流星和流星雨基础知识

 


什么是流星?
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。

流星体的大小
一颗5等(在无灯光的情况下,夜空中肉眼刚好能清楚地看到的星星。)流星通常仅由一个0.00006克、直径0.5毫米的流星体产生。可见的大部分流星直径在1毫米到1厘米之间。

速度
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。在刚进入地球大气层时,流星体的速度可达70公里/每秒。

光之来源
当流星体闯入地球大气时,它与大量的空气分子相碰撞,使颗粒的外层微粒被撞离母体。在碰撞的过程中,一些空气分子发生电离。当被离解的电子再次被原子俘获时便会产生发光现象。

流星的颜色
大部分流星颜色像钠灯燃烧时的色彩。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。

声音
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,它就会悄无声息地一扫而过。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。如果流星体的直径大于大气分子的平均自由程,则在流星体的前边会产生大量的激波。偶然情况下,这些激波会深入到大气的底层从而被我们听到。听起来像远处发出的隆隆声。

持久余迹
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。

火流星
质量较大的流星体,有机会造成火流星,亮度至少比金星(-4等星)亮,出现时间可持续2~3秒。有时火流星可接近至地表一、二十公里处才消失,我们可听到火流星发出的声音。

流星雨
在一年中的某些天,可以看到大量的流星从同一个天区划落下来。这就是流星雨。著名的狮子座流星雨就是其中之一。

辐射点
流星雨中的所有流星仿佛是从天空同一处散开的,这点就称为辐射点。如狮子座流星雨的辐射点位于狮子座。辐射点是一种透视效果。流星从一个观测者的前后左右扫过天空,然而它们的反向延长线交汇一处,即辐射点。

流星雨从何而来
流星雨是由于彗星的破碎而形成的。如狮子座流星雨的流星体与坦普尔—塔特尔彗星的轨道相同,所以一般认为坦普尔—塔特尔彗星是狮子座流星雨的母体。有的流星雨的母体是小行星的残骸,这样的流星体一般来说比较大,如1976年的吉林陨石雨,如果出现的夜晚就是非常壮观的流星雨。

流星体因何离开母彗星
彗星主要由冰和尘埃组成。当彗星逐渐靠近太阳时,冰受热气化,使尘埃颗粒像喷泉之水一样,被喷出母体而进入彗星轨道。

彗尾
大颗粒仍保留在母彗星的周围形成尘埃彗发;小颗粒被太阳的辐射压力吹散,形成 彗尾。剩余物质继续留在彗星轨道附近。然而即使是小的喷发速度,也会引起微粒公转周期 的很大不同。因此,在下次彗星回归时,小微粒将滞后母体,而大颗粒将超前于母体。当地球穿过尘埃尾轨道时,我们就有机会看到流星雨。

流星雨活动性
位于彗星轨道的尘埃粒子云被称为“流星体群”。当流星体颗粒刚从彗星喷出时,它们的分布是比较规则的。由于大行星引力的作用,这些颗粒便逐渐散布于整个彗星轨道。目前,这个过程还不是十分清楚。在地球穿过流星体群时,各种形式的流星雨就有可能发生了。

周期性的流星雨
每年地球都要穿过许多彗星的轨道。如果轨道上存在流星体颗粒,便会发生周期性的流星雨。如坦普尔—塔特尔彗星的回归周期是33.2年。当它运行到近日点时,地球穿过它的轨道就有可能发生大规模的流星暴雨。所以狮子座流星雨每隔33年左右就会有流星暴雨。

近彗型流星雨
当只有母彗星运行到近日点时才发生的流星雨,称为近彗型流星雨。这说明流星体群仍在彗星附近。周期在几百年以内的彗星所形成的流星雨多为该类型。如狮子座流星雨。

远彗型流星雨
由于行星的引力摄动作用,长周期彗星的流星体群可能与母彗星相差甚远。在母彗星不在近日点时也有可能发生流星雨,这种流星雨便是远彗型流星雨。如Lyrid就是这种。这种流星雨很难预报。

流星暴雨
当每小时出现的流星超过1000颗时,我们称为流星暴雨。当然,流星雨和流星暴雨之间并没有严格的界限。

流星雨研究的科学意义
观测和研究流星雨,对研究太阳系天体的运动(如彗星、小行星与流星的相关性),对研究地球高空大气物理性质,避免人造卫星、宇宙飞船等航天器受到流星群体的撞击等,都有重要的科学意义。

国际流星组织
为促进、提高和协调全世界的流星观测,世界上从事流星观测工作的专业和业余天文工作者,经过多年的筹备,于1989年成立了“国际流星组织”(IMO)。并于次年公布了新的观测方法和报表格式。我国流星资料汇总中心设在南京紫金山天文台,各地流星观测者的观测资料,经该中心筛选后报送IMO,并纳入目视流星资料库。

爱好者大有作为的领域
由于流星出现天区的所谓不确定性以及流星出现的瞬时性,很多专业天文台往往不安排流星的常规观测,相当部分的观测资料要仰赖于天文爱好者。而流星观测是最适于天文爱好者的观测项目,甚至不用什么专业的设备,也能取得很好的成果。近年来,随着近地小行星搜寻计划的实施,新彗星和新小行星的发现权,几乎都落入专业天文学家的手中,天文爱好者很难有所作为,惟有流星和流星雨的观测,是爱好者大有作为的领域。

 

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