Урсиды

Урсиды, по-видимому, были открыты Уильямом Деннингом, который на рубеже XIX и XX веков в течение нескольких лет наблюдал метеорный поток, радиант которого располагался в точке неба с экваториальными координатами α = 218°, δ = +76° и период активности длился с 18 по 22 декабря. Немецкий астроном Куно Хофмейстер в своей книге «Метеорные потоки» упомянул дополнительные наблюдения этого потока, имевшие место в 1914, 1931 и 1933 годах. Однако систематическое изучение Урсид началось только после того, как чехословацкий астроном Антонин Бечварж случайно заметил сильную метеорную активность в небе в 1945 году^[3].

22 декабря 1945 года Бечварж проводил наблюдения в обсерватории Скалнате Плесо и вместе с другими астрономами обнаружил появление около 170 метеоров в час^[3][10]. Многие из них были сфотографированы, и на этой основе сделаны предварительные расчёты положения радианта, указавшие на точку неба α = 233°, δ = +82,6°. Повторное исследование фотографических данных, проведённое астрономом Зденеком Цеплехой (чеш. Zdeněk Ceplecha; 1929—2009)^[11], показало, что координаты радианта имели значения α = 217,1° и δ = +75,9°^[3].

Скоординированные исследования этого метеорного потока были начаты в 1946 году. Бечварж подтвердил обнаружение активного потока с измеренным ранее радиантом, однако максимальная частота появления метеоров достигла 11 штук в час только в ночь на 22 декабря. Эти результаты были подтверждены двумя другими чешскими астрономами^[3].

В 1947 году визуальные наблюдения этого потока были проведены астрономом Джоном Прентисом (англ. John Philip Manning Prentice; 1903—1981)^[12] из Британской астрономической ассоциации. Ночью 22 декабря в течение 1 часа 43 минут был замечен только 1 метеор, исходящий из радианта Урсид, но 23 декабря за 25 минут было обнаружено уже 8 метеоров, что довело скорректированную часовую частоту метеоров до примерно 20. Четыре из 8 метеоров, обнаруженных в последний день, были нанесены на карту и указали на радиант с координатами α = 207°, δ = +74°. Угловой диаметр радианта составил менее 1°. В том же году были также произведены первые радиолокационные наблюдения Урсид в обсерватории Джодрелл-Бэнк. В ночь на 22 декабря часовое число метеоров составило около 15, для координат радианта были получены значения α = (195 ± 8)°, δ = +(78 ± 5)°. В период с 1948 по 1953 год радионаблюдения стали основным методом изучения этого потока^[3].

На основании наблюдений, полученных в начале XX века, Деннинг предположил, что этот метеорный поток связан с «кометой Мешена — Туттля», за которой впоследствии закрепилось официальное название 8P/Туттля^[3]. Она обращается вокруг Солнца с периодом 13,6 года^[13]. Когда Бечварж объявил об открытии потока в 1945 году, он также упомянул, что связь с периодической кометой Туттля «весьма вероятна»^[3].

Радиант метеорного потока Урсиды расположен в созвездии Малая Медведица, рядом с астеризмом Малый Ковш^[3] и яркой звездой Кохаб (β Малой Медведицы) с визуальной звёздной величиной 2,08^[14] (рис. 2). В максимуме активности потока экваториальные координаты радианта на небесной сфере составляют: прямое восхождение α = 217—220° (14^h 28^m — 14^h 40^m), склонение δ = +76°^{[6][7][2][4][15][16][5]}.

Период действия Урсид длится с 13^[4] по 26^[5] декабря с максимумом активности в ночь на 22 декабря^[6][7][4] (иногда на 23 декабря^[3]). Зимние погодные условия не очень благоприятны для наблюдения потока^[10]. В достаточно высоких географических широтах Северного полушария Земли радиант потока находится над горизонтом всю ночь. Лучшее время для наблюдений метеоров — с полуночи до начала утренних сумерек^[3]. Обычно на пике активности потока можно увидеть около 10—20 метеоров в час^[6][10], но иногда могут случаться кратковременные вспышки его интенсивности, когда частота появления метеоров достигает 100 в час. Метеоры Урсид обычно слабые^[3].

Из-за того, что радиант имеет высокое склонение и расположен близко к Северному полюсу мира, в Южном полушарии Земли Урсиды практически не видны. Максимальная высота радианта составляет –18° (т. е. он расположен ниже горизонта) и достигается днём. В тёмное время суток максимальная высота приходится на период непосредственно перед началом утренних сумерек, когда радиант находится примерно на 32° ниже горизонта^[3].

Метеорные потоки возникают вследствие того, что Земля при своём годичном движении вокруг Солнца проходит через метеороидный рой — рассеянное облако метеороидов и частиц пыли, движущееся вдоль определённой орбиты или вытянутое вдоль неё. Обычно такой рой представляет собой множество фрагментов более крупного тела Солнечной системы, чаще всего — кометы. Когда комета в процессе обращения вокруг Солнца приближается к нему, летучие соединения в её ядре нагреваются и сублимируются, вследствие чего тугоплавкие частицы теряют связь с ядром кометы и начинают двигаться независимо от него вдоль той же орбиты. Под влиянием гравитационных возмущений со стороны планет и других факторов рой становится более широким и со временем «расползается» вдоль всей орбиты^[2][17].

Метеороидный рой, порождающий Урсиды (рис. 3), расположен вдоль орбиты с большой полуосью 5,70 а. е., эксцентриситетом 0,85 и наклонением к плоскости земной орбиты 53,6°. Расстояние орбиты от Солнца в перигелии составляет 0,939 а. е. (то есть в перигелии метеороиды роя проходят вблизи орбиты Земли)^[18].

Источником метеороидного роя Урсид являются частицы кометы 8P/Туттля (1939 X)^{[8][9][2][16]}, которая обращается вокруг Солнца по орбите с большой полуосью 5,70 а. е. и эксцентриситетом 0,820. В перигелии комета приближается к Солнцу на расстояние 1,027 а. е.; в афелии удаляется от него на 10,4 а. е. Плоскость орбиты кометы наклонена к плоскости земной орбиты на 55°. Период обращения кометы составляет 13,6 года^[13].

Обращаясь вокруг Солнца, Земля во второй половине декабря проходит через шлейф метеороидов, выброшенных этой кометой. В это время они влетают в земную атмосферу с геоцентрической скоростью около 33—35 км/с^{[2][5][4][1][6][9]}, нагреваются и сгорают в ней, порождая метеоры. Большое число метеоров, наблюдавшееся в 1945 году, было обусловлено встречей Земли со сгущением метеороидов^[10].

Необычным фактом является то, что максимальная активность Урсид часто наблюдается не в годы прохождения кометой перигелия своей орбиты, когда она находится вблизи орбиты Земли, а примерно через 6 лет после этого, т. е. когда комета совершает примерно пол-оборота и находится далеко от Земли — около своего афелия. В частности, мощный поток 1945 года произошёл через 6 лет после прохождения кометой перигелия. Аналогичные явления происходили и позже: например, комета проходила перигелий орбиты в 1967 и 1980 годах, а заметное увеличение интенсивности потока наблюдалось в 1973 и 1986 годах^[3].