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Leonids 1998 / Leoniden 1998

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Contents:
General information on the Leonids
Leonids 1998 and 1999
AKM expedition to Mongolia
How the Earth passes the stream
First results from Mongolia
Inhalt:
Allgemeines zu den Leoniden
Leoniden 1998 und 1999
Mögliche Effekte der Leoniden
AKM Expedition in die Mongolei
Passage der Erde durch den Strom
Prognosen der Aktivität
Beobachtungen von Europa
Erste Ergebnisse aus der Mongolei
Info: Leoniden 1999
Info: Leoniden 2000


Leoniden-Sturm über Nordamerika am 12./13. November 1833. Die "verbogenen Spuren" beziehen sich auf die Meteorschweife, die ihre Gestalt durch Winde in der Hochatmosphäre rasch verändern.
Leonid meteor storm on November 12/13, 1833 over North America. The funny trails refer to the shapes of persistent meteor trains which are rapidly disturbed by high atmosphere winds.
Leoniden 1966 - der letzte große Auftritt des Stromes. Visuelle Spitzenwerte: 40 Leoniden pro Sekunde. Das Foto von A.S. Murrell am New Mexico State University Observatory wurde etwa 10 Minuten belichtet.
The last great appearance of the Leonids in 1966. Visual observers reported up to 4o meteors per second. This photographic image was exposed for about 10 minutes (A.S. Murrell, New Mexico State University Observatory.



Leonids and satellites (press release from CRESTech) / Leoniden gefährden Satelliten (CRESTech Presseerklärung)

`last' prediction / letzte Prognose (von Peter Brown, University of Western Ontario; 5. November 1998)



Informationen in deutscher Sprache

General Information

The Leonids are famous for the large meteor displays which accompany the return to perihelion of the parent comet, 55P/Tempel-Tuttle, every 33 years. The meteor storms are among the strongest recorded (Kresak, 1993). Indeed, almost half of all meteor storms reported during the last 1000 years are associated with the Leonids (Beech et al., 1995).
The particle density of the Leonids is highly variable along the cometary orbit. Hence the rates vary considerably from year to year near the comet's perihelion passages. Recent numerical modelling of the stream has explained some of the more basic features of the Leonids (cf. Wu and Williams, 1993; Brown and Jones, 1996).
The study of such meteoroid streams is also important from a practical standpoint, in view of the suggestion that satellites orbiting the Earth could
be at risk from Leonid storms in 1998 and 1999.
On April 27-28, 1998 a conference about the possible threat caused by the expected Leonid storms in 1998 and 1999 took place in Manhattan Beach, CA, USA. Some statements and papers are given here.
A more recent summary is published by Ron Cowen of ScienceNewsOnline.

Leonids 1998 and 1999

In 1998 and 1999, the
Leonids are expected to produce great meteor showers. Peak rates may reach `storm levels', i.e. about 10000 per hour.
The 1988 peak time is expected to be 1998 Nov 17, 20h UT. At this time, the radiant is well below horizon in Europe. In order to obtain optical data of the 1998 peak, it is necessary to be at a far eastern position. The optimum geographic longitude is about 120o East. Further east the twilight may interfere with the activity maximum. Currently we are preparing an expedition to Mongolia.
Observations will include visual observations (like in 1966), photographic and video observations. Repeating the 1966 type of observations together with the video recordings may also help to calibrate the 1966 data - despite a lot of problems which are to be expected.
The Leonid return in 1998 and 1999 will probably be a challenge to visual meteor observers. In fact it will be quite difficult to obtain reliable activity data from visual counts. It is still not yet clear how to judge about the 1966 visual counts. A calibration of those data by imitating the 1966 method may provide us with more reliable ZHRs of the last Leonid return as well. Their method then was simply "estimate the number of meteors visible when looking at the sky for one second". This method can be simulated by the Meteor storm simulation software written by Sirko Molau, based on an idea of Hartwig Lüthen.

The 1999 Leonid peak on November 18, 02h UT can be observed from European locations, but the usual weather pattern will probably require an expedition as well.

In the last years, the general activity level of the Leonids already increased. In 1996, a first sign of a short-lived peak mainly consisting of faint meteors was detected. The 1997 data suggest a further increase of the rates, although the quality of the visual data is poor due to severe moonlight interference.

The German text below also describes the planned expedition of the AKM to Mongolia. Our observing program includes video, photographic, and visual observations. The entire expedition lasts 2 weeks around the maximum.

Perhaps it is also possible to observe the glow of the Leonid meteoroid cloud.

Current weather in Ulan Bator
Satellite image of Asia
Forecast map for Asia
Staellite images of Asia: Infrared and Visual. (Check for the latest images and for the local time of the day.)

Hints for the observation of the Leonids 1998.

Astronomical conditions on Nov. 17,1998, 20:00 UT for some Asian locations

SiteLongit. oELatit. oNLeonids h(Rad) [o]Sun below horizon [o]
Russia . . . .
Irkutsk 104 5240-40
Chita 113 5046-35
Blagovescensk 127 5053-27
Mongolia . . . .
Ulaan Baatar 107 4843-40
Choibalsan 114 4847-35
Saijnshand 110 4446-39
Mörön100 4938-44
China . . . .
Erenhot 112 4347-37
Hailar 119 4950-32
Quiquihar 124 4754-39
Harbin 127 4656-27


Weather data of some cities for November

SiteLongit. oELatit. oNElevation a.s.l. [m] Average Temp. [oC]Days with fog Days with precip. >=0.1mm Days with clouds >=80%Average wind [m/s]
Russia ........
Irkutsk 104.2 52.2 485 -13128132.3
Chita 113.2 51.0 685 -13 53 51.6
Blagovescensk 127.3 50.2 137 -10 13(0)3.6
Jakutsk 129.4 62.1 103 -28 57121.9
Mongolia ........
Mörön100.1 49.41288 -10 -1 - -
Ulan Baatar 106.6 47.61338 -15 -2 - -
Choibalsan 114.3 48.0 756 -10 -2 - -
Saijnshand 110.1 44.5 963 -7 -4 - -
China ........
Erenhot 112.0 43.4 966 -5 -1 - -
Hailar 119.4 49.1 611 -10 -4 - -
Quiquihar 123.6 47.2 148 -5 -1 - -
Harbin 126.6 45.8 143 -7 16 35.2

AKM Leonid Expedition 1998 "ALEX 98"

Status of the AKM-Leonid expedition 1998:
What kind of observations are useful - also from European sites?


Leonid Links

  • Leonid '98 Outburst page
  • Meteor Storm Hazard - Risk Assessment
  • Leonid links of the IMO web page


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    Position der Erdbahn beim Durchgang durch die Bahnebene des Kometen 55P/Tempel-Tuttle. Je näher die Erde dem Zentrum kam, umso dichter waren die Schauer. Nach dieser Grafik könnte die Rate etwa der im November 1866 nahekommen... Wenn man aber den Punkt für 1965 ansieht, ist klar, daß es noch viele Unsicherheiten gibt.
    (From Joe Rao's paper in Sky & Telescope 1998)

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    View of the Earth as seen by a Leonid particle a few hours before burning in the atmosphere at the maximum of the activity in 1998 and 1999.
    So sieht ein Leoniden-Teilchen die Erde zur Zeit des erwarteten Maximums der Aktivität kurz vor dem Aufglühen.
    (From Joe Rao's paper in Sky & Telescope 1998)

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    Leoniden: Allgemeine Informationen

    Die Leoniden sind für ihre im Abstand von 33 Jahren auftretenden großen Meteorregen bekannt. Die nächsten derartigen Ereignisse werden 1998 und 1999 erwartet. In den Jahren seit 1994 gab es bereits einen Anstieg der maximalen Leoniden-Raten. Auch die Position der Maxima fällt mit der erwarteten Lage des neuen Peaks zusammen. Da auch der Ursprungskomet 55P/Tempel-Tuttle wiederentdeckt wurde und `exakt auf Kurs' ist, sind die Erwartungen für den November 1998 recht hoch.

    Leoniden 1998

    Der berechnete Maximums-Zeitpunkt für 1998 ist der 17. November, 20 Uhr UT. Zu dieser Zeit befindet sich der Radiant in Europa noch unter dem Horizont - mit anderen Worten: Der Beobachter befindet sich auf der "Rückseite" der Erde bezüglich des Durchganges durch den Meteorstrom. Frühestens eine Stunde vor Mitternacht kann in Mitteleuropa mit dem Beobachten begonnen werden. Bei tiefem Radiantenstand werden aber nur wenige Meteore tatsächlich sichtbar. (Als Beispiel: h(Rad)=10o -> etwa 15% der Rate beobachtbar.) Um optische Beobachtungen unter günstigen Bedingungen durchführen zu können, muß ein Ort weit östlich von hier aufgesucht werden.
    Dabei findet man ein Optimum des Beobachtungsfensters (nutzbare Zeit vor und nach dem erwarteten Maximumszeitpunkt) bei etwa 120o östlicher Länge.


    Beobachtbare Raten bei LM=6.5m für jeden Ort um 03:30 Ortszeit unter der Annahme, daß die Maximalrate den Wert von 10000 erreicht.
    (Aus dem
    Beitrag von Arlt, Molau und Currie in WGN.)

    Die geografische Breite spielt ebenso eine Rolle: Mitte November hat die Sonne bereits eine südliche Deklination (-17o). D.h., die Tageslänge ist im Norden kürzer als an weiter südlich gelegenen Orten. Mit anderen Worten: Auf dem gleichen Längengrad ist die Nacht an den südlicheren Orten eher zu Ende, weiter im Norden bleibt es länger dunkel. Der Radiant der Leoniden (mit +22o relativ weit nördlich) erscheint dagegen in nördlicheren Breiten eher. Allerdings steigt er nicht so steil empor wiean den südlichen Orten.
    An einem Ort bei etwa 120o östlicher Länge und etwa unserer Breite (um 50o) befindet sich der Radiant zum Zeitpunkt des erwarteten Maximums bereits hoch über dem Horizont.
    Weiter östlich (z.B. Japan) beginnt nicht allzu lange nach dem berechneten Maximum die Morgendämmerung. Weiter westlich könnte bei einem etwas früheren Maximumszeitpunkt der Radiant noch zu tief am Horizont stehen. (Siehe dazu den Beitrag von Arlt, Molau und Currie in WGN).
    Um bei einer nicht auszuschließenden Verschiebung des Maximums nicht leer auszugehen, haben wir einen Ort gewählt, der in beiden Richtungen etwas `Reserve' läßt. Wir favorisieren die Mongolei und bereiten eine entsprechende Expedition vor (siehe weiter unten).
    Schwerpunkte werden optische Beobachtungen sein, die sowohl visuell (nach den gleichen Methoden wie 1966) als auch fotografisch und per Video erfolgen. Dabei sollten die Video-Daten eine zuverlässige Aussage über die tatsächliche Meteorzahl (und damit Teilchendichte) liefern. Sie sind somit der Referenz-Datensatz für weitere Auswertungen. Durch die parallel dazu nach dem alten Verfahren vorgesehenen visuellen Beobachtungen könnte es auch möglich sein, die 1966er Daten nachträglich zu kalibrieren - mit gewissen Einschränkungen natürlich. Erste Tests mit Simulationen von hohen Meteorraten auf dem PC lieferten recht interessante Ergebnisse. Dazu wurde von Sirko Molau ein Meteorsturm-Programm - ursprünglich von Hartwig Lüthen - entwickelt, das eine Reihe von Tests erlaubt. Zumindest scheint es danach in vernünftigem Maße möglich, Raten von einigen bis einigen -zig Meteoren pro Sekunde zu schätzen. Interessanterweise werden die Raten eher unter- als überschätzt
    Neben den eigentlichen Reisevorbereitungen bestehen die Hauptprobleme in der Präparation der Technik und natürlich der Teilnehmer auf die zu erwartenden tiefen Temperaturen. Statistisch gesehen ist es im Zielgebiet meist wolkenarm und die nächtlichen Temperaturen können Mitte November durchaus unter -20oC sinken. Ebenfalls im Mittel ist es windschwach.
    Kältetests konnten im Oktober 1998 unter Laborbedingungen durchgeführt werden. Mirko Nitschke testete verschiedene 240er Videobänder und fand: durchweg erfreuliche Ergebnisse. Im Test waren:
    BASF PHG 240
    FUJI SHG 240
    SONY Premium E 240
    TDK HS 240
    Diese wurden in einer Universalprüfmaschine auf Temperaturen zwischen +20 und -20 Grad gebracht und bis zum Zerreißen auf Zug belastet. Gemessen wurden Bruchspannung und Bruchdehnung.
    1) Die Werte für die Bruchspannung wie auch für die Bruchdehnung bei Raumtemperatur differierten fuer die verschiedenen Bänder um nicht mehr als 30 Prozent.
    2) Die Bruchspannung stieg für alle Baender mit fallender Temperatur um ca. 20 Prozent an! Sowas wird bei Polymeren desöfteren beobachtet.
    3) Die Bruchdehnung fiel für alle Bänder mit fallender Temperatur um ca. 15 Prozent ab.
    Fazit: Im betrachteten Temperaturbereich zeigte keines der untersuchten Baender anwendungsrelevante Einschränkungen der mechanischen Festigkeit.
    Inzwischen wurden durch ein freundliches Angebot der Potsdamer Firma TOSS zwei unserer Videorecorder in einer Kätekammer bis unter -20oC gestestet. Sowohl ein freistehendes Gerät wie auch der eingepackte Recorder überstanden den Test sehr gut. Während der gesamten Zeit war die Funktionstüchtigkeit in Ordnung. Die Geräte produzieren sogar ausreichend Betriebstemperatur, daß das eingepackte Gerät innen frostfrei blieb.

    Leoniden 1999

    Der Zeitpunkt des 1999er Maximums liegt für die europäischen Beobachter weit günstiger: 18.11.1999, 02h UT. Da braucht man dann `nur noch' klaren Himmel. Martin Beech hat die Zeiten der Peaks aus der Vergangenheit und die Erwartungen für die kommenden Jahre zusammengestellt.

    Mögliche Auswirkungen des dichten Leonidenstromes

    Am 27. und 28. April 1998 fand in Manhattan Beach, CA, USA, eine
    Konferenz zum Thema "Gefahren für Satelliten durch die Leonidenstürme" statt. Während bei dem außerordentlich dichten Teilchenstrom der Leoniden 1966 nur wenige Satelliten im Orbit waren, sind jetzt über 500 z.T. komplizierte und große Satelliten im Einsatz. Da die Leoniden-Teilchen mit 71 km/s in Erdnähe gelangen, können selbst verhätnismäßig kleine Partikel Schäden verursachen. Allerdings werden die Effekte weniger in Form von "Löchern" durch direkte Treffer erwartet, als vielmehr durch die Ausbildung eines Plasmas in der unmittelbaren Umgebung der Satelliten. Eine Aufladung könnte für den Ausfall empfindlicher elektronischer Komponenten sorgen. Vorsichtshalber werden die Kontrollzentren der Satellitenbetreiber besetzt sein, um kurzfristig aufgrund aktueller Daten Lageänderungen oder Abschaltungen vorzunehmen.
    Bereits bei den Perseiden 1993 war der Start eines Shuttle vorsichtshalber verschoben worden. Der Ausfall eines Olympus-Satelliten im August 1993 - genau beim Durchgang der Erde durch die Bahnebene des Kometen 109P/Swift-Tuttle - stellte sich ebenfalls als Störung der Elektronik heraus. Dieser Satellit war gerade zuvor wieder reaktiviert worden.
    Übrigens ist die SOHO Sonnenforschungssonde hochgradig gefährdet. Es ergeben sich ziemliche Parallelen zum eben erwähnten Olympus. SOHO ist ebenso fast verloren gewesen und konnte schrittweise wieder aktiviert werden. SOHO befindet sich im Bereich des sogenannten L1-Librationspunktes, etwa 1.26 Millionen Kilometer innerhalb der Erdbahn. Die Bahn des Kometen 55P/Tempel-Tuttle verläuft aber gerade 1.20 Millionen Kilometer innerhalb der Erdbahn. Dadurch wird die SOHO-Sonde durch den dichtesten Abschnitt des Leoniden-Teilchenstromes hindurchgehen und für einige Stunden einem besonders hohen Risiko ausgesetzt sein.


    AKM-Leoniden Expedition 1998 "ALEX 98"

    Absprachen zum Programm wurden auf den AKM-Seminaren 1997 und 1998 getroffen. Aktueller Stand:

    Erwartungen für die Leoniden 1998 und 1999

    Der geringste Abstand der Bahnen von Erde und 55P/Tempel-Tuttle beträgt gegenwärtig rund 1.2x106km, etwa wie im Jahre 1866, als die Rate Spitzenwerte der Größenordnung 10000 Meteore pro Stunde erreichte. In der zurückliegenden Zeit wurden mehrere Versuche unternommen, die Aktivität bei den kommenden Ereignissen vorherzusagen. Die Autoren kommen zu folgenden Ergebnissen:
    Astronomische Bedingungen am 17.11.1998, 20:00 UT für einige Orte in Asien

    OrtLänge oEBreite oNLeoniden h(Rad) [o]Sonne unter Horizont [o]
    Rußland . . . .
    Irkutsk 104 5240-40
    Chita 113 5046-35
    Blagovescensk 127 5053-27
    Mongolei . . . .
    Mörön100 4938-44
    Ulaan Baatar 107 4843-40
    Choibalsan 114 4847-35
    Saijnshand 110 4446-39
    China . . . .
    Erenhot 112 4347-37
    Hailar 119 4950-32
    Quiquihar 124 4754-39
    Harbin 127 4656-27


    Wetterdaten einiger ausgewählter Orte für den Monat November

    OrtLänge oEBreite oNHöhe ü. NN [m] mittl. Temp. [oC]Nebel- tageTage m. Nied. >=0.1mm Tage m. Bewölkg. >=80%mittl. Wind [m/s]
    Rußland ........
    Irkutsk 104.2 52.2 485 -13128132.3
    Chita 113.2 51.0 685 -13 53 51.6
    Blagovescensk 127.3 50.2 137 -10 13(0)3.6
    Jakutsk 129.4 62.1 103 -28 57121.9
    Mongolei ........
    Mörön100.1 49.41288 -10 -1 - -
    Ulan Baatar 106.6 47.61338 -15 -2 - -
    Saijnshand 110.1 44.5 963 -7 -4 - -
    Choibalsan 114.3 48.0 756 -10 -2 - -
    China ........
    Erenhot 112.0 43.4 966 -5 -1 - -
    Hailar 119.4 49.1 611 -10 -4 - -
    Quiquihar 123.6 47.2 148 -5 -1 - -
    Harbin 126.6 45.8 143 -7 16 35.2

    Welche Beobachtungen lohnen sich - auch von Europa aus?


    Notwendige Vorbereitungen


    Hinweise zur Beobachtung der Leoniden, insbesondere bei stark erhöhter Aktivität (in Englisch).



    Aktuelles Wetter in Ulan Bator
    Satellitenbild Asien mit Mongolei
    Vorhersagekarte Asien
    Satellitenbilder von Asien: Infrarot und Visuell. (Jeweils letztes Bild auswälen und Tageszeit beachten.)
    Wetter in der Mongolei





    Leoniden-Links

  • Leonid '98 Outburst page
  • Meteor Storm Hazard - Risk Assessment
  • Leoniden Links der IMO-WebSeite


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