圖解太陽系小天體（8）

文 / 葉楠

流星雨

當(dāng)?shù)厍蜍壍栏浇牧餍求w進(jìn)入大氣層，與大氣劇烈摩擦產(chǎn)生的熱量足以讓流星體燃燒并發(fā)出強(qiáng)烈的光芒，這便是流星現(xiàn)象，一般我們稱之為偶發(fā)流星。偶發(fā)流星基本是無法預(yù)測的，而有另一類稱為周期流星的天象卻是可以預(yù)測的。周期流星也稱為流星雨，引發(fā)流星雨的流星體一般來自于彗星。彗星在軌道上每接近太陽一次，便會有一些物質(zhì)離開彗核形成塵埃彗尾。隨著時間的推移，這些塵埃會分布在彗星軌道的附近。當(dāng)?shù)厍虼┻^彗星軌道時便會產(chǎn)生流星雨天象，由于每場流星雨基本發(fā)生在每年固定的日期，故也稱之為周期流星。

從地球上觀測，我們看到流星雨來自于哪個方向、位于哪個星座便稱之為某某座流星雨。星座只代表一個方位，而流星雨是發(fā)生在地球大氣層里的天象。流星發(fā)生的典型高度在100千米左右，所以不用擔(dān)心觀測流星時會被流星體擊中。但萬事總有意外，個別沒有燃燒殆盡的流星體落到地球表面以后，就成為了隕石。

雙子座流星雨

從20世紀(jì)末至今，有三場流星雨被并稱為北半球三大流星雨，分別是雙子座流星雨、英仙座流星雨和象限儀座流星雨。雙子座流星雨的活動期在每年12月中上旬，極大期一般在12月14日前后。由于時值北半球的嚴(yán)冬，觀測雙子座流星雨也是一場與寒冷的對抗。但是雙子座流星雨從不會讓人失望，它最近幾年天頂每時出現(xiàn)率（是指在理想情況下能夠目視觀測到流星每小時出現(xiàn)頻率的一個數(shù)值）保持在150顆左右，是三大流星雨中流量最大也最穩(wěn)定的流星雨。對于光污染條件較好的地點(diǎn)，只要堅(jiān)持觀測，每小時看到數(shù)十顆流星是很容易的。雙子座流星雨的母天體并不是一顆彗星，而是3200號小行星法厄同。它和下文介紹的象限儀座流星雨是唯二已知母天體不是彗星的流星雨。圖為筆者拍攝的2018年雙子座流星雨。需要說明的是，流星雨照片并不是一個時刻的記錄，而是保留了數(shù)小時內(nèi)出現(xiàn)的每顆流星的軌跡。

英仙座流星雨

英仙座流星雨的母天體是軌道周期為120年的斯威夫特-塔特爾彗星，這顆彗星最早發(fā)現(xiàn)于1862年，是最早被認(rèn)定為是流星雨母天體的彗星。相比于雙子座流星雨，英仙座流星雨極大期在每年8月13日前后。在仲夏的午夜，去草原上等待英仙座慢慢從東北方升起，流星雨也如約而至，可謂是對觀測者最為友好的流星雨。不過最近幾年英仙座流星雨的流量并不是很高，天頂每時出現(xiàn)率只有70～80顆，因此觀測英仙座流星雨可能并不如雙子座流星雨那樣過癮。圖為筆者拍攝的2018年英仙座流星雨。

象限儀座流星雨

象限儀是一個已經(jīng)不再存在的星座，1920年國際天文聯(lián)合會重新修訂現(xiàn)行的星座體系時舍棄了這個星座。象限儀座位于武仙、天龍和牧夫座之間。雖然這個星座已經(jīng)不復(fù)存在，但這個名字還保留在了象限儀座流星雨身上。這個流星雨極大期在每年1月3日前后，天頂每時出現(xiàn)率在120顆左右。但是象限儀座流星雨最大的缺點(diǎn)是極大期持續(xù)時間非常短，通常只有一兩個小時，所以想觀測這場流星雨并不是一件容易的事。筆者也是經(jīng)歷了多年失敗直到2022年才第一次目睹了象限儀座流星雨極大期的壯觀。圖為當(dāng)時拍攝的照片。

獅子座流星雨

一提到流星雨，可能大部分人腦海里出現(xiàn)的第一個名字就是獅子座流星雨。但是獅子座流星雨卻并未出現(xiàn)在北半球三大流星雨的名單里。這是因?yàn)楠{子座流星雨的流量太不穩(wěn)定，在一般的年份天頂每時出現(xiàn)率只有10顆上下，而到了爆發(fā)的年份卻可以猛增至數(shù)千顆甚至上萬顆。獅子座流星雨的極大期在每年11月17日前后，

在深秋的后半夜，作為春季星座的獅子座才會慢慢升起。它的母天體是坦普爾-塔特爾彗星，這是一顆周期為33年的短周期彗星，而獅子座流星雨每兩次爆發(fā)的時間間隔大約也是33年。筆者有幸親眼目睹了2001年獅子座流星雨的爆發(fā)，天空中無時無刻都有兩三顆流星劃過，絡(luò)繹不絕，蔚為壯觀。圖為獅子座流星雨的火流星。

哈雷彗星引發(fā)的流星雨

哈雷彗星是人們耳熟能詳?shù)囊活w彗星，也是編號為1P的短周期彗星。它同時還是兩場流星雨的母天體，分別是極大期在5月6日前后的寶瓶座η流星雨和極大期在10月21日前后的獵戶座流星雨。寶瓶座η流星雨由于輻射點(diǎn)靠近寶瓶座η這顆星的方向而得名。天頂每時出現(xiàn)率在50顆上下，但對于北半球中緯度的觀測者來說，寶瓶座出現(xiàn)時高度角較低，故不太適宜觀測這場流星雨。而獵戶座作為冬季最明亮的星座，更適宜觀測，獵戶座流星雨也一樣，不過它的缺點(diǎn)在于流量不穩(wěn)定，每年的天頂每時出現(xiàn)率在10～50顆之間波動。圖為今年寶瓶座η流星雨輻射點(diǎn)示意圖。

吉林隕石雨

1976年3月8日下午，我國吉林省吉林市北郊500平方千米的范圍內(nèi)，散落下許多大大小小的隕石。事后共收集到完整隕石100多塊，總重量超過2噸。其中最大的一塊隕石“吉林一號”墜落在昌邑區(qū)的一塊田地里，濺起數(shù)十米高的塵埃煙柱，并且砸穿了凍土層，形成一個6.5米深，直徑2米的坑。幸運(yùn)的是此次隕石雨事件并沒有造成人員傷亡?！凹忠惶枴彪E石重達(dá)1770千克，是世界上已知最重的石隕石。圖為現(xiàn)陳列于吉林市博物館的“吉林一號”隕石。

老爺嶺隕石

1947年2月12日上午，在蘇聯(lián)濱海邊疆區(qū)的老爺嶺有目擊者看到一個比太陽還要明亮的火球從北方的天空中急速下墜。明亮的閃光和震耳欲聾的聲音遠(yuǎn)在440千米外的海參崴都能看到聽到。隕石以每秒14千米的速度進(jìn)入大氣層，并在空中碎裂。在距離地面約5.6千米處高空，其中最大一塊隕石發(fā)生了劇烈爆炸，隕石產(chǎn)生的煙塵在天空中彌漫了數(shù)小時。據(jù)估計(jì)，此次隕石雨事件總計(jì)墜落隕石超過100噸，是歷史上總重量最大的。老爺嶺隕石在分類上屬于鐵隕石，圖為其中的兩塊隕石標(biāo)本。

2013年2月15日上午，位于俄羅斯的車?yán)镅刨e斯克發(fā)生了一次小行星撞擊事件。一顆質(zhì)量高達(dá)7000噸、直徑約為15米的巨大隕石從天而降，并在天空中留下大約10千米長的軌跡（大圖）。隕石以每秒15千米的速度進(jìn)入大氣層，并在空中發(fā)生爆炸，爆炸伴隨著巨大的閃光，相當(dāng)于50萬噸TNT炸藥釋放的能量。此次事件造成了1491人受傷，多數(shù)人是由于爆炸產(chǎn)生的沖擊波擊碎了玻璃引起的劃傷。爆炸發(fā)生后，電話和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都出現(xiàn)中斷。小圖是烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)的工作人員在巴爾庫爾湖發(fā)現(xiàn)的其中一塊破碎的隕石樣品。

火星上的流星雨

在太陽系內(nèi)，只要有透明大氣層的天體都可以發(fā)生流星現(xiàn)象?；鹦谴髿獾拿芏入m然只有地球大氣的百分之一，但對于發(fā)生在大氣層上部邊緣的流星來說這不是問題。2004年勇氣號火星車的全景相機(jī)曾記錄到一場流星雨的痕跡（左圖），被認(rèn)為是與114P/懷斯曼-史基福彗星有關(guān)。2008年英國天文學(xué)家通過處理“火星全球勘測者號”探測器（右圖）對火星電離層的探測數(shù)據(jù)也發(fā)現(xiàn)了火星發(fā)生流星雨的證據(jù)。

比起火星，還是地球上的流星雨更為壯觀，人們也對流星的發(fā)生充滿善意，并以向流星許愿的方式表達(dá)內(nèi)心的期待。雖然偶爾也會有流星劃過夜空，爆發(fā)出耀眼的光芒，并最終落向大地，成為隕石。而隕石是人類研究地外天體的絕佳材料，它們有的來自彗星，有的來自小行星，甚至還有來自于月球和火星的隕石。下期我們將對隕石做詳細(xì)介紹。