一些科普 | “火星”撞地球咯!

文摘   科学   2022-12-20 19:30   北京  


近日,浙江两地天降火球,一时间引发众议,冲上热搜。


杭州平湖火流星,图源自微博用户逆风5250


截至目前,当地已在多处发现陨石碎片,专家初步推测陨石坑可能在杭州富阳。


金华浦江发现的陨石碎片,图源自中国蓝新闻


当这颗坠落“火星”在大气中摩擦、震动、燃烧,像一道闪电一样划破夜空,倒映出转瞬即逝的光痕时,人们在惊叹之余不由好奇:这打破平静的天外来客究竟从何而来?借此机会,我们不妨聊聊这位不速之客,谈谈流星和流星雨、陨石和火流星。


01

流星和流星雨

在广袤的星际空间中,运行着许多颗粒状的碎片叫做流星体,它们小至沙尘,大至巨砾。当流星体进入地球大气层时,它就会在高速运动中与大气层撞击产生光热,使周围的大气分子受热电离而发光(而不是流星体本身),形成流星


加拿大路易斯湖上空的火流星,图源自NASA,Hao Qin摄


在夜空的任何时刻都有可能看到单个的流星,它们不属于任何流星群,被称作偶发流星。当流星从星空的某个辐射点向四周迸发,隶属于某个流星群时,被称为群内流星。群内流星在一段时间内相继出现的现象就是流星雨


02

流星雨的产生

大部分的流星雨都与彗星有关。彗星是一种由冰、石头、尘埃组成的天体,一般以椭圆形轨道绕着太阳运行。当彗星运行至近日点附近时,彗星上的冰融化,并释放出物质形成尘埃带。如果这条尘埃带与地球轨道相交,许多流星体就会进入地球大气层,流星雨就产生了。


流星的产生,图源自灵魂画手一块叉烧


由于地球公转轨道和尘埃带相对位置不变,所以流星雨大多在固定的日期和位置出现。


03

流星雨的辐射点和命名

如下图所示,如果将流星群的轨迹反向延长,我们发现,这些流星好像都来自同一个点——这个点就叫做辐射点


北半球的四分仪座流星雨,图源自NASA,Cheng Luo摄


但事实上,如下图所示,尘埃带的流星是相互平行运动的。只不过当流星投射到二维的夜空时,由于透视的原因,看起来都来自一个点。


流星的运动轨迹及透视,图源自灵魂画手一块叉烧


从太空看武仙T流星雨,可见流星的运动轨迹是相互平行的。图源自NASA,Zhuoxiao Wang et al.摄


在之前的培训我们有讲到,在现代天文学中,星座是天球的一块区域。所以,在流星雨的命名上,也广泛地用上了星座的概念。根据流星雨辐射点所在的星座范围,我们可以对流星雨命名,例如北半球冬季久富盛名的双子座流星雨。


04

流星雨的流量

虽然流星雨听上去很浪漫,让人感觉天上繁星如雨水般落入凡间,但事实上,绝大部分的流星雨流量并不高,再加上观测条件的限制,能被肉眼捕捉到的流星则少之又少。


2022年双子座流星雨流量变化,图源自微博博主风云梦元


一般来说,流星雨都会经过一段时间的活跃期,在这个长达几天甚至一个月的活跃期内,都有可能看到属于这个流星雨的流星。通过各类天文程序或论坛,可以查到流星雨流量最大的时刻——极大期,而极大期的前后夜,通常是最适合观测流星雨的时刻。


05

火流星和陨石

回到文章开头,浙江出现的“火星”到底何方神圣?它其实就是一颗进入大气层的较大流星体,形成较亮的流星,称为火流星。火流星的亮度一般亮于-3等,有些较大的火流星会伴有声响,甚至在白昼也能被观测到。


彗星和火流星,图源自NASA,Cory Poole摄


而极个别大的流星体,在落地前还没被完全烧尽,剩余部分就会落入地面形成陨石。它们作为太空的来访者,携带着许多关于太阳系形成演化的信息,对于探究太阳系的演化具有重要价值。


北京天文馆展示的陨石碎片,图源自不会拍照的一块叉烧


06

最后的一些话

按往届传统,每年的12月中旬,星道都会组织大家一起观测双子座流星雨,一起守望冬季星空的绚烂,祈愿各自美好的梦想成真。


看!白昼流星(bushi)


可惜,由于疫情的原因,许多人——包括叉烧我在内——被迫匆忙地离校返乡,来不及反应,来不及道别,来不及聚在一起抬头望望星空,期待下一秒会有一道星光坠入眼中。即使是现在,疫情仍然深深地影响着华夏大地,深深地影响着你我......



但,人总得靠一个个愿望活下去,不是吗?文章末尾,叉烧再放一遍在浙江落下来的火流星,希望它能当回赛博锦鲤供大家祈愿:祈愿疫情早日散退,祈愿家人身体健康,祈愿能与心中的那个ta相爱,祈愿学业进步——马上就要全国硕士研究生统一招生考试了,在这里也祝各位考研人能够克服这次艰难险阻,成功上岸!



文章参考自《青天手册》

图源自NASA和微博

图文编辑    张申义

审编    王安祺


星道天文社
位我上者,灿烂星空;道德律令,在我心中。中国政法大学星道天文社,我们的征途是星辰大海~
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