Квадрантиды

Пepвое документальное подтверждение Квадрантид появилось в 1825 году^[2][11] благодаря итальянскому естествоиспытателю Aнтонио Бpукaлaсcи (1797—1866), который наблюдал их утром 2 января и сообщил, что «атмосферу пересекало множество светящихся тел, известных под названием падающих звёзд»^[15][16]. По-видимому, случайные повторные открытия потока были сделаны также 2 января 1835 года швейцарским астрономом Луи-Франсуа Вартманом (1793—1864) и 2 января 1838 года М. Ренье (Швейцария)^[15]. В 18З9 году бельгийский математик и acтpoнoм Адольф Кетле, а также американский библиотекарь и астроном-любитель Эдвард Xeppик (1811—1862) независимо друг от друга высказали предположение о ежегодной периодичности этого потока^[2][16]. Регулярные наблюдения Квадрантид визуальными методами начали проводиться с 1860 года, а начиная с 1946 года — и с помощью радиолокационных методов^[9]. В 1863 году американский астроном Стиллман Мастерман (1831—1863) установил местоположение участка неба, из которого впервые начинают появляться метеоры потока^[15]. Особенно сильный поток Квадрантиды наблюдался в ночь с 4 на 5 января 1943 года^[3].

Своё название метеорный поток получил в 1864 году благодаря британскому астроному Александру Гершелю^[17]. Поток был назван Квадрантидами, поскольку его радиант наблюдался в созвездии Стенной Квадрант (ныне не существующем)^[3][6][4][9]. Данное созвездие было введено в 1795 году Жеромом Лаландом^[8], желавшим увековечить таким образом известный 11-метровый квадрант Тихо Браге, с помощью которого тот в XVI веке составил один из самых точных звёздных каталогов своего времени^[2][11]. В 1922 году Международный астрономический союз установил, а в 1930 году официально утвердил современный список 88 созвездий, в который Стенной Квадрант не попал, а его звёзды были включены в созвездия Геркулес, Дракон и Волопас. В последнем и находится радиант Квадрантид^[2][11].

Квадрантиды — один из наиболее активных метеорных потоков^[6] с зенитным часовым числом 100^[18]—130^[17]. Наблюдается ежегодно в период с 27 декабря^[2][3] по 12 января^[2]. Метеоры потока относительно быстрые, средней либо низкой яркости, преимущественно белого цвета^[2] и обычно не оставляют длинных и хорошо заметных следов на небе^[7]. Метеороидный рой Квадрантид обладает сложной структурой^[19]. Земля проходит через его плотное тонкое центральное сгущение почти в перпендикулярном направлении 3—4 января менее чем за сутки^[6], вследствие чего в это время наблюдается короткий максимум активности потока, длящийся не более 8 часов^{[2][18][11][15][4][20]} (в отличие от других метеорных потоков, чьи максимумы длятся около 2 суток^[4]). В максимуме активности при идеальных условиях можно увидеть от 60 до 200 метеоров в час^[11], в остальное время — около 25 штук в час^[7]. В начале и в конце периода действия Квадрантиды едва заметны^[15]. Во время максимума активности Земля может сталкиваться с особенно крупными метеороидами роя, которые вызывают более сильные метеоры, сопровождающиеся яркими вспышками (т. н. файерболами) с видимой звёздной величиной более –3, и оставляющими более длинный и долгоживущий след на небе^[11].

Радиант метеорного потока Квадрантиды расположен в созвездии Волопас, вблизи его границ с созвездиями Геркулес и Дракон^[3][6][15] (рис. 1). Его экваториальные координаты на небесной сфере: прямое восхождение α в интервале от 230° (15^h 20^m)^[2][13][21] до 232° (15^h 28^m)^[18], склонение δ между +48,5°^[13] и +52°^[3]. Неподалёку от радианта Квадрантид находится «ручка» известного и хорошо заметного на ночном небе астеризма Большой Ковш (созвездия Большая Медведица), а также яркая звезда Арктур. Эти объекты могут служить ориентирами для нахождения радианта потока^[8] (рис. 1).

Квадрантиды лучше всего видны в Северном полушарии Земли^[5] на высоких географических широтах после 23 часов по местному солнечному времени и в предрассветные часы^[15][11]. При этом радиант потока набирает высоту в течение всего указанного периода. Тем не менее, даже на большей части северных широт радиант на протяжении почти всей ночи находится низко над горизонтом и только в утренние часы, незадолго перед рассветом, достигает значительной высоты^[15]. Кроме того, время действия потока приходится на зиму, вследствие чего сопровождается пасмурной погодой^[2][17][7]. Для наблюдения метеорного потока требуется широкое открытое пространство, удалённое от городского освещения^[8][4]. Радиант Квадрантид, как правило, расположен на северо-востоке, поэтому рекомендуется лечь на спину, ногами на северо-восток, направив взгляд вверх. Необходимо дать глазам адаптироваться к темноте в течение 15—30 минут^[8][4], после чего появится возможность увидеть метеоры^[11]. В Южном полушарии Земли поток практически не наблюдается из-за высокого склонения радианта в Северном полушарии неба^[15][7] (однако иногда может быть частично виден на широтах севернее 51° ю. ш.^[11]). Максимальная высота радианта перед началом рассвета составляет –20° (т. е. он находится под горизонтом). Затем радиант появляется на короткое время из-под горизонта, но это происходит уже после рассвета, поэтому визуальные наблюдения потока почти невозможны (за исключением наиболее ярких файерболов, которые могут быть видны низко над горизонтом^[8]).

В 2025—2026 годах Квадрантиды будут наблюдаться с 26 декабря по 16 января с пиком активности 4 января 2026 года в 00:36 по Всемирному времени (UT). Однако в это время будет полнолуние, вследствие чего можно будет наблюдать в среднем лишь около 10 метеоров в час^[7].

Метеороидный рой Квадрантид (рис. 2) имеет короткопериодическую орбиту с большой полуосью 3,08 а. е., эксцентриситетом 0,683 и значительным наклоном к плоскости эклиптики, равным 72°. Перигелий расположен на расстоянии 0,977 а. е. от Солнца (т. е. почти на таком же расстоянии, что и Земля)^[20]. Большие планеты, главным образом Юпитер, своим притяжением обусловливают значительные периодические изменения формы и наклона орбит частиц роя: наклон меняется от 10,8° до 73,8°, перигелийное расстояние — от 0,076 до 1,156 а. е., с периодом 3,5 тысячи лет^[19] Метеороидный рой Квадрантид является плотным и узким, поэтому пик активности этого потока длится недолго — около нескольких часов^[5]. Когда Земля проходит через рой, его частицы влетают в земную атмосферу с геоцентрической скоростью 40—42 км/с^[13][12], сгорая в ней на высоте более 80 км менее чем за секунду^[12] и порождая при этом вспышки — метеоры^[11]. По радиолокационным и визуальным наблюдениям было обнаружено, что момент максимума численности более слабых метеоров наступает раньше, чем более ярких. Это означает, что при пересечении метеороидного роя Квадрантид Земля сначала встречает более мелкие частицы, а затем крупные^[20]. Ежегодно метеорные тела Квадрантид массивнее 1 мг приносят на Землю около 500 кг вещества^[19].

На протяжении длительного времени связать Квадрантиды с каким-либо небесным телом (в частности, кометой) не представлялось возможным, поэтому возникло предположение, что родительского тела уже не существует^[2]. Однако 6 марта 2003 года^[11] американский астроном Питер Дженнискенс обнаружил астероид (196256) 2003 EH₁ размером 3 км^[11], обращающийся вокруг Солнца по орбите с большой полуосью 3,12 а. е., эксцентриситетом 0,619, расстоянием от Солнца в перигелии 1,19 а. е., в афелии — 5,05 а. е.; период обращения равен 5,52 года (2015,5 суток)^[11][22]. В 2004 году Дженнискенс предположил, что данный астероид является родительским телом метеороидного роя Квадрантид^{[11][4][23][24]}.

Астероид (196256) 2003 EH₁ считается выродившейся кометой, т. е. кометой, которая потеряла бо́льшую часть своих летучих веществ и поэтому при приближении к Солнцу уже не образует кому и хвост^[8]. По одной из версий, этот астероид может быть выродившейся кометой C/1490 Y1, которая наблюдалась китайскими, корейскими и японскими астрономами^[23] в 1490 году и впоследствии была потеряна^[2][25]. Таким образом, Квадрантиды дают уникальную возможность для изучения астероида (196256) 2003 EH₁ и его фрагментов. Изучение потока может раскрыть подробности о составе астероида, его происхождении и роли в истории Солнечной системы. Такие данные помогают уточнять модели астероидной активности и их потенциального воздействия на Землю^[8]. Другим кандидатом на роль прародителя Квадрантид является комета 96P/Макхольца^[16].