利用ASMODEUS(全天候流星光学探测效率模拟器)模拟流星

1999年狮子座流星雨爆发

1999年狮子座流星雨的爆发,从38000英尺的狮子座多仪器飞机运动。天文学家已经开发了一个流星模拟工具来帮助评估选择偏差和评估流星雨的数量。图片来源:NASA/Ames研究中心/ISAS/Shinsuke Abe和Hajime Yano

流星是一种岩石或金属体,从太空高速进入地球大气层(或其他行星的大气层)后燃烧;大多数在飞行过程中幸存下来并降落在地面上的陨石被称为陨石。

流星的大小和组成各不相同,陨石几乎可以在任何时间任何地点降落。此外,个别事件不会重复。因此,流星天文学家必须依靠对现有观测数据的精确测量或对大数据集的统计处理来制定预测和理论。然而,目前最好的模型在关键变量上缺乏严格的约束,比如轨迹的亮度和物体动能损失。

对流星科学进行实验也被考虑过,但这是出了名的困难。发射人造物体,将其加速到每小时数千英里的速度,重现流星进入大气层时的各种情况,然后观察消融过程是困难而昂贵的。

非洲金融共同体天文学家彼得·维尔斯和他的同事们已经开发出了一种具有成本效益的中间解决方案:通过计算机模拟,基于运动方程、烧蚀和光度模型创建虚拟流星,这些模型的结果可以被检验。该团队开发的工具套件被称为ASMODEUS(全天流星光学探测效率模拟器),它强调对大型流星数据集的统计处理,而不是对单个流星的精确计算。

以前曾进行过几次这样的模拟尝试,但都没有一个包含足够的大气模型,也没有一个目标是直接将结果数据与观测数据进行比较。新代码包括地球及其大气参数、流星物质属性、轨道方程(包括重力和阻力)以及烧蚀和亮度;最重要的是,模拟考虑了虚拟观察者的位置。

在1万颗模拟流星中,“检测到”了1354颗。其中包括最亮的那些,而其他的(特别是经过地平线附近的那些)不太可能被看到;并与观测结果进行了比较。

科学家们正在继续改进代码,包括更先进的流星体动力学和解决流星碎片的脆弱成分。同时,ASMODEUS可以用来评估地面观测系统的选择偏差,帮助评估流星雨的数量和种群特征。

参考:“魔王”流星仿真工具”马丁·巴拉žJuraj托斯彼得·维尔š和罗伯特•Jedicke 4 2020年6月,行星与空间科学
DOI: 10.1016 / j.pss.2020.104937

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