◎本刊綜合
一提到流星雨,你最先想到的是什么?是滿天星光閃亮的絕美景象,還是低頭許愿的浪漫場(chǎng)景?其實(shí),流星雨每年都會(huì)上演,只是忙于生活和學(xué)習(xí)的我們很少關(guān)注。2022年,天空又將上演幾場(chǎng)精彩的流星雨,感興趣的你可別錯(cuò)過啦。
在觀賞流星雨之前,我們有必要對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的了解。你知道流星雨是怎么出現(xiàn)的嗎?其他星球也有流星雨嗎?流星雨對(duì)人類活動(dòng)有哪些影響?想知道這些問題的答案,我們得先從流星說起。
流星是指運(yùn)行在星際空間的流星體接近地球時(shí)被地球引力吸引,在高速穿越地球大氣層時(shí)發(fā)生電子躍遷所產(chǎn)生的光跡。大部分流星體在落到地面之前便會(huì)消耗殆盡,少部分則會(huì)掉在地面上,被稱為隕石。
這些流星體是飄蕩在地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道附近的各種塵埃和固體塊,很多比沙粒還要小,它們大多來自彗星。
圖1 美麗的流星雨(圖/賀磊 攝)
彗星主要由冰和塵埃等組成,當(dāng)其圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí),受溫度和太陽(yáng)風(fēng)的影響,會(huì)不斷蒸發(fā)、拋出自身攜帶的塵埃顆粒,這些顆粒散落在彗星運(yùn)行軌道上,形成一個(gè)塵埃環(huán)。當(dāng)?shù)厍虼┻^彗星軌道時(shí),其引力便會(huì)把散落的塵埃吸入地球大氣層,形成流星雨。地球因?yàn)楣D(zhuǎn),每隔一年便會(huì)與彗星軌道相遇一次,因此流星雨在每年大約相同的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。
當(dāng)流星雨出現(xiàn)時(shí),若你細(xì)心觀察便會(huì)發(fā)現(xiàn),幾乎所有流星都是從天空中某個(gè)特定的點(diǎn)發(fā)射出來的,這個(gè)點(diǎn)被稱為流星雨的輻射點(diǎn)。通常輻射點(diǎn)位于哪個(gè)星座,該場(chǎng)流星雨就以哪個(gè)星座命名。
我國(guó)是最早在文獻(xiàn)中記錄流星雨的國(guó)家。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的史書《竹書紀(jì)年》明確記載了3000多年前夏朝的一次流星雨事件:“夏帝癸十五年,夜中星隕如雨?!薄蹲髠鳌分幸灿涊d了發(fā)生在公元前687年的一場(chǎng)流星雨,這是世界上最早的關(guān)于天琴座流星雨的記錄。
現(xiàn)代人看到流星會(huì)馬上想到許愿,但在我國(guó)古代,不同的流星有著不同的意義,且大多與不好的事情有關(guān)。
《隋書?天文志》中對(duì)流星這樣闡釋:流星是上天的使者,大流星帶來大使命,小流星帶來小使命。由上往下降的叫流星,由下往上升的叫飛星,比較大的流星叫奔星。流星飛行的速度與災(zāi)禍來臨的快慢相關(guān):飛得快,災(zāi)禍就來得快;飛得慢,災(zāi)禍就來得慢。
盡管全球每年會(huì)發(fā)生40多次可觀測(cè)到的流星雨,但對(duì)于普通的天文愛好者們來說,規(guī)模較大、亮度較高的流星雨只有幾場(chǎng),如獅子座流星雨、獵戶座流星雨、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,它們分別是象限儀座流星雨、英仙座流星雨、雙子座流星雨。
象限儀座最初由法國(guó)天文學(xué)家拉郎德于1795年創(chuàng)立,其位置大致在武仙座、牧夫座和天龍座之間。1922年,象限儀座被國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)從星空中排除,但“象限儀”這個(gè)名字卻被保留下來。
象限儀座流星雨的活動(dòng)日期為每年的1月1日到5日,原名天龍座流星雨,為了避免與10月份出現(xiàn)的天龍座流星雨(原名“十月天龍座流星雨”)混淆,所以采用一個(gè)廢棄了的星座命名。這也是唯一一個(gè)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日這段時(shí)間出現(xiàn),它不但數(shù)量多,而且?guī)缀鯊膩頉]有缺席過夏季星空,是最適合非專業(yè)人士觀測(cè)的流星雨。
圖2 奧地利小鎮(zhèn)的星空和英仙座流星雨(長(zhǎng)時(shí)間曝光照片)(圖/新華社 歐新 攝)
英仙座流星雨的母天體是斯威夫特·塔特爾彗星。1992年,該彗星通過近日點(diǎn)附近,使英仙座流星雨大放異彩,流星數(shù)目達(dá)到每小時(shí)400顆以上。
雙子座流星雨大多由明亮的、速度中等的流星組成。它的特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),一般會(huì)在每年12月4日至17日光臨地球,很適合觀測(cè)。
19世紀(jì)中葉,雙子座流星雨開始被人們注意,有趣的是,盡管它每年基本上都會(huì)按時(shí)爆發(fā),但天文工作者和愛好者卻并未精確地觀測(cè)出其來源。目前,科學(xué)界流行的說法是,雙子座流星雨的母天體為一顆近地小行星“法厄同”,而非彗星。
人們對(duì)流星雨充滿各種想象的同時(shí)也有很多疑問??纯匆韵逻@些問題,你是否都知道答案?
人們?nèi)庋劭吹降牧餍怯甏蠖嗍前咨?,但用專業(yè)設(shè)備拍攝的流星雨則是五顏六色的。
科學(xué)家通過對(duì)流星光譜進(jìn)行分析得知,流星體的主要成分可能為鈣、鎂、鈉、鐵等元素。其中,在快速飛行的流星中,常出現(xiàn)含鈣元素的紫色光、含鎂元素的藍(lán)綠色光和含鈉元素的橘黃色光,而在慢速飛行的流星中,則常出現(xiàn)含鐵元素的黃色光。
人們通常無法聽見流星雨降落時(shí)發(fā)出的聲音。對(duì)于非常亮的流星,如火流星,曾經(jīng)有人聲稱聽到過聲音,這些聲音主要集中在低頻波段。
白天也有流星雨。六分儀座流星雨就發(fā)生在白天,于每年9月27日左右達(dá)到峰值。只不過白天光線過于強(qiáng)烈,人們通常無法看到。如今,科學(xué)家借助流星雷達(dá)等設(shè)備,已經(jīng)可以研究白天出現(xiàn)的流星雨。
圖3 美國(guó)國(guó)家航空航天局全天空火球網(wǎng)捕獲到的白日流星(圖/NASA)
除了地球,太陽(yáng)系其他星球也會(huì)出現(xiàn)流星雨,例如月球和火星,但它們的流星雨與地球的不同。
在月球上,因?yàn)闆]有大氣層,所以流星無法與空氣摩擦而燒毀,而是一個(gè)個(gè)直接砸向月面,在月球表面爆炸并出現(xiàn)閃光。如果月球恰巧經(jīng)過稠密的彗星塵埃帶時(shí),從地球上看,月面某一區(qū)域內(nèi)會(huì)頻繁出現(xiàn)閃光,這便是月球上的流星雨。
而在大氣稀薄的火星上,也能看到一場(chǎng)場(chǎng)絕美的流星雨。美國(guó)天文學(xué)家保羅?威瑟斯通過分析“火星全球探勘者號(hào)”和“火星快車”軌道器的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)了其中約150個(gè)流星活動(dòng)的確鑿證據(jù)。
圖4 火星上的托廷隕石坑(圖/CNET網(wǎng))
雖然人們對(duì)流星雨心懷期待,但它們也會(huì)給人類活動(dòng)造成不良影響。
一是損壞航天器。20世紀(jì)90年代,英仙座流星雨就曾毀壞過歐洲航天局的一顆衛(wèi)星。二是流星體墜落或許會(huì)擊中人或物品。三是大量的流星雨降落地球大氣層會(huì)造成地球表面通信設(shè)備短暫失靈,甚至電力受損。
日本ALE公司曾在2019年先后發(fā)射了兩顆衛(wèi)星,準(zhǔn)備于2020年在首都東京上演人造流星雨秀。他們讓衛(wèi)星攜帶由特殊材料制成的“流星體”,將其放入特定軌道后,在特定的時(shí)間將“流星體”釋放到太空中,就能形成流星雨。
可惜的是,第一顆用于測(cè)試的實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星沒有降低到適合產(chǎn)生流星雨的高度,第二顆衛(wèi)星的“流星體”加載輔助裝置無法正常工作,導(dǎo)致人造流星雨計(jì)劃失敗。
流星雨通常沒有想象中的壯觀,這讓很多觀星者大失所望。但歷史上曾發(fā)生過幾次較大的流星雨。
1833年11月13日晚上,美國(guó)波士頓市民驚愕地看到在獅子座附近的天空中,成千上萬顆流星如煙花般綻放,有人估計(jì)當(dāng)時(shí)每小時(shí)有超過15萬顆流星落下!
圖5 展現(xiàn)1833年獅子座流星雨盛況的繪畫作品(圖/Adolf Vollmy)
最近的一次獅子座流星雨大爆發(fā)發(fā)生在2001年,在極大值時(shí)每小時(shí)可以看到1000多顆流星。
上述這樣壯觀的流星雨可遇而不可求,一生難見一次。在一般情況下,如果你想更好地觀賞到流星雨,需要提前做一些準(zhǔn)備。
由于城市燈光很亮,光污染嚴(yán)重,因此在城市樓頂或其他高處較難觀測(cè)到一閃而過的流星。天空黑暗的程度直接決定了星空的絢麗程度,只有四周沒有亮光的地方才適合觀星。
觀測(cè)流星雨還需了解相關(guān)星座的方位。只有掌握了星座方位,才能順利找到流星雨的輻射點(diǎn)。例如,天龍座流星雨所屬的星座出現(xiàn)在北極星偏西,因此,當(dāng)流星雨到來時(shí),我們朝著這個(gè)方向觀測(cè)即可。
此外,也要掌握流星雨出現(xiàn)的時(shí)間。星座何時(shí)從地平線升起,何時(shí)到達(dá)最佳高度,是否會(huì)受月光的干擾等對(duì)觀測(cè)也有著重要影響。
由于流星雨轉(zhuǎn)瞬即逝,且大部分亮度較低,因此對(duì)于普通人來說,想要順利捕捉流星劃破夜空的景象很困難。可利用單反相機(jī)長(zhǎng)時(shí)間曝光不間斷地拍攝,這樣既可以完整記錄流星軌跡,又不至于記錄其他星星的位移。