влетают в земную атмосферу с геоцентрической скоростью около 21—23 км/с^{[15][11][4][12][1]}, нагреваются и сгорают в ней, порождая метеоры. Рой Драконид является молодым, вследствие чего он занимает небольшой участок орбиты вблизи кометы^[16], и поэтому метеорный поток наблюдается не каждый год, а лишь в те годы, когда комета проходит вблизи орбиты Земли.

Фотографические наблюдения Драконид в 1946 году выявили, что метеоры потока появлялись на аномально больших высотах, имели очень короткие траектории и претерпевали сильное торможение атмосфере Земли. Эти особенности свидетельствовали о том, что метеороиды Драконид очень рыхлые, т. е. имеют крайне низкую плотность^[16].