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象限仪座流星雨（英文名：Quadrantids Meteor Shower[2]），是北半球三大流星雨之一，也是国际天文联合会以已废弃星座命名的流星雨。[6][4][9]其母体是2003 EH1小行星，辐射点位于天龙座、牧夫座、大熊座和武仙座的交界处。[7][8][2]该流星雨活跃期为每年12月28日至次年1月12日，峰值在1月3日至4日之间，每小时天顶流量（ZHR）可达110。[6][4][9]
象限仪座流星雨于1825年1月2日被意大利观测者首次记录，当时记录者描述“太空中有大量陨落的星星”。[4]1839年两位天文学家分别独立地指出，象限仪座流星雨每年都会在固定时间出现。[3]2003年，天文学家、研究科学家彼得·詹尼斯肯斯发现象限仪座流星雨的母体是2003 EH1小行星。[8][2]2014年1月4日，象限仪座流星雨光临地球，极大时每小时有120颗左右的流星划过夜空。[10]2021年1月3日22时30分前后，象限仪座流星雨在地球迎来峰值，ZHR约为110颗。[11][12]2022年1月4日，象限仪座流星雨迎来极大，极大时ZHR可达120。[7]2023年1月4日，象限仪座流星雨迎来极大，极大时ZHR可达110，r值2.1。[6][13]2024年1月4日16时59分，象限仪座流星雨会迎来极大期，天顶每小时出现率（ZHR）在80左右，每小时可见15～20颗流星。[14][15]象限仪座流星雨于2025年1月3日23时迎来极大，ZHR接近100。[16]2026年1月4日清晨5点左右，象限仪座流星雨迎来极大，最大天顶流量达到80。[17]
象限仪座流星雨是地球穿过小行星2003 EH1留下的碎片的结果。[18][2]该流星雨流量最不稳定，其ZHR值在60至200之间浮动很大，平均星等2.81，火流星占比达5.6%（r值2.1）。[19][20]象限仪座流星雨速度中等、亮度较高，常常伴随着明亮的火流星。火流星会发出更亮的光芒，流星尾迹比一般流星更长且持久。与其他流星雨极大持续时间较长不同，象限仪座流星雨的峰值持续时间很短，极大过后流星数量会“断崖式”下降。[6]
发现
象限仪座流星雨的名字“象限仪”是一个被废弃的星座的名字。象限仪座是法国天文学家杰罗姆·拉兰德于1795年创造的。1922年国际天文学联合会（IAU）确认现代88星座时，象限仪座被废弃了。象限仪座的位置被并入天龙、牧夫、武仙等星座。象限仪座流星雨首次被记录是在1825年，当时的报告指出辐射点位于象限仪座。1839年两位天文学家分别独立地指出，象限仪座流星雨每年都会在固定时间出现。[3]
命名
象限仪座流星雨的辐射点位于牧夫座。在国际天文学联合会统一流星雨命名规则之前，流星雨会使用各种方式进行命名。后来IAU决定使用流星雨辐射点所在星座来命名流星雨。做出这个决定时，象限仪座流星雨的辐射点位于天龙座，所以被冠以“天龙座流星雨”的名字。随后，象限仪座流星雨的辐射点移动到了牧夫座，按照命名规则，会被叫做“牧夫座流星雨”。事实上，有些书籍确实也这么做了。但是绝大多数的大众媒体仍然在使用象限仪座流星雨的称呼。为了避免混乱，2009年国际天文学联合会通过投票，决定将这个流星雨的名字统一为“象限仪座流星雨”。[注1][3]
形成过程
象限仪座流星雨的母体是一颗名为2003 EH1的近地小行星，近日点在地球轨道附近，远日点则延伸至木星轨道附近。与富含水冰的彗星不同，2003 EH1主要由岩石和金属构成，缺乏彗星特有的水冰升华机制，这颗小行星在运行过程中遭遇了另外一颗小行星的猛烈撞击，这场“交通事故”导致大量微小颗粒被抛撒在轨道上，形成象限仪座流星雨。也有部分科学家认为，象限仪座流星雨可能来自古老彗星的碎片。[21]
母彗星
象限仪座流星雨的母体是一颗小行星——2003EH1。这颗小行星的公转周期为5.52年，它有可能是一颗“休眠彗星”，或是一颗“岩石彗星”。2003 EH1是由Lowell尔天文台近地天体搜索计划（LONEOS）于2003年3月6日发现的。它是一颗小行星，直径仅约2英里（3公里）。发现2003 EH1是象限仪座流星雨源头的是天文学家、研究科学家彼得·詹尼斯肯斯。[8][2]
辐射点
亮度
r是象限仪座流星雨的一个重要参数。r所代表的就是同一流星群内火流星数目所占的比例，如果一个流星群的r值为3，那么某一星等的流星数量就是比它亮一个星等的流星的3倍。r值越小，火流星所占比例也就越金。绝大多数的流星群r值都在2.6以上，而象限仪座流星雨的仅为2.1。[19]
波动
象限仪座流星雨流量最不稳定，其ZHR值在60至200之间浮动很大。造成这个结果的主要原因还是和这个流星群很短的爆发时间有关。[19]调查了1864年到1953年的122个观测数据以后，确定流星群每小时流量为45颗。但是，这远不是一个一致的结果。象限仪座流星雨流量很不稳定，例如在1909年（ZHR=202颗）和1922年（ZHR=79颗）就有过强烈爆发，而在1901年（ZHR=17颗）、1927年（ZHR=20颗）和1940年（ZHR=21颗）流量很小。唯一确定的只有极大位置，黄经282.9度，但是需要强调的就是这只是目视观测的结果。1947年到1951年，J.Bank进行了无线电观测，确定极大黄经为282.5度，目视极大和无线电极大时间差异的原因可能是由于波恩廷-罗伯特森效应。也就是说，无线电极大比目视极大平均提前6.3小时。[22]象限仪座流星雨的最大值波动越来越大。英国流星协会的数据显示，1965年到1971年，流星雨最大值最大量达到190，最小只有65；1971年，日本流星监测中心的数据显示流星群的平均值为101.2。美国佛罗里达的N.Leod III从1960年到1974年一直观测象限仪座流星雨。他确定了流星平均星等2.81，以及火流星占5.6%。在此之前，最有威信的该类数据是R.M.Dole的，他在1930年确定火流星占5.0%。以后，还有英国皇家天文学会确定的火流星占7.4%。[20]
根据理论，象限仪流星群的一些变动可能是由于木星引起的。在每一次波动之间有11.86年的周期。不过，木星对流星群的影响还远不止这么多。木星牵扯流星群的轨道，使它后退，计算流星群轨道后退的速度为每世纪0.31度、0.41度、0.54度和0.6度。第一个对这个摄动做出研究的是S.E.Hamid和M.N.Youssef，他们在1963年把1954年以来拍摄的流星照片和木星在过去5000年间引起的摄动互相比较，结果发现5000年前母体的轨道夹角是72度，近日距是1AU，变成了夹角13度，近日距0.1AU了。至于为什么流星群分成了两块，他们也找到了答案。他们指出母体在5000年前、4000年前和1500年前都在很近的地方经过木星，结果轨道发生了很小的改变，并且随着时间的推移，这种改变的效应越来越明显。1963年底，Hamid和Whipple又进一步指出象限仪座流星雨和宝瓶座流星雨可能有一个共同的来源。因为在1300-1400年前，它们的轨道很相似。[20]
探索历史
| 时间 | 内容详情 |
|---|---|
| 1825年1月2日 | 意大利的A.Brucalssi第一个观测到象限仪座流星雨，他记录道“太空中有大量陨落的星星” |
| 1835年1月2日 | 瑞士的L.F.Wartmann同样记录到“太空中有大量陨落的星星” |
| 1838年1月2日 | 瑞士的M.Reynier同样记录到“太空中有大量陨落的星星” |
| 1839年 | 布鲁塞尔天文台的A.Quetelet和美国的E.C.Herrick都做出了独立的观测。第一个观测到“一月初流星群的活跃现象”，流星群被起名叫“象限仪流星雨”。象限仪座是19世纪初星图上的一个星座。它的位置在武仙座、牧夫座和天龙座之间 |
| 1863年 | 美国的S.Masterman取得了相关数据，他指出辐射点位于赤经238度，赤纬46度26分 |
| 1864年 | 英国的A.S.Herschel教授就观测到了不寻常的爆发，他在辐射点高度仅19度的时候每小时仍然看到60颗。J.P.M.Prentice就观测到了每小时131颗的流星雨。在1864年的流星群活动中，最早的观测数据在1863年12月28日，而最迟的是1864年1月7日。不过，流星群在1月3日到4日的爆发是很突然的 |
| 1930年 | 美国的R.M.Dole确定了象限仪流星雨的火流星占5.0%。以后，还有英国皇家天文学会确定的火流星占7.4% |
| 1864年到1953年 | 观测的122个观测数据确定流星群每小时流量为45颗。但是，这远不是一个一致的结果 |
| 1960年到1974年 | 美国佛罗里达的N.Leod III一直观测象限仪流星雨。他确定了流星平均星等2.81，以及火流星占5.6% |
| 1965年到1971年 | 英国的K.B.Hindley使用了使用了英国天文学会的观测数据，指出流星雨每小时流量达到最大流量一半以上的时候的时间还不到16小时。后来他又用了英国天文学会、英国流星观测组织和北美流星观测组织的数据，指出除了流星群极大当天以外，流星群的流量都在每小时10颗以下。1971年，Hindley用利物浦大学的IBM360/65计算机计算流星群的轨道，结果竟然发现流星辐射点的半径竟然有8 |
| 1971年 | Hindley用利物浦大学的IBM360/65计算机计算流星群的轨道，结果竟然发现流星辐射点的半径竟然有8度 |
| 1979年 | I.P.Williams，C.D.Murray和D.W.Hughes再次使用了Hamid-Youssef理论，不过他们用了一个流星暴雨模式和10个测试流星来推算轨道。他们确认了1500年前的流星群的情况，不过发现流星轨道不变这一事实只持续了3000年。他们说这个流星群的轨道将在未来的200-1000年内不与地球轨道重叠，并且地球轨道和流星群密集部分相遇的情况只能持续150-200年。他们还推测母体彗星可能由两颗组成，一颗已经存在1300年，另一颗可能存在了1690年 |
| 1985年 | K.Fox再次对象限仪座流星雨的轨道在过去和未来1000年的情况进行研究。他指出，流星群第一次活动是从八月份开始的，来自赤经341.1度，赤纬12.8度。他也同样得出1000年以后地球将不再穿过象限仪流星群轨道的结论 |
| 2005年 | 2005年1月3日，象限仪座流星雨达到极大，每小时大约有几十颗流星[23] |
| 2006年 | 2006年1月3日午夜至4日凌晨，象限仪座流星雨光临地球，每小时会有120颗左右的流星划过夜空[24] |
| 2007年 | 象限仪座流星雨在2006年底开始活跃，于2007年1月4日上午8时30分达到极盛，在理想夜空条件下，天顶每小时有120颗左右流星划过天际，极盛时间一般在两个小时以内[25] |
| 2008年 | 象限仪座流星雨的极大期发生在北京时间2008年1月4日14时40分左右[26] |
| 2009年 | 2009年1月3日21时左右，象限仪座流星雨达到极大[27] |
| 2010年 | 2010年1月4日凌晨3时左右，象限仪座流星雨达到极大，每小时有100颗左右流星划过夜空[28] |
| 2011年 | 2011年1月4日9时，象限仪座流星雨达到极大，每小时流量近30颗[29] |
| 2012年 | 2012年象限仪座流星雨的极大出现在北京时间1月4日15时左右，而中国的较佳观测时间为1月4日晚至5日凌晨。由于本次极大时间正值上弦月，前半夜月光会对观测产生严重影响，而后半夜辐射点升得较高时，月亮已经落下，观测条件变得非常理想[5] |
| 2013年 | 2013年1月3日晚上9点30分左右，象限仪座流星雨达到极大[30] |
| 2014年 | 2014年1月4日晨，象限仪座流星雨光临地球，极大时每小时有120颗左右的流星划过夜空[10] |
| 2015年 | 2015年1月4日，象限仪座流星雨达到极大。该流星雨极大时恰巧临近满月，月光对流星观测会有较大影响[31] |
| 2016年 | 2016年1月4日16点，象限仪座流星雨达到极大值，每小时120颗，后半夜会受到月光干扰[32] |
| 2017年 | 2017年1月3日22时左右，象限仪座流星雨迎来极大，在中国较佳观测时间为1月3日午夜至4日凌晨，而且可能会有暗流星较多的“次级大”出现。[33]象限仪流星雨适合北半球中高纬度地区观测。从新年之前的12月28日至次年的1月12日，都有可能看到该流星雨的群内流星，此时假定辐射点位于天顶的话，每小时的群内流星数目通常可达120颗左右[34] |
| 2018年 | 2018年1月4日，象限仪座流星雨达到极大，平均天顶流量每小时在100颗左右[35] |
| 2019年 | 2019年1月4日上午10时，象限仪座流星雨达到极大值，每小时有超过120颗的流星划过（ZHR~120）[36] |
| 2020年 | 2020年1月4日16时20分前后，象限仪座流星雨迎来极盛，每小时的天顶流量（ZHR）达到120颗，远大于多数流星雨。从2019年的12月28日至2020年的1月12日，都有可能看到该流星雨的群内流星[37][38] |
| 2021年 | 2021年1月3日22时30分前后，象限仪座流星雨迎来峰值，ZHR（极大时假设辐射点位于天顶的每小时流量）约为110颗。当晚22点之后，可以观赏这次象限仪流星雨的景观，整个过程持续大约4到6小时。不过，受当晚月光的干扰，实际能看到的流星数量可能会减少[11][12] |
| 2022年 | 2022年1月4日，象限仪座流星雨迎来极大，极大时ZHR（在理想观测条件下，辐射点位于头顶正上方时，每小时能看到的流星数量）可达120[7] |
| 2023年 | 2023年1月4日，象限仪座流星雨迎来极大，极大时ZHR可达110，r值2.1[6][13] |
| 2024年 | 2024年1月4日16时59分，象限仪座流星雨会迎来极大期，天顶每小时出现率（ZHR）在80左右，每小时可见15～20颗流星。象限仪座流星雨特色是常有明亮的火流星，且流星数量集中于极大期前后数小时内。辐射点位于牧夫座的头部上方，约于1月5日凌晨0时过后自东北方地平升起，上半夜（深夜23至24时月亮升起前）观赏条件较好，下半夜受月光影响，观测条件不佳[14][15] |
| 2025年 | 象限仪座流星雨于2025年1月3日23时迎来极大，ZHR接近100，不排除爆发的可能。实际上，象限仪座流星雨在新年到来之前就已经开始预热，它的活跃期通常为2024年的12月28日至次年的1月12日[16] |
| 2026年 | 2026年1月4日清晨5点左右，象限仪座流星雨迎来极大，最大天顶流量能到80，它极大的流量持续时间很短，大概几个小时[17] |
| 以上资料来源于：[22][20] | |
观测技巧
象限仪座流星雨的最佳观测区域为北半球（南纬51°以北的地区也可观测），观测时段为夜间至黎明前。观测时，请选择远离城市灯光与街灯的区域。同时，需提前做好御寒准备，可携带睡袋、毛毯或户外躺椅。观测时，平躺下来，双脚朝向东北方向，抬头仰望，尽量让视野覆盖整片天空。[2]观测时选择背向月球的方向，避免月光进入视线。[6]
参考资料 38
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- Quadrantids Meteor Shower — NASA
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- 2012年首场流星雨今夜登场 — 中国日报
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注释
- 截至2020年12月25日