地球在绕日公转时，会穿过许多密集、变化多端而混乱的流星群。一个自动摄像机群正在对它们展开前所未有的监测。 巡视夜空近两个世纪以来，利用自动监控摄像机，天文学家正在第一次有目的地大规模记录流星雨。此前，目视观测者通过目测和手绘来发现、监测和记录流星雨。照相和雷达虽也曾发挥过作用，但都有一定的局限性。现在，有了低光度摄像机网络和精密的数据处理程序，我们得以绘制出前所未有的流星群分布图，并由此发现了二十多个新的流星雨，其中一些的规模还并不小！有许多天文爱好者也参与了这项工作，但我们还需要更多的帮助。
到目前为止，天文界公认的流星雨仅仅有64个。我们希望在今年8月北京召开的第28届国际天文联合会（IAU）大会之上，大大扩展这份名单。
这些进展都是非常新的成果。我们的“全天流星监测摄像机群”（Cameras for Allsky Meteor Surveillance，CAMS）计划最早是在2010年10月上线的。在仅仅一年里，它就识别出了一些新的流星雨，同时也确认了许多有疑问的流星雨。我们希望这些成果能够在北京IAU大会上得到正式认可。
小撞击暴露大天体
无论其大小，每一个流星雨都是非常重要的。地球在公转中会经过一些稀疏的尘埃带，其中的尘埃团小如芝麻粒，大如鹅卵石，问或还夹杂着一些岩石块。它们是从山丘大小的彗星、少数是从小行星上剥落下来的。当地球穿过这种尘埃带时，就会发生流星雨。这些碎屑流与其母体有着相似的轨道，所以即使小的流星雨也可能暴露出一颗可能撞击地球的彗星的存在。即使这些有潜在危险的天体尚未被发现，流星雨也可以彰显其存在。流星雨还可以告诉我们其母体是由什么组成的，近期是怎样运动的，被太阳加热时如何抛射出物质微粒，以及何时发生了大规模破裂。
如果可以识别出流星雨的母体，我们就能确定它们在每一次裂解时是如何运动的，裂解后的密集碎屑如何受到引力摄动，并据此计算出太空中流星群的外形和大小。最近，对近地天体的搜索工作第一次识别出了大量流星雨的母体。
流星群在千万年里不断地扩展分裂，产生了大量随机分布的零散流星体，它们会出其不意地撞击航天器，并形成了黄道带上的巨大尘埃云。
绘制流星雨年表
每年12月的第一周是流星观测的黄金周。最新的CAMS数据表明这一周里至少有14场重要的流星雨，每一场都有独特的辐射方向、速度、持续时间（表明了碎屑流的宽度）和活动特征。虽然过去多年中我曾花费了无数个夜晚，手执纸笔，斜躺在躺椅上仔细观察天空，但其中仍有5场是我初次相识。
前人曾以上述方式发现了很多流星雨。自19世纪60年代起，目视观测者们在星图上画出流星的轨迹，找出了流星雨的辐射点，从而绘制出了流星雨的星图。辐射点就是从很远的地方观察流星雨时，看到的流星雨到来的方向，而不是它们进入大气层后最后一两秒的位置。流星群中的微粒基本上都是平行运动的，就像是照片上看到的向远方延伸的铁轨一样，看起来都是从一个透视点发出的。
从上世纪30年代起，天文学家们就不再仅仅依靠星空中的二维路径来辨认流星雨了，他们借助于相机网络进行三角测量，从而得出流星雨的实际三维路径。这些相机之间相距40至100千米。沿着流星雨在大气层中的轨迹反向延长，就可以测出之前流星体在太阳系中的轨道。但是摄影胶卷和底片的敏感度不高，所以并没有测出多少流星体的轨道。仅仅基于这种计算出的两三条流星雨轨道具有的相似性，就报道了很多新发现的流星雨，这当然很有启发意义，但从统计学上说可靠性不够。
在上世纪40年代，当雷达技术第一次用于为流星计数，并且能粗略测量它们在大气中的轨迹时，流星雨的列表上又增加了新的成员。记录昼间流星雨时用的就是这个方法。在从前，陨石学家很少将自己的研究结果与其他人的相比对，所以很多流星雨同时有好几个名字。直到2006年，国际天文联合会才解决了这个问题，他们制定了流星雨的命名规则，还成立了一个专门负责流星雨命名的工作组，委任我为主席。
我们用流星雨辐射点的星座，或是距离辐射点最近的亮星为已获正式认定的流星雨命名。在此命名法中，恒星拉丁语名所有格的词尾须改为“—id”。例如，当地球在5月份初穿过哈雷彗星的流星群时，可以看到流星雨从η Aquarii（水瓶座η）附近辐射出来，所以我们为其命名为η Aquariids（水瓶座η流星雨）。为防止混淆，我们工作组拥有优先命名权。一旦某个流星雨的真实性获得了确认，就会被赋予唯一的正式名称。
波兰波兹南的流星数据中心维护着一份流星雨工作表，它可以帮助我们追踪近期文献中已知的和未定的流星雨。新发现的流星雨必须首先与这个表进行比对，然后指定唯一的名称和由三个字母组成的编码。
截至今年6月，这张列表中已有385个流星雨。在2009年巴西里约热内卢的国际天文联合会大会上，其中的64个得到了确认，并被赋予了正式名称，但仍有300多个等待确认。
CAMS计划
CAMS计划诞生于我的一次失败经历。当时，我想在我的2006年的新书《流星雨及其母彗星》中列出所有已知的流星雨。但根据当时的文献，除了少数几个主要流星雨，其它的根本无法指出哪些是真实的。
从2008年中期开始，NASA的行星天文学项目开始支持CAMS计划，力图从众多不确定的流星雨中找出真身。要处理三个不同站点的60台摄像机的数据必须发展一些必要的技术，这花去了几年的工夫。这个系统首次工作是在2010年10月，去年5月份所有拍摄站全部开始工作。
我们在NASA艾姆斯研究中心附近的地外文明搜索（SETI）研究所进行数据分析。10位业余天文爱好者为数据分析提供支持，并负责运行分布于旧金山湾地区的各拍摄站。第一个拍摄站是位于加利福尼亚州Gilroy地区南部的弗里蒙特峰（Fremont Peak）天文台，由弗里蒙特峰天文台协会（FPOA）的爱好者负责运行；第二个在Sunnyvale地区的一座私宅里，由Jim Albers负责；第三个位于利克天文台，由该台的天文学家Bryant Grigsby负责。 具体地说，我们要怎么做呢？每一个拍摄站都安装了20台时刻监视天空的Watec Wat—902H2 Ultimate型监控摄像机。如果给它们装上12毫米物镜，就可以拍摄到最暗5.4等的暗弱天体。每台摄像机可以观测20°×30°的天区，这样20台摄像机就可以覆盖地平高度30°以上的全部天区。
这个计划的核心在于软件。它必须能从视频记录中探测到流星，并根据不同观测站的数据进行三角计算，最终得出流星在大气中的三维轨迹以及之前的太空轨道。这个软件的主要设计者是弗吉尼亚州Sterling地区的Pete Gural，他是一位检测算法专家兼业余天文学家。
如果你想要加入这项计划，我们也设计了一些工具，可以把你的摄像机变成CAMS的拍摄站。这项工作由FPOA的Dave Samuel协调。
在晴好的夜晚，每台摄像机每晚可以产生1GB数据。而相关的软件可以检查有流星的片段，并保存含有移动物体的仅长8秒的片段。这意味着每台摄像机每晚会收集到200MB数据。
在SETI研究所，我收集60台摄像机的数据并进行处理。我通过一个软件工具将每台摄像机的视场加在恒星背景中，另一个软件则可以提取与流星轨迹和速度有关的数据。接着再用软件找出流星之间的一致性：每颗流星至少会被两个站点拍摄到。我要仔细地检查每次一致的特征，以排除飞鸟、蝙蝠、云朵、飞机和软件无法滤掉的其它假流星体。最终，我得到一张较为可信的列表，包括所有流星的轨迹和轨道信息，还有光变曲线。
大多数全天流星监测网络都致力于捕捉很可能落地的火流星。它们每晚仅仅能记录下寥寥几次可以算出准确轨道的流星。而CAMS计划的目的就是大幅度增加捕获的目标。
我们探测到的大多数流星都在+1等至+3等之间，与目视观测者看到的大致相同。当所有摄像机都正常工作时，在晴夜可以确认100到300个流星轨道。到目前，我们已经获得了47000多个流星轨道。
在日本，由东京的Touru Kanamori领导的SonotaCo联合会进行着与CAMS类似的工作，但CAMS在每个晴朗夜晚获得的流星轨道数和他们在三年中获得的一样多。SonotaCo的工作始于2007年，目前仍在进行，他们的目标是在将来获取更多的流星轨道。他们的网络由25位业余爱好者组成，使用100台摄像机，在约90°的视场里进行记录，其极限星等稍高于CAMS。由于我们使用的是小视场、高空间分辨率的摄像机，所以CAMS测量轨道的精度是SonotaCo的两倍。
已确认的流星雨
SonotaCo和CAMS共同描绘了一幅更胜以往的流星雨图景，让我们知道了在一年中哪一场流星雨最为活跃，以及它们是如何年复一年地变化的。
为了展示这64个已获正式确认的流星雨，我综合了SonotaCo和CAMS的数据，制作了15张星图，每张都有数天的时间跨度。本文只展示了其中一部分，在skypub.com/cams网页上有所有的星图。图上每个彩色点都代表了一颗流星计算好的辐射点。颜色代表流星的抵达速度，紫色最慢，而红色最快。一组同色的点就代表了一个流星雨，通常附有三个字母组成的编码。从图中可以辨认出一些以前并不确定，但在CAMS数据里很清楚的流星雨，我们希望它们很快就能贴上“已确认”的标签。
CAMS也找出了许多不为人知的流星雨，其中一些的数据非常可靠，足以让它们立即成为“已确认的流星雨”。例如，2011年2月4日，有六颗流星在一个高度集中的辐射点出现，而这个辐射点前几年并不在那个位置。我们现在称它为2月天龙座η流星雨。它的出现是因为地球短暂进入了以前未知的一颗长周期彗星的碎片流中，这些碎片正处在绕日公转的第一周中。由于这些碎片全部是这颗彗星上次回归时脱落的，所以辐射点非常集中。这个碎片流是彗星存在的第一项证据，而公转第一圈的碎片击中地球也暗示了这颗彗星可能会撞上地球。
此外，在为这篇文章归纳CAMS的数据时，我还发现了一个来自木族彗星（远日距与木星轨道相近的彗星——译者注）的低速流星雨（16.7千米/秒），它于12月上旬从仙后座辐射出来。据我所知，以前没有人知道它。它已被命名为“12月仙后座φ流星雨”（编码为DPC）。
尽管目前CAMS和SonotaCo一共测量了超过100000个流星轨道，但天空中的取样点仍十分稀疏。CAMS的单夜流星图十分密集，这说明有一些未被认出的流星雨就隐藏在地球附近，CAMS的数据还有待于进一步改进。在接下来的两年里，我们希望CAMS可以让这些流星雨引起关注。
我们也希望读者们愿意建立个人CAMS拍摄站，以形成覆盖范围更广阔的监测网络，并帮助我们确保继续进行夜空的摄像监测。虽然这些有趣的流星雨只能在夜空里昙花一现，但相信在将来，我们会有更惊奇的发现。
——译自《天空与望远镜》（2012年9月号）
（责任编辑：吴蕴豪）
