出品:科普中國
作者:韓曉紅 云朝昂(中國科學院新疆天文臺)
監(jiān)制:中國科普博覽
流星
初秋寒夜銀河靜,
星斗漫天無月晴。
忽見一刀天破處,
墜落凡間不知名。
2024年8月12日21時至13日0時,作為北半球三大流星雨(象限儀座流星雨、雙子座流星雨)之一的英仙座流星雨達到極大值,每小時流量可達100顆。當晚,隨著月球從西邊落下,流星雨觀測迎來了極佳時間,位于中國科學院新疆天文臺奇臺觀測站的天文愛好者們紛紛眼望星空,共同欣賞這一天文盛景。
圖1 2024年8月12日凌晨,新疆天文臺奇臺觀測站拍攝到的英仙座流星雨
(圖片來源:自己拍攝)
一、何為流星、流星雨?
在地球大氣層外圍存在著由巖石、冰塊等組成的星際物質,當它們與地球迎面相遇時,速度相當高,可達70km/s,就算它們趕上地球而進入大氣,其相對速度也可達10km/s,是子彈出膛速度的10倍以上,足以與大氣分子、原子碰撞、摩擦而燃燒發(fā)光,肉眼看到便視為流星。
大部分流星體在進入大氣層后都氣化殆盡,只有少數(shù)大而結構堅實的流星體才能因燃燒未盡而有剩余固體物質降落到地面,這就是隕星。
據(jù)觀測資料估算,每年降落到地球上的流星體,包括汽化物質和微隕星,總質量約有50噸之巨! 那么這是否會使地球不斷變"胖"呢?其實,地球質量約為6×10^21噸,因此流星體下落使地球"體重"在50億年時間內增加的總量約為3.3×10^17噸,或者說使地球質量增加了兩萬分之一,相當于體重200斤的人增加了0.01 斤。可見每年降落到地球上的流星體對于地球來說,其實是微不足道!
圖2 流星體進入地球大氣層
(圖片來源:veer圖庫)
流星有偶發(fā)流星、火流星、流星雨幾種,像下雨一樣密集出現(xiàn)的流星稱為流星雨。一般流星雨都會集中在某一時間段產生,在這一時間段產生的流星雨看起來像是從空中的某一固定點中輻射出來,這一點稱為輻射點,流星雨的命名也與輻射點方向上的星座有關。
二、英仙座流星雨輻射點
在觀測英仙座流星雨期間,如果您足夠細心就可以發(fā)現(xiàn),將看到的所有流星反向溯源,它們的交匯點似乎都在英仙座著名的“雙星團(NGC869、NGC884)”附近,這也是該流星雨以這個英雄星座命名的原因。
圖3 英仙座流星雨輻射點
(圖片來源:科學傳播中心杜界雅自制)
當然,這場流星雨的輻射點與英仙座雙星團的恒星之間并沒有任何關聯(lián),英仙座恒星距離地球都很遙遠,如雙星團距離我們約7000光年,而英仙座的這些流星只是在地表上方100公里處開始燃燒的流星體。
在中國科學院新疆天文臺奇臺觀測站,2024年8月12日晚英仙座雙星團從西北方地平線升起的時間大約是在晚上10:40左右,因流星數(shù)量最多的時段總是在輻射點升起之后,所以在奇臺站英仙座流星雨最佳觀賞時間就是在臨近午夜到拂曉之間。在黎明到來之前,當輻射點上升到中天時,可以欣賞到數(shù)量最多的流星。
然而流星本身會出現(xiàn)在天空的任何地方,并不局限于輻射點附近,所以觀星時其實整片天空都是閃爍的。
三、英仙座流星雨的“源頭”
流星雨源自于彗星(見圖4),彗星是亮度和形狀會隨日距改變而變化的繞日運動天體。其遠離太陽時彗星尾巴變短,當靠近太陽時尾巴變成呈云霧狀的獨特外貌,彗星拖著的尾巴在經過地球軌道時會遺留部分物質,隨著地球繞太陽公轉,當大量的彗星遺留物進入地球引力范圍時,便會與地球大氣摩擦生熱,視覺上看來像是天空下起了星星雨,這便是流星雨形成的原因。
圖4 地球軌道和彗星軌道示意圖(流星雨產生原理)
(圖片來源:科學傳播中心杜界雅自制)
英仙座流星雨的形成源自于一顆名叫“斯威夫特-塔特爾”的彗星,該彗星直徑約26公里(引起恐龍滅絕的小行星直徑12公里),它繞太陽轉一圈約需要133年。關于這顆彗星歷史上最早的觀測記錄見于《后漢書·天文志》:(漢靈帝中平五年,公元188年)六月丁卯,客星如三升碗,出貫索,西南行入天市,至尾而消。
經科學家確認,它上次回歸時間是1992年,因此推測它下次回歸時間將是2126年,屆時它的亮度將接近0等,我們可以用肉眼輕松捕捉到它。
四、2024年可觀測流星雨及觀測注意事項
表1 2024年北半球著名流星雨及其峰值時間
流星雨都是在一年中特定的時間出現(xiàn),上表所列是2024年流星雨觀測表。觀測流星雨不需要借助望遠鏡,肉眼觀測即可,但觀測前需要精心挑選最佳觀測地點,它需要滿足三個條件:一是夜晚晴朗時間較長;二是遠離光污染;三是視野開闊。建議在正式觀測前20分鐘關閉所有燈光(可以保留微弱的紅光光源),讓眼睛充分適應黑暗環(huán)境。
正式開始觀測后,可定點觀察某一天區(qū),反復變換觀測位置反而容易錯過流星,如果希望看到軌跡更長的流星,可關注輻射點以外的星空。觀測時建議帶一把輕便的躺椅或者帶一個毯子躺著觀測,可適度緩解疲勞,有效延長觀測時間。最后也是最重要的,做好保暖措施!
寫在最后
中國科學院新疆天文臺奇臺觀測站位于昌吉州奇臺縣半截溝鎮(zhèn),距烏魯木齊市260公里,距離奇臺縣城約60公里,海拔約1760米。奇臺觀測站四面環(huán)山,氣候干燥少雨,周邊人口密度小,無線電覆蓋度低。奇臺觀測站是目前世界最好的射電天文觀測臺站之一,也是中國科學院新疆天文臺110米口徑全向可動射電望遠鏡項目建設臺址,同時也是新疆未來天文科普的重要基地之一。
圖5 中國科學院新疆天文臺奇臺觀測站
110米全向可動射電望遠鏡(在建)
(圖片來源:中國科學院新疆天文臺)
流星,因短暫而美麗,劃破黑寂的夜空,釋放出那一閃而逝的光芒,盡管微弱,卻能耀眼!我們會一直在這里,期待著與你攜手共赴浪漫。