還記得看流星雨時許的願望嗎?好像沒實現過!科普流星雨的秘密

情感解惑智囊 發佈 2022-12-02T02:38:22.236349+00:00

2020 年在索馬利亞發現的一塊巨大隕石一直隱藏著研究人員所謂的「非凡」發現——兩種新礦物,可能還有第三種,以前從未在地球上發現過。這些礦物是從 15.2 噸「El Ali」隕石的 70 克切片中發現的,該隕石已為當地人所知五到七代,但直到兩年前才被正式發現。

2020 年在索馬利亞發現的一塊巨大隕石一直隱藏著研究人員所謂的「非凡」發現——兩種新礦物,可能還有第三種,以前從未在地球上發現過。

這些礦物是從 15.2 噸「El Ali」隕石的 70 克切片中發現的,該隕石已為當地人所知五到七代,但直到兩年前才被正式發現。亞伯塔大學的研究人員分析了切片,發現了兩種礦物——一種以隕石命名為 elaliite,另一種以亞利桑那州立大學星際計劃副總裁兼 NASA Psyche 任務首席研究員 Lindy Elkins-Tanton 命名為 elkinstantonite。


流星雨是一種天體事件,觀察到許多流星從夜空中的一個點輻射或起源。這些流星是由稱為流星體的宇宙碎片流以極高的速度沿平行軌跡進入地球大氣層造成的。不過很多流星還沒有一粒芝麻大,所以不是每個流行解體都能撞擊到地球。非常強烈或不尋常的流星雨被稱為流星爆發流星風暴,每小時至少產生 1,000 顆流星,最著名的是獅子座流星。流星數據中心列出了 900 多場疑似流星雨,其中約有 100 場已經確定。一些組織指出了網際網路上的觀看機會。

廷巴克圖手稿中記載了 1583 年 8 月的一場流星雨。在現代,第一場大流星風暴是1833年11 月的獅子座流星雨。據估計,最高時每小時有超過 10 萬顆流星,但另一個估計是風暴減弱,估計在風暴的 9 小時內有超過 20 萬顆流星,遍及落基山脈以東的整個北美地區。美國丹尼森奧姆斯特德(1791–1859) 最準確地解釋了事件。在 1833 年的最後幾周收集信息後,他於 1834 年 1 月向《美國科學與藝術雜誌》提交了他的發現,該雜誌於 1834 年 1 月至 4 月和 1836年 1 月出版。 他指出陣雨時間很短持續時間並沒有在歐洲看到,而且流星從獅子座的一個點輻射出來。他推測流星起源於太空中的粒子云。工作仍在繼續,儘管暴風雨的發生讓研究人員感到困惑,但還是開始了解陣雨的年度性質。

流星的實際性質在 19 世紀仍在爭論不休。許多科學家( Alexander von Humboldt、Adolphe Quetelet、Julius Schmidt )將流星視為一種大氣現象,直到義大利天文學家Giovanni Schiaparelli在他的著作「關於流星的天文學理論的注釋」(1867 年)中確定了流星和彗星之間的關係 ). 1890 年代,愛爾蘭天文學家George Johnstone Stoney (1826–1911) 和英國天文學家Arthur Matthew Weld Downing(1850–1917) 是第一個嘗試計算塵埃在地球軌道上的位置的人。

他們研究了 1866 年彗星55P/Tempel-Tuttle在預期的 1898 年和 1899 年獅子座流星雨回歸之前噴出的塵埃。流星風暴是預料之中的,但最終的計算表明大部分塵埃將在地球軌道內很遠的地方。德國柏林Königliches Astronomisches Rechen Institut (皇家天文計算研究所)的Adolf Berberich獨立得出了相同的結果。儘管那個季節沒有流星風暴證實了計算結果,但需要改進更好的計算工具才能得出可靠的預測。

1981 年,噴氣推進實驗室的 Donald K. Yeomans回顧了獅子座流星雨的歷史和坦普爾-塔特爾彗星動態軌道的歷史。其中的一張圖被改編並重新發布在Sky and Telescope中。它顯示了地球和 Tempel-Tuttle 的相對位置,以及地球遇到密集塵埃的標記。這表明流星體大部分位於彗星路徑的後面和外部,但地球穿過粒子云導致強大風暴的路徑非常接近幾乎沒有活動的路徑。

1985 年,喀山國立大學的 ED Kondrat'eva 和 EA Reznikov 首次正確地確定了造成過去幾次獅子座流星雨的塵埃釋放年份。1995 年,彼得·詹尼斯肯斯 ( Peter Jenniskens)預測了 1995 年的阿爾法麒麟座從塵埃路徑中爆發。羅伯特·麥克諾特 ( Robert H. McNaught )、 大衛·阿舍 ( David Asher )、和芬蘭的埃斯科·萊蒂寧 (Esko Lyytinen) 是在 1999 年獅子座風暴的預料中最先在西方應用這種方法的。2006 年,詹尼斯肯斯 (Jenniskens) 發表了對未來 50 年未來塵埃蹤跡遭遇的預測。

輻射點

由於流星雨粒子都以平行路徑和相同速度行進,因此在下面的觀察者看來,它們會從天空中的一個點向外輻射。這個輻射點是由透視效果造成的,類似於平行的鐵軌匯聚在地平線上的一個消失點。流星雨通常以流星似乎起源的星座命名。由於地球自轉,這個「固定點」在夜間在天空中緩慢移動,這與星星似乎在天空中緩慢行進的原因相同。由於地球在其繞太陽的軌道上運動,輻射點也會隨著背景恆星從一個晚上到另一個晚上略微移動(輻射點漂移)。

當移動的輻射點處於最高點時,它將在當晚到達觀察者的天空。太陽將剛剛清除東方地平線。出於這個原因,流星雨的最佳觀賞時間通常是在黎明之前——這是可供觀賞的最大流星數量與變亮的天空之間的折衷,這使得它們更難被看到。

命名

流星雨以最近的星座或亮星命名,並分配有接近流星峰值處輻射點的希臘或羅馬字母,其中拉丁所有格形式的語法變格被替換為「id」或「身份證。」 因此,從恆星Delta Aquarii(變格「-i」)附近輻射的流星被稱為Delta Aquariids。國際天文學聯合會的流星雨命名工作組和 IAU 的流星數據中心跟蹤流星雨的命名和確定的流星雨。

流星流的起源

流星雨是行星(例如地球)與彗星碎片流相互作用的結果。正如弗雷德·惠普爾 ( Fred Whipple ) 在 1951 年所證明的那樣,彗星可以通過水蒸氣拖曳產生碎片,並通過分裂產生碎片。惠普爾用「骯髒的雪球」來形容彗星,冰包裹著岩石,混雜在一起,以太陽為中心轉動。「冰」可以是水、甲烷、氨或其他揮發物,單獨或組合。「岩石」的大小可能從塵埃微粒到小巨石不等。塵埃微粒大小的固體是數量級比沙粒大小的更常見,而沙粒大小又比鵝卵石大小的更常見,依此類推。當冰變暖並升華時,蒸汽會拖曳灰塵、沙子和鵝卵石。

在圍繞太陽運行的彗星運轉的時候,冰就會被高溫直接升華成氣體而消失,也會導致散落一些流星體。流星體沿著彗星的整個軌跡展開,形成流星體流,也稱為「塵埃尾跡」(與彗星的「氣體尾巴」相對,由微小的粒子迅速被太陽輻射壓力吹走) .

最近,Peter Jenniskens 認為我們的大多數短周期流星雨不是來自活躍彗星的正常水蒸氣拖曳,而是不頻繁解體的產物,當大塊的碎片從基本上處於休眠狀態的彗星上脫落時。例子是象限流星雨和雙子座流星雨,它們分別起源於大約 500 年和 1000 年前的小行星狀天體 ( 196256 ) 2003 EH 1和3200 Phaethon的分裂。這些碎片往往會迅速分裂成灰塵、沙子和鵝卵石,並沿著彗星的軌道散開,形成密集的流星體流,隨後演變成地球的軌道。

流星流的動態演化

在 Whipple 預測塵埃粒子相對於彗星以低速運動後不久,米洛斯·普拉維克 (Milos Plavec) 是第一個提出塵埃尾跡概念的人,當時他計算了流星體一旦脫離彗星,將如何主要漂移在彗星的前面或後面完成一個軌道後的彗星。這種效應是簡單的天體力學 ——物質在彗星前方或後方漂移時,只會稍微橫向遠離彗星,因為一些粒子的軌道比其他粒子更寬。這些塵埃痕跡有時會在以中紅外波長(熱輻射)拍攝的彗星圖像中觀察到,其中先前返回太陽的塵埃顆粒沿著彗星的軌道傳播。

行星的引力決定了塵埃軌跡經過地球軌道的位置,就像園丁用軟管給遠處的植物澆水一樣。大多數年份,這些軌跡會完全錯過地球,但在某些年份,地球會被流星雨覆蓋。這種效應最初是從 1995 年的alpha Monocerotids 觀測以及早期對過去地球風暴的不廣為人知的鑑定中得到證實的。

在更長的時期內,塵埃軌跡會以複雜的方式演變。例如,一些重複運行的彗星和離開它們的流星體的軌道與木星或其他大行星之一處於共振軌道- 一個行星的公轉次數等於另一個行星的公轉次數。這會創建一個稱為燈絲的淋浴組件。

第二個影響是與行星的近距離接觸。當流星體經過地球時,一些會加速(繞太陽的軌道變寬),其他的會減速(繞太陽的軌道變短),導致下一次返回時塵埃軌跡出現空隙(就像打開窗簾一樣,顆粒堆積在間隙的開始和結束)。此外,木星的擾動可以顯著改變塵埃軌跡的部分,尤其是對於短周期彗星,當顆粒在沿著繞太陽軌道的最遠點接近巨行星時,移動速度最慢。結果,每次釋放的材料都會 在路徑上形成新月形的結塊編織纏結。

第三個影響是輻射壓力,它會將質量較小的粒子推入離太陽更遠的軌道——而質量較大的物體(造成火流星或火球)往往受輻射壓力的影響較小。這使得一些塵埃蹤跡的遭遇中有很多明亮的流星,而另一些則有很多微弱的流星。隨著時間的推移,這些影響分散了流星體並形成了更廣泛的流。我們從這些溪流中看到的流星是年度陣雨的一部分,因為地球每年都會以大致相同的速度遇到這些溪流。

當流星體與黃道雲中的其他流星體相撞時,它們就失去了與流的聯繫,成為「零星流星」背景的一部分。很久以來,它們就從任何溪流或小徑上散落開來,形成孤立的流星,而不是任何陣雨的一部分。這些隨機的流星似乎不會來自主流星雨的輻射點。

著名的流星雨

英仙座和獅子座

在大多數年份,最明顯的流星雨是英仙座流星雨,它在每年的 8 月 12 日以每分鐘超過一顆流星的速度達到頂峰。美國宇航局有一個工具可以計算每小時從一個人的觀測位置可以看到多少顆流星。

獅子座流星雨在每年的 11 月 17 日左右達到頂峰。獅子座流星雨會產生一場流星風暴,以每小時數千顆流星的速度達到頂峰。當人們第一次意識到在 1833 年 11 月的風暴中,流星從獅子座伽瑪星附近輻射時,獅子座風暴催生了流星雨一詞。最後一次獅子座風暴發生在 1999 年、2001 年(兩次)和 2002 年(兩次)。在此之前,1767年、1799年、1833年、1866年、1867年和1966年都有風暴。當獅子座流星雨沒有風暴時,它不如英仙座流星雨活躍。

關鍵字: