ZHR: почему метеоров всегда меньше, чем обещали

первые шаги метеоры засветка звездные величины
ZHR: почему метеоров меньше, чем обещали
ZHR: почему метеоров меньше, чем обещали. Схема: Skymart

В прогнозе на метеорный поток Геминиды стоит «ZHR 150». Вы выходите на балкон в ночь максимума, стоите целый час – и насчитываете восемь метеоров. Первая мысль – прогноз ошибся или поток «не удался». Ни то ни другое: 150 и 8 – оба верные числа, просто они отвечают на разные вопросы.

Что такое ZHR простыми словами

ZHR (Zenithal Hourly Rate, по-русски – зенитное часовое число) – это сколько метеоров потока увидел бы за час один наблюдатель в идеальных условиях: радиант потока прямо над головой, небо настолько темное, что видны звезды до 6,5m, облаков и препятствий нет, весь небосвод открыт. Таких условий на практике не бывает, поэтому реальное число всегда меньше. За городом при хорошем небе вы увидите примерно половину от ZHR, в Москве – обычно одну десятую или меньше.

ZHR – мера мощности самого потока, а не прогноз для вашего двора. Оно позволяет сравнивать потоки между собой и разные годы одного потока: Геминиды со 150 сильнее Персеид со 100 независимо от того, кто и откуда на них смотрит.

ZHR метеорного потока: как высота радианта над горизонтом меняет число видимых метеоров
Чем ниже радиант, тем меньше метеоров потока попадает в видимую часть неба. Схема: Skymart

Как считается, сколько метеоров вы увидите

Реальное число метеоров в час (N) получается из ZHR тремя поправками:

N = ZHR × sin h ÷ (F × r^(6,5 − Lm))

Разберем каждый множитель.

Высота радианта: sin h

Радиант – точка неба, из которой как будто вылетают все метеоры потока. Это эффект перспективы: частицы летят параллельно, как снежинки в свете фар. Когда радиант в зените, метеоры разлетаются по всему небу. Когда он низко, часть потока «бьет» в Землю под горизонтом, и над вами пролетает меньше метеоров.

Поправка – синус высоты радианта h над горизонтом:

Высота радианта sin h Из ZHR 100 останется
90° (зенит) 1,00 100
60° 0,87 87
45° 0,71 71
30° 0,50 50
20° 0,34 34
10° 0,17 17

Радиант на высоте 30° над горизонтом сразу отнимает половину метеоров. Радиант под горизонтом – ноль: поток в этот час для вас не существует, даже если максимум приходится именно на него.

Засветка и предельная величина: r^(6,5 − Lm)

Lm – предельная звездная величина: блеск самых слабых звезд, которые вы видите глазом. Подробно о шкале – в статье о звездной величине, о том, почему в городе она хуже, – в материале о засветке неба.

Метеоров слабого блеска в потоке много больше, чем ярких. Насколько больше, показывает популяционный индекс r: при r = 2,5 метеоров каждой следующей, на одну звездную величину более слабой ступени в 2,5 раза больше. Если засветка «съела» одну звездную величину, вы теряете не одну ступень, а все слабые метеоры сразу:

Предельная величина неба Множитель при r = 2,0 Множитель при r = 2,5 Остается от ZHR при r = 2,5
6,5m (идеальное небо) 1 1 100%
6,0m (хороший загород) 1,4 1,6 63%
5,5m (загород) 2 2,5 40%
5,0m (пригород) 2,8 4,0 25%
4,5m (город) 4 6,3 16%
4,0m (центр города) 5,7 9,9 10%

Это главная причина разочарований: из города вы видите только яркие метеоры, а их в любом потоке меньшинство.

Популяционный индекс r у каждого потока свой, обычно в интервале от 2 до 3. Чем r больше, тем сильнее поток страдает от засветки: у Геминид (r ≈ 2,6) много слабых метеоров, и в городе от них остается меньшая доля, чем от Квадрантид (r ≈ 2,1).

Как узнать предельную величину своего неба

Формула работает, только если вы знаете свое Lm, а не берете его из справочника. Проще всего определить его по Малой Медведице: в средней полосе она никогда не заходит и видна в любую ночь года.

Звезда ковша Малой Медведицы Блеск
Полярная (α, конец ручки) 2,0m
Кохаб (β, ковш) 2,1m
Феркад (γ, ковш) 3,0m
ε (ручка) 4,2m
ζ (ковш) 4,3m
δ (ручка) 4,4m
η (ковш) 5,0m

Найдите самую слабую из этих звезд, которую видите. Смотрите чуть в сторону от нее – боковое зрение чувствительнее, – но не напрягайте глаза. Видны только Полярная, Кохаб и Феркад – ваше небо около 3m, вы увидите лишь самые яркие метеоры. Видны все семь – небо 5m или лучше.

Дымка, подсветка облаков, восходящая Луна меняют Lm в течение ночи, а вместе с ним и число видимых метеоров.

Карта созвездия Малой Медведицы с подписанными звездными величинами
Карта созвездия Малой Медведицы с подписанными звездными величинами. Схема: Skymart, по данным Yale Bright Star Catalogue.

Закрытое небо: F

Степень открытости неба (F) считается по следующей формуле:

F = 1 ÷ (1 − k)

Здесь k – доля неба, которую закрывают облака, дома или деревья. Закрыта половина неба – F = 2, метеоров вдвое меньше. С балкона, где видна треть неба, F = 3.

Пример: Геминиды с городского балкона

ZHR 150, r = 2,6. Около двух часов ночи радиант в Москве поднимается примерно на 60°: sin h = 0,87. Предельная величина над городом 4,5m: множитель 2,6² ≈ 6,8. Балкон закрывает половину неба: F = 2.

N = 150 × 0,87 ÷ (2 × 6,8) ≈ 10 метеоров в час.

Те же Геминиды при темном небе (6,0m) и открытом горизонте: 150 × 0,87 ÷ 1,6 ≈ 80 метеоров в час, то есть больше одного в минуту. Разница в восемь раз – из-за неба, а не из-за потока.

Сколько метеоров в час можно увидеть в городе и за городом

Расчет для максимумов главных потоков, широта Москвы, весь небосвод открыт. ZHR и r – средние многолетние значения Международной метеорной организации (IMO); в конкретный год активность бывает и выше, и ниже.

Поток ZHR r Высота радианта Темный загород 6,0m Загород 5,5m Город 4,5m Центр 4,0m
Квадрантиды (январь) 80 2,1 60° 48 33 16 11
Персеиды (август) 100 2,2 60° 58 39 18 12
Ориониды (октябрь) 20 2,5 40° 8 5 2 1
Леониды (ноябрь) 15 2,5 50° 7 5 2 1
Геминиды (декабрь) 150 2,6 60° 81 50 19 12

Если часть неба закрыта, делите число из таблицы на F: с балкона, где видна половина неба, – пополам.

Что из этого следует на практике:

  • Из города наблюдать имеет смысл только Геминиды, Персеиды и Квадрантиды. 10–20 метеоров в час – это один в три-шесть минут, и это можно заметить. Ориониды и Леониды из города дают 1–2 метеора в час, они теряются среди случайных.
  • Слабые потоки – наблюдать только за городом. Даже там Леониды в обычный год – 5–7 метеоров в час, это не «дождь».
  • Случайные метеоры летят всегда. На темном загородном небе их около 5–10 в час без всякого потока. Поток с ZHR 5 на этом фоне почти не заметен; отличить метеор потока можно только по направлению – его след продолжается назад к радианту.
  • Луна работает как засветка. Полная Луна высоко в небе делает загородное небо похожим на пригородное, и число метеоров падает в два-три раза. Фазу Луны на дату максимума смотрите в обзоре конкретного потока, например «Леониды 2026».
Метеоры Геминид в городе и за городом: сколько видно при разной засветке
Геминиды в максимуме, 10 минут наблюдения глазом: Москва (небо до 4,0m) и загород (до 6,0m). Расчет для ZHR 150 и радианта на высоте 60°, звезды по каталогу HYG, положение метеоров условное. Схема: Skymart

Что такое метеорный шторм

Метеорный шторм – поток с ZHR от 1000 и выше. Это не ежегодное явление, а редкие встречи Земли с плотным свежим шлейфом кометы. Самые известные штормы давали Леониды: в 1966 году – десятки тысяч метеоров в час на коротком пике, в 2001–2002 годах – порядка нескольких тысяч. Даже шторм подчиняется той же формуле: из засвеченного города при ZHR 2000 вы увидите около 200 метеоров в час – много, но опять же в десять раз меньше прогноза.

Типичные ошибки

  1. Выйти вечером, когда радиант еще под горизонтом. Радиант Леонид в средней полосе поднимается около полуночи, Персеид и Квадрантид – выше всего под утро. Есть и вторая причина: после полуночи вы находитесь на той стороне Земли, которая смотрит вперед по ходу ее движения по орбите, и Земля «набегает» на частицы, как лобовое стекло на снег. Лучшие часы для большинства потоков – с полуночи до рассвета. Исключение – Геминиды: их радиант высоко уже к 22–23 часам.

  2. Смотреть прямо на радиант. Метеоры вблизи радианта летят почти на вас и оставляют короткие черточки, их легко пропустить. Смотрите на участок неба не ниже 50° над горизонтом и в стороне от радианта, так, чтобы дома и деревья закрывали не больше пятой части поля зрения. Метеор потока узнается по направлению: если мысленно продолжить его след назад, он упрется в радиант.

  3. Смотреть в бинокль или телескоп. Метеор появляется в случайном месте неба. Поле зрения бинокля – 5–7°, телескопа – меньше градуса, и вероятность поймать метеор в таком поле близка к нулю. Звездопад смотрят глазом, охватывая взглядом как можно больше неба.

  4. Считать первые 15 минут и умножать на четыре. Глаз привыкает к темноте 20–30 минут, и первые четверть часа вы видите только самые яркие метеоры. Каждый взгляд в экран телефона сбрасывает адаптацию.

  5. Ждать ZHR в любую ночь потока. ZHR – значение в максимуме. За сутки до пика и через сутки после активность у большинства потоков падает в разы. У Квадрантид пик длится всего несколько часов.

Краткие выводы

  • ZHR – число метеоров в час для идеального неба (6,5m), радианта в зените и полностью открытого горизонта. Это характеристика потока, а не прогноз для наблюдателя.

  • Реальное число метеоров: N = ZHR × sin h ÷ (F × r^(6,5 − Lm)). Свою предельную величину Lm можно определить по звездам Малой Медведицы.

  • За городом при хорошем небе видно около половины ZHR, в Москве – около одной десятой.

  • Из города имеет смысл наблюдать только сильные потоки с ZHR от 80: Геминиды, Персеиды, Квадрантиды.

  • Смотреть надо после 20–30 минут адаптации к темноте, не ниже 50° над горизонтом и когда радиант высоко над горизонтом.

Часто задаваемые вопросы

Чем ZHR отличается от HR?

HR (Hourly Rate) – сколько метеоров наблюдатель действительно насчитал за час. ZHR – то же число, пересчитанное на идеальные условия: радиант в зените, небо 6,5m, открытый горизонт. Наблюдатели присылают HR, по ним вычисляют ZHR, и только после этого результаты разных людей можно сравнивать.

Какой метеорный поток самый сильный?

В обычные годы – Геминиды в середине декабря, ZHR около 150. За ними Квадрантиды в начале января и Персеиды в августе, ZHR около 80–100. Персеиды популярнее из-за теплых ночей, но по мощности уступают Геминидам.

Почему ZHR одного потока в разные годы разный?

Шлейф частиц вдоль орбиты кометы неоднороден: в одни годы Земля проходит через более плотные участки, в другие – через разреженные. Поэтому в справочниках дают среднее значение, а в прогнозе на конкретный год оно может быть и выше, и ниже.

Влияет ли Луна на число метеоров?

Да, так же как городская засветка: лунный свет ухудшает предельную величину неба. Полная Луна высоко над горизонтом снижает число видимых метеоров за городом в два-три раза. В городе, где небо и так светлое, разница меньше.

Можно ли самому посчитать ZHR?

Да, отметьте время начала, считайте метеоры потока и случайные отдельно, раз в час записывайте видимую предельную величину по звездам Малой Медведицы и долю закрытого неба. Блеск метеоров оценивайте сравнением со знакомыми звездами: Капелла – 0m, Регул – 1,5m, Полярная – 2m. Перерывы и время на записи вычитайте из часа. По этим данным ZHR считается по формуле из статьи, а результаты наблюдений принимает Международная метеорная организация (IMO).