◎本刊综合
一提到流星雨,你最先想到的是什么?是满天星光闪亮的绝美景象,还是低头许愿的浪漫场景?其实,流星雨每年都会上演,只是忙于生活和学习的我们很少关注。2022年,天空又将上演几场精彩的流星雨,感兴趣的你可别错过啦。
在观赏流星雨之前,我们有必要对其进行简单的了解。你知道流星雨是怎么出现的吗?其他星球也有流星雨吗?流星雨对人类活动有哪些影响?想知道这些问题的答案,我们得先从流星说起。
流星是指运行在星际空间的流星体接近地球时被地球引力吸引,在高速穿越地球大气层时发生电子跃迁所产生的光迹。大部分流星体在落到地面之前便会消耗殆尽,少部分则会掉在地面上,被称为陨石。
这些流星体是飘荡在地球绕太阳公转轨道附近的各种尘埃和固体块,很多比沙粒还要小,它们大多来自彗星。
图1 美丽的流星雨(图/贺磊 摄)
彗星主要由冰和尘埃等组成,当其围绕太阳运动时,受温度和太阳风的影响,会不断蒸发、抛出自身携带的尘埃颗粒,这些颗粒散落在彗星运行轨道上,形成一个尘埃环。当地球穿过彗星轨道时,其引力便会把散落的尘埃吸入地球大气层,形成流星雨。地球因为公转,每隔一年便会与彗星轨道相遇一次,因此流星雨在每年大约相同的时间段内发生。
当流星雨出现时,若你细心观察便会发现,几乎所有流星都是从天空中某个特定的点发射出来的,这个点被称为流星雨的辐射点。通常辐射点位于哪个星座,该场流星雨就以哪个星座命名。
我国是最早在文献中记录流星雨的国家。春秋战国时期的史书《竹书纪年》明确记载了3000多年前夏朝的一次流星雨事件:“夏帝癸十五年,夜中星陨如雨。”《左传》中也记载了发生在公元前687年的一场流星雨,这是世界上最早的关于天琴座流星雨的记录。
现代人看到流星会马上想到许愿,但在我国古代,不同的流星有着不同的意义,且大多与不好的事情有关。
《隋书•天文志》中对流星这样阐释:流星是上天的使者,大流星带来大使命,小流星带来小使命。由上往下降的叫流星,由下往上升的叫飞星,比较大的流星叫奔星。流星飞行的速度与灾祸来临的快慢相关:飞得快,灾祸就来得快;飞得慢,灾祸就来得慢。
尽管全球每年会发生40多次可观测到的流星雨,但对于普通的天文爱好者们来说,规模较大、亮度较高的流星雨只有几场,如狮子座流星雨、猎户座流星雨、金牛座流星雨等。而在北半球上空上演的主要有三大流星雨,它们分别是象限仪座流星雨、英仙座流星雨、双子座流星雨。
象限仪座最初由法国天文学家拉郎德于1795年创立,其位置大致在武仙座、牧夫座和天龙座之间。1922年,象限仪座被国际天文联合会从星空中排除,但“象限仪”这个名字却被保留下来。
象限仪座流星雨的活动日期为每年的1月1日到5日,原名天龙座流星雨,为了避免与10月份出现的天龙座流星雨(原名“十月天龙座流星雨”)混淆,所以采用一个废弃了的星座命名。这也是唯一一个用不存在的星座命名的流星雨。
英仙座流星雨每年固定在7月17日到8月24日这段时间出现,它不但数量多,而且几乎从来没有缺席过夏季星空,是最适合非专业人士观测的流星雨。
图2 奥地利小镇的星空和英仙座流星雨(长时间曝光照片)(图/新华社 欧新 摄)
英仙座流星雨的母天体是斯威夫特·塔特尔彗星。1992年,该彗星通过近日点附近,使英仙座流星雨大放异彩,流星数目达到每小时400颗以上。
双子座流星雨大多由明亮的、速度中等的流星组成。它的特点是持续时间长,一般会在每年12月4日至17日光临地球,很适合观测。
19世纪中叶,双子座流星雨开始被人们注意,有趣的是,尽管它每年基本上都会按时爆发,但天文工作者和爱好者却并未精确地观测出其来源。目前,科学界流行的说法是,双子座流星雨的母天体为一颗近地小行星“法厄同”,而非彗星。
人们对流星雨充满各种想象的同时也有很多疑问。看看以下这些问题,你是否都知道答案?
人们肉眼看到的流星雨大多是白色的,但用专业设备拍摄的流星雨则是五颜六色的。
科学家通过对流星光谱进行分析得知,流星体的主要成分可能为钙、镁、钠、铁等元素。其中,在快速飞行的流星中,常出现含钙元素的紫色光、含镁元素的蓝绿色光和含钠元素的橘黄色光,而在慢速飞行的流星中,则常出现含铁元素的黄色光。
人们通常无法听见流星雨降落时发出的声音。对于非常亮的流星,如火流星,曾经有人声称听到过声音,这些声音主要集中在低频波段。
白天也有流星雨。六分仪座流星雨就发生在白天,于每年9月27日左右达到峰值。只不过白天光线过于强烈,人们通常无法看到。如今,科学家借助流星雷达等设备,已经可以研究白天出现的流星雨。
图3 美国国家航空航天局全天空火球网捕获到的白日流星(图/NASA)
除了地球,太阳系其他星球也会出现流星雨,例如月球和火星,但它们的流星雨与地球的不同。
在月球上,因为没有大气层,所以流星无法与空气摩擦而烧毁,而是一个个直接砸向月面,在月球表面爆炸并出现闪光。如果月球恰巧经过稠密的彗星尘埃带时,从地球上看,月面某一区域内会频繁出现闪光,这便是月球上的流星雨。
而在大气稀薄的火星上,也能看到一场场绝美的流星雨。美国天文学家保罗•威瑟斯通过分析“火星全球探勘者号”和“火星快车”轨道器的数据,发现了其中约150个流星活动的确凿证据。
图4 火星上的托廷陨石坑(图/CNET网)
虽然人们对流星雨心怀期待,但它们也会给人类活动造成不良影响。
一是损坏航天器。20世纪90年代,英仙座流星雨就曾毁坏过欧洲航天局的一颗卫星。二是流星体坠落或许会击中人或物品。三是大量的流星雨降落地球大气层会造成地球表面通信设备短暂失灵,甚至电力受损。
日本ALE公司曾在2019年先后发射了两颗卫星,准备于2020年在首都东京上演人造流星雨秀。他们让卫星携带由特殊材料制成的“流星体”,将其放入特定轨道后,在特定的时间将“流星体”释放到太空中,就能形成流星雨。
可惜的是,第一颗用于测试的实验卫星没有降低到适合产生流星雨的高度,第二颗卫星的“流星体”加载辅助装置无法正常工作,导致人造流星雨计划失败。
流星雨通常没有想象中的壮观,这让很多观星者大失所望。但历史上曾发生过几次较大的流星雨。
1833年11月13日晚上,美国波士顿市民惊愕地看到在狮子座附近的天空中,成千上万颗流星如烟花般绽放,有人估计当时每小时有超过15万颗流星落下!
图5 展现1833年狮子座流星雨盛况的绘画作品(图/Adolf Vollmy)
最近的一次狮子座流星雨大爆发发生在2001年,在极大值时每小时可以看到1000多颗流星。
上述这样壮观的流星雨可遇而不可求,一生难见一次。在一般情况下,如果你想更好地观赏到流星雨,需要提前做一些准备。
由于城市灯光很亮,光污染严重,因此在城市楼顶或其他高处较难观测到一闪而过的流星。天空黑暗的程度直接决定了星空的绚丽程度,只有四周没有亮光的地方才适合观星。
观测流星雨还需了解相关星座的方位。只有掌握了星座方位,才能顺利找到流星雨的辐射点。例如,天龙座流星雨所属的星座出现在北极星偏西,因此,当流星雨到来时,我们朝着这个方向观测即可。
此外,也要掌握流星雨出现的时间。星座何时从地平线升起,何时到达最佳高度,是否会受月光的干扰等对观测也有着重要影响。
由于流星雨转瞬即逝,且大部分亮度较低,因此对于普通人来说,想要顺利捕捉流星划破夜空的景象很困难。可利用单反相机长时间曝光不间断地拍摄,这样既可以完整记录流星轨迹,又不至于记录其他星星的位移。