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本週將迎來雙子座流星雨,這份科學“許願”指南請收好→

簡介04雙子座流星雨流星雨本質上是彗星、小行星拋撒進地球大氣層的塵埃,而我們能看到的流星雨,在其中扮演拋撒“渣土”的“卡車”角色的天體,大部分都是彗星

今天有什麼流星雨

本週,我們迎來了年度“最守信用流星雨”的極大期。

但估計很多人會說:還守信用呢,我怎麼從來沒見過?

其實,這是因為,大多數人對流星雨的期待有偏頗。

那麼,流星雨到底是怎麼回事,要怎麼才能看到,本文就來試著說明白。

01

流星:地球碰到的宇宙“渣土”

先來打個比方。

想象一個城市裡的場景。半夜,一輛滿載渣土的卡車駛入大街,本應密閉的貨箱不知怎麼蓋板沒蓋嚴實,卡車一個顛簸,在大街上撒了一地渣土。

第二天一早,流浪貓小白像往常一樣在大街上漫步,和以往不同的是,今天的小白踩上了那一地渣土,弄了一腳灰。

這樣的場景很好想象,接下來,我們把場景裡角色的尺寸做一點調整,這個場景就變成了——流星雨。

我們把運送渣土的卡車放大放大再放大,變成太陽系裡飛馳的彗星或者小行星。

彗星、小行星本身的質地就比較鬆散,當它們靠近太陽的時候,其表面的塵埃、氣體和水分還會在太陽輻射的作用下蒸發出來,遺漏到太空裡——就像卡車在大街上掉下了渣土。

而踩到渣土的流浪貓小白,則是我們的地球。就像小白無意中踩上了渣土,地球帶著我們所有人,碰上了彗星、小行星撒在太陽系裡的塵埃。

塵埃和地球大氣層以每秒幾十公里的速度發生摩擦,動能轉化為熱能,塵埃被點燃,發出了耀眼的光芒——這就是我們看到的流星。

每天都有流星。累加起來的話,在一晝夜的時間裡,全世界一共有幾十噸塵埃掉進地球成為流星,只不過其中的大部分我們都看不見。

偶爾,我們可以驚喜地看到個別特別明亮的流星,天文學上叫“偶發流星”。

如果塵埃集中,我們就有可能看到多顆來自“同一輛卡車”的流星,這就是流星雨。

02

流星雨:地球和“卡車”的年年相逢

不同於偶發流星,流星雨是有固定週期的。

還是上面的比方,如果其中“卡車”的行進路線有固定的計劃,那麼遺撒的“渣土”就只會出現在特定的位置。

那麼,只有在特定的時間走過一條特定的大街,小白才會踩到渣土;類似的,地球只有移動到特定位置,才會遇上“渣土”。

而地球遵循著固定的軌道,每年圍繞太陽轉一圈,這就意味著,地球會在每年的固定時間重複“踩過”一次特定位置,所以流星雨會以年為單位週期性地發生。

目前已知的流星雨有 40 多種。

其中比較著名的、包含比較多明亮流星的流星雨,也就是所謂的“大流星雨”有 10 多種,例如被譽為“北半球三大流星雨”的英仙座流星雨、象限儀座流星雨、雙子座流星雨。

每種流星雨都是由特定的彗星或小行星在特定的位置製造的,這些特定位置的塵埃每次和地球相遇的角度都是固定的。

本週將迎來雙子座流星雨,這份科學“許願”指南請收好→

光12月,就有9種流星雨。圖片來源:截圖自Star Walk

03

輻射點與流星雨的名字

在咱們地面上的人類看起來,一次特定的流星雨會出現在天空中特定的方位上。

這些塵埃以相同的角度衝入地球大氣層,流星和流星之間是平行的,但從我們的角度來看,每一顆流星彷彿都來自遠方特定的一個點。

這個點就是流星雨的輻射點。

你可能有坐車過隧道的經驗,隧道兩側的標線本來是平行的,但看起來卻像是在遠方交匯於一點。

路徑原本平行的流星雨被我們看成是從輻射點四散開來,也是一樣的道理。

如果一場流星雨中有哪顆流星看起來不是來自輻射點的,那說明這顆流星是顆偶發流星,它進入地球大氣層的位置和角度跟這場流星雨無關,路徑自然也不會跟這場流星雨平行。

天文學家習慣用輻射點所在的星座給流星雨起名字。

比如雙子座流星雨,它的輻射點就位於雙子座;獅子座流星雨,輻射點則位於獅子座。

但實際上,流星雨發生在地球的大氣層裡,跟遙遠宇宙背景中的星座可謂是毫無關係。

04

雙子座流星雨

流星雨本質上是彗星、小行星拋撒進地球大氣層的塵埃,而我們能看到的流星雨,在其中扮演拋撒“渣土”的“卡車”角色的天體,大部分都是彗星。

彗星們從太陽系的邊緣,把塵埃和水汽帶到太陽系內部區域。

但雙子座流星雨比較獨特,它的“卡車”角色扮演者是一顆小行星——雙子座流星雨的塵埃來源於小行星法厄同。

法厄同和雙子座流星雨的起源至今仍是天文學界的謎團。

不過,對想看流星雨的天文愛好者來說,雙子座流星雨非常友好。

它每年來到地球的時間、流星數量都差不多,是一年當中最為穩定的流星雨,也因此被網友稱為“最守信用流星雨”,不會辜負天文愛好者的守候。

05

為什麼你看不到流星雨?

這並不意味著普通大眾很容易就能看到雙子座流星雨。

想要欣賞到流星雨,需要滿足一些基本的觀測條件,比如晴天、黑暗、缺少月光的干擾。

所有這些條件都是為了一個目的,就是儘可能讓更多更闇弱的流星暴露出來,能被我們看見。

2022 年的雙子座流星雨爆發的時間是 12 月 14 日前後的夜裡,並將持續活躍到 12 月 24 日。

好訊息是,在最適合觀察的 14 日前後,月亮接近下弦月,會在午夜之後從東邊升起,天亮的時候位於南方天空中,這意味著上半夜沒有月光干擾。

至於晴天,根據中央氣象臺天氣預報,我國大部分地區近期夜裡晴天的希望也比較大。

三個基本觀測條件算是達成了兩項,但就是最後差的這個條件——“黑暗”,它不太好辦。

城市的燈光在夜晚製造了“不夜天”,把天空照亮,在城市燈光的亮度下,我們連星星都看不到。

如果你生活的地方,平時夜晚很難看見大量的星星,那麼也不太可能欣賞到流星雨;

只有平日裡就能看到密密麻麻的恆星的地方,才符合欣賞流星雨的“黑暗”條件。

我幫你做了一些估算,假如雙子座流星雨爆發當晚的天氣完全晴朗,也不存在月光的影響,在一般能看見十幾顆恆星的大城市環境裡,我們能看到多少顆流星呢?

答案是:平均 2 到 3 個小時,才能在整個天空看到1顆流星。

這並不是因為流星不夠多,而是因為我們的環境太亮了。別忘了上面說的,一晝夜總共有幾十噸塵埃掉進地球大氣層成為流星呢,只是我們看不到而已。

所以說,別在城市的寒風裡傻等流星挨凍了。如果你身處遠離城市的偏僻鄉野,那還有碰碰運氣的價值,可以在本週多看看星空,千萬注意安全和保暖哦!

雖然看不到流星,願望還是可以許的,說不定就實現了呢!

你會許什麼願呢?

參考文獻:

[1] Robert Lunsford。 Viewing the Geminid Meteor Shower in 2022 [EB/OL] 。2022-12-07[2022-12-11]。https://www。imo。net/viewing-the-geminid-meteor-shower-in-2022/

[2] G O Ryabova, The Geminid meteor shower radiant: a mathematical model, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 507, Issue 3, November 2021, Pages 4481–4486, https://doi。org/10。1093/mnras/stab2286

[3] Wikipedia contributors。 3200 Phaethon[DB/OL]。 Wikipedia, The Free Encyclopedia。 2022-12-10[2022-12-11]。 https://en。wikipedia。org/wiki/3200_Phaethon

作者|高爽 科普作家、海德堡大學天文學博士

稽核|程誠 中國科學院南美天文研究中心 副研究員

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