为什么有些流星雨如此难以预测 _流星雨

长周期彗星撒切尔的流星体流（白线）。每个流星体都在自己的轨道上移动，并在从北方接近地球轨道（蓝线）后撞击地球时产生了一颗天琴座流星雨。橙色的线是木星的轨道。地球上基于视频的流星观测图像，显示在https://meteorshowers.org.来源：meteorshowers.org
据SETI研究所：为什么彗星和它们的流星体流会在地球轨道内外交织，它们的轨道会随着时间的推移而分散？在《伊卡洛斯》杂志上发表的一篇论文中，SETI研究所的两名研究人员表明，这不是由于行星的随机引力，而是由于它们受到移动太阳的冲击。
主要作者、SETI研究所科学家斯图尔特·皮洛兹说：“与普遍看法相反，太阳系中的一切都不围绕太阳运行。” 。“相反，太阳和行星都围绕着它们共同的质心运行，科学家们称之为太阳系重心。”
太阳系重心是希腊神阿特拉斯保持手指平衡太阳和行星质量的众所周知的点。所有的行星都围绕这个重心旋转，但太阳也是如此。
Pilorz说：“通常当我们建立数值模型时，出于方便，我们会把太阳放在中心，因为它是太阳系中质量最大的天体，它简化了相对论方程。”
研究小组发现，这种观点可能不是理解长周期彗星轨道演化背后的物理过程的最佳方式。这些行星绕太阳运行的轨道需要200多年的时间。
Pilorz说：“长周期彗星在其生命的大部分时间里都远离太阳系，以至于它们会感受到重心的拉扯。” 。“但每隔几百年，它们就会俯冲到木星的轨道内，受到太阳的影响。”
在靠近太阳的地方，彗星会释放出被称为流星体的粒子。这些流星体会随着彗星一起移动，但有些会在较短的轨道上运行并提前返回，有些则会延迟返回，从而形成流星体流。当它们最初形成时，这些溪流非常稀薄，撞击地球的可能性很低。
SETI研究所和美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的流星天文学家、合著者彼得·詹尼斯肯斯说：“早在1995年，我们的领域还处于起步阶段，许多人认为预测这些流何时会在地球上引发流星雨和预测天气一样困难。” 。
Jenniskens注意到，随着太阳围绕太阳系重心的摆动，这些溪流在地球轨道上穿梭。他预测，当木星和土星回到轨道上的某些位置时，流星雨将会再次出现。
詹尼斯肯斯说：“我们前往西班牙，试图记录其中一场阵雨，并看到了过去所说的‘星星在午夜落下’ 。” 。“整个流星雨只持续了40分钟，但高峰期每分钟都有一颗明亮的流星。”
这一预测是基于太阳的摆动主要反映了木星和土星这两颗质量最大的行星在其轨道上的运动。摆动很?。?几乎不在太阳本身之外，但足以在12年（木星轨道）和30年（土星轨道）内移动太阳的位置和速度，大致形成60年的模式。
詹尼斯肯斯说：“我们以前能够在计算机模型中表明，这些流确实会在地球的轨道上徘徊，并遵循太阳的摆动，但我们不知道为什么。”

示意图显示了当彗星首先围绕太阳系的重心（*）移动，然后在木星轨道内围绕太阳中心（•）移动时，彗星轨道的倾角是如何变化的。透视是从远处，在彗星轨道的平面上，而为了清楚起见，重心和太阳中心之间的距离被夸大了。来源：seti.org
在这项新发表的研究中，Jenniskens与Pilorz合作，研究了长周期彗星的流星体流如何随着时间的推移而分散，以了解如何最好地利用碎屑痕迹来寻找它们的母彗星。
Pilorz说：“这项研究的一个主要结果只是注意到，如果我们跟踪太阳围绕质心运动的事实，我们会发现，实际上导致彗星和流星体分散的大部分原因是，当它们靠近太阳时，它们都会受到运动太阳的引力增强或制动，这与我们利用行星相遇来加速或减速航天器的方式完全相同。”
重力增强或制动的现象通常被比作网球从移动的火车的前部或后部反弹。
Pilorz指出：“但火车必须行驶才能正常工作。” 。“在我们的情况下，如果我们考虑太阳固定在中心，我们看不到这就是正在发生的一切。”
研究人员注意到，在木星轨道内，流星体从围绕质心移动转变为围绕太阳中心移动。
Pilorz说：“我们发现，当太阳在彗星靠近时控制了轨道，然后当彗星离开时将控制权交还给重心时，这两个跳跃在运动平面上，将轨道的倾斜和节点踢了一小部分。” 。“同样，如果我们考虑太阳固定在中心，这种变化的原因并不明显。”
流中不同位置的流星体在不同的时间遇到太阳，因此随着时间的推移，它们会受到不同的冲击，流会交织和分散。随机性主要是由于每个流星体遇到太阳时，太阳在其围绕质心的轨道上的位置和速度。
Pilorz补充道：“这就是一个人的观点很重要的地方。” 。“我们习惯于告诉自己，彗星的运动是由于行星的一系列复杂扰动而随机变化的。这并没有错，但如果我们回忆起太阳也绕着质心运行，解释就会简单得多。”
公平地说，行星对太阳运动的决定与行星对它们运动的决定一样重要。然而，要知道长周期彗星流分散的速度有多快，不需要这种舞蹈的细节。
Pilorz说：“仍然需要考虑行星力，以提供导致进动的系统扭矩。” 。“这主要发生在流星体位于木星和土星轨道之间的时候。”
根据测量的流星雨分散，该团队计算了200多个长周期彗星流星体流的年龄，这些流星体流发表在Jenniskens的最新著作《地球流星雨图集》中。