您当前的位置 :首页 > 探索
投稿

转瞬即逝的流星雨,原来是小天体与大气“蹭”了一下

2017-01-11 23:03 责任编辑:热点网

出品:科普中国

制作:李贺

监制:中国科学院计算机网络信息中心

最近热播电影《你的名字》中的流星雨十分漂亮,很多人也偶然见过流星雨,那么到底什么是流星雨呢?流星雨是流星的一种,也是最引人注目的一种天文现象,它是由一群流星体在天空中从某一点迸发出来,闪耀出光芒,并最后坠落的特殊天象。它比偶发流行和火流星出现时的数量都多,单个星子的光芒可能不如火流星亮,但因为有群体优势,光亮范围大,所以比火流星更耀眼。

在太阳系中,除了九大行星和它们的卫星之外,还有彗星,小行星以及一些更小的天体。小天体的体积虽小,但它们和九大行星一样,围绕太阳公转,如果它们有机会经过地球附近,就有可能以每秒几十公里的速度闯入地球大气层,其上面的物质由于与地球大气发生剧烈摩擦,巨大的动能转化为热能,引起物质电离层发出耀眼的光芒,这就是我们经常看到的流星。

流星雨出现的数量多少并不一样。有时在一小时中只出现几条,有时又会出现十几条到几十条。当每小时出现的流行数超过1000条时,就形成了更加壮观的“流行暴”。

流星雨的各个成员星体在空间的运动轨道基本上是彼此平行的,不过由于透视的原因,在地球上看来,由这些星群造成的流星雨仿佛都从一点向外辐射出来,所有的流星的反向延长线都相交于辐射点。因为流星雨的粒子在天空中运行的路径是平行的,而且速度也是相同的,因此在观测者的眼中它们似乎都是由天空中一个相同的点辐射出来的,这个点就称为流星的辐射点。辐射点的产生类似于路径上的铁轨在地平线上消逝点前会聚合在一起的现象,是一种图型上透视的效果。流星雨也总是以辐射点所在的星座来命名,这个点在天空中并不是固定不动的点,会在夜晚的天球上逐渐移动,由于地球也绕着轴自转,天上的星星一样也会逐渐的移动(每日的东升西没)。辐射点也会因为地球绕太阳的公转,在背景的星星之间每日产生些许的移动(辐射点漂移)。

因为这些流星雨在天空中出现的位置和方式各不相同,为了便于观测和称呼他们,我们根据流星雨的辐射点所在的星座名称来给它们命名。例如每年11月17日前后出现的流星雨辐射点在狮子座中,就被命名为狮子座流星雨。其他流星雨还有宝瓶座流星雨、猎户座流星雨、芙仙座流星雨等。

根据现行有关彗星的理论,彗星的主要部分是低温物质结成的空间"冰雪球",在接近太阳的时候,由于太阳辐射的作用,"冰雪球"可能部分地升华、瓦解、碎裂,变成成群结队的小块物质,但仍然在原来彗星所在的椭圆轨道上运行。如果它的椭圆轨道和地球绕日公转的轨道相交,当地球运行到交点位置上的时候,就有可能有成群的小块物质进入地球大气层,形成流星雨。现在,对于很多不同的流星雨,天文学家都找到了与之相关的彗星或小行星。

流星雨是行星和彗星的碎片流交互作用造成的结果。彗星的瓦解和水蒸气的喷发可以拖曳和产生碎片,因此Fred Whipple在1951年提出,惠普尔发展出彗星的"脏雪球"理论:环绕太阳的彗星是冰中嵌入岩石的小天体,这些冰可能是水、甲烷、氨、或其它的挥发物单独或混合著的组合;岩石可以如同灰尘般的大小,也可以有其他如同卵石般不同的尺寸。尘粒大小的固体在数量级上是最普遍的,它们比沙粒和卵石大小等等的颗粒更为常见。当这些冰因为温暖而升华,他们的蒸发会拖曳出灰尘、沙粒和卵石等固体。彗星在轨道上每接近太阳一次,就会有一些冰被蒸发和倾卸出一些流星体。这些流星体散开成为一个流星体流,也就是尘埃尾,它沿着整个的彗星轨道周围散布着(非常小的颗粒会受到太阳的辐射压力快速膨胀和远离,而有别于一般彗星的尘埃尾)。

近来,Peter Jenniskens质疑短周期彗星流星雨不是由正常的水蒸气蒸发的活动彗星,而是由罕见的已经休眠的彗星大量瓦解和溃散的碎片。这种例子包括象限仪座流星雨和双子座流星雨,它们是来自小行星2003 EH1和法厄同(Phaethon),分别在500和1,000年前产生的碎片形成的。这些碎片倾向于快速的形成尘埃、沙粒和卵石,并且沿着彗星的轨道快速形成流星体密集的溪流,随后沿着地球的轨道发展。

外空间的尘埃颗粒闯入地球大气,与大气摩擦,产生大量热,从而使尘埃颗粒气化。在该过程中发光形成流星。尘埃颗粒叫做流星体。一个微小的流星体就足以产生在几百公里之外就能看见的亮光,其原因就在于流星体的高速度。一个流星的颜色是流星体的化学成分及反应温度的体现:钠原子发出橘黄色的光、铁为黄色、镁是蓝绿色、钙为紫色、硅是红色。流星通常不会发出可以听见的声音。如果你没有看到它的话,它就会悄无声息的一扫而过。对于非常亮的流星,曾经有人听到过声音。这些声响主要集中在低频波段。一个非常亮的流星,如火流星,可能会听到声音。流星有时会在它通过的轨道上留下一条持久的余迹。余迹主体颜色多为绿色,是中性的氧原子。持续时间通常为1到10秒。可见余迹亮度迅速下降,在极限星等为4到5等的情况下,一般可持续1到30分钟。这些亮光来自炽热空气和流星体中的金属原子。

“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。

本文由科普中国融合创作出品,转载请注明出处。

本文为头条号作者原创,未经授权,不得转载。

文章来源:中国科普博览 责任编辑:热点网
版权声明:
·凡注明来源为“热点网”的所有文字、图片、音视频、美术设计和程序等作品,版权均属热点网所有。未经本网书面授权,不得进行一切形式的下载、转载或建立镜像。
·凡注明为其它来源的信息,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
关于本站 | 广告服务 | 免责申明 | 联系我们 | 网站地图
热点网 版权所有 Copyright(C)2013-2017
豫ICP备13002269号