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本周将迎来双子座流星雨,这份科学“许愿”指南请收好→

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本周,我们迎来了年度“最守信用流星雨”的极大期。
但估计很多人会说:还守信用呢,我怎么从来没见过?
其实,这是因为,大多数人对流星雨的期待有偏颇。
那么,流星雨到底是怎么回事,要怎么才能看到,本文就来试着说明白。
01
流星:地球碰到的宇宙“渣土”
先来打个比方。
想象一个城市里的场景。半夜,一辆满载渣土的卡车驶入大街,本应密闭的货箱不知怎么盖板没盖严实,卡车一个颠簸,在大街上撒了一地渣土。
第二天一早,流浪猫小白像往常一样在大街上漫步,和以往不同的是,今天的小白踩上了那一地渣土,弄了一脚灰。
这样的场景很好想象,接下来,我们把场景里角色的尺寸做一点调整,这个场景就变成了——流星雨。
我们把运送渣土的卡车放大放大再放大,变成太阳系里飞驰的彗星或者小行星。
彗星、小行星本身的质地就比较松散,当它们靠近太阳的时候,其表面的尘埃、气体和水分还会在太阳辐射的作用下蒸发出来,遗漏到太空里——就像卡车在大街上掉下了渣土。
而踩到渣土的流浪猫小白,则是我们的地球。就像小白无意中踩上了渣土,地球带着我们所有人,碰上了彗星、小行星撒在太阳系里的尘埃。
尘埃和地球大气层以每秒几十公里的速度发生摩擦,动能转化为热能,尘埃被点燃,发出了耀眼的光芒——这就是我们看到的流星。
每天都有流星。累加起来的话,在一昼夜的时间里,全世界一共有几十吨尘埃掉进地球成为流星,只不过其中的大部分我们都看不见。
偶尔,我们可以惊喜地看到个别特别明亮的流星,天文学上叫“偶发流星”。
如果尘埃集中,我们就有可能看到多颗来自“同一辆卡车”的流星,这就是流星雨。
02
流星雨:地球和“卡车”的年年相逢
不同于偶发流星,流星雨是有固定周期的。
还是上面的比方,如果其中“卡车”的行进路线有固定的计划,那么遗撒的“渣土”就只会出现在特定的位置。
那么,只有在特定的时间走过一条特定的大街,小白才会踩到渣土;类似的,地球只有移动到特定位置,才会遇上“渣土”。
而地球遵循着固定的轨道,每年围绕太阳转一圈,这就意味着,地球会在每年的固定时间重复“踩过”一次特定位置,所以流星雨会以年为单位周期性地发生。
目前已知的流星雨有 40 多种。
其中比较著名的、包含比较多明亮流星的流星雨,也就是所谓的“大流星雨”有 10 多种,例如被誉为“北半球三大流星雨”的英仙座流星雨、象限仪座流星雨、双子座流星雨。
每种流星雨都是由特定的彗星或小行星在特定的位置制造的,这些特定位置的尘埃每次和地球相遇的角度都是固定的。
03
辐射点与流星雨的名字
在咱们地面上的人类看起来,一次特定的流星雨会出现在天空中特定的方位上。
这些尘埃以相同的角度冲入地球大气层,流星和流星之间是平行的,但从我们的角度来看,每一颗流星仿佛都来自远方特定的一个点。
这个点就是流星雨的辐射点。
你可能有坐车过隧道的经验,隧道两侧的标线本来是平行的,但看起来却像是在远方交汇于一点。
路径原本平行的流星雨被我们看成是从辐射点四散开来,也是一样的道理。
如果一场流星雨中有哪颗流星看起来不是来自辐射点的,那说明这颗流星是颗偶发流星,它进入地球大气层的位置和角度跟这场流星雨无关,路径自然也不会跟这场流星雨平行。
天文学家习惯用辐射点所在的星座给流星雨起名字。
比如双子座流星雨,它的辐射点就位于双子座;狮子座流星雨,辐射点则位于狮子座。
但实际上,流星雨发生在地球的大气层里,跟遥远宇宙背景中的星座可谓是毫无关系。
04
双子座流星雨
流星雨本质上是彗星、小行星抛撒进地球大气层的尘埃,而我们能看到的流星雨,在其中扮演抛撒“渣土”的“卡车”角色的天体,大部分都是彗星。
彗星们从太阳系的边缘,把尘埃和水汽带到太阳系内部区域。
但双子座流星雨比较独特,它的“卡车”角色扮演者是一颗小行星——双子座流星雨的尘埃来源于小行星法厄同。
法厄同和双子座流星雨的起源至今仍是天文学界的谜团。
不过,对想看流星雨的天文爱好者来说,双子座流星雨非常友好。
它每年来到地球的时间、流星数量都差不多,是一年当中最为稳定的流星雨,也因此被网友称为“最守信用流星雨”,不会辜负天文爱好者的守候。
05
为什么你看不到流星雨?
这并不意味着普通大众很容易就能看到双子座流星雨。
想要欣赏到流星雨,需要满足一些基本的观测条件,比如晴天、黑暗、缺少月光的干扰。
所有这些条件都是为了一个目的,就是尽可能让更多更暗弱的流星暴露出来,能被我们看见。
2022 年的双子座流星雨爆发的时间是 12 月 14 日前后的夜里,并将持续活跃到 12 月 24 日。
好消息是,在最适合观察的 14 日前后,月亮接近下弦月,会在午夜之后从东边升起,天亮的时候位于南方天空中,这意味着上半夜没有月光干扰。
至于晴天,根据中央气象台天气预报,我国大部分地区近期夜里晴天的希望也比较大。
三个基本观测条件算是达成了两项,但就是最后差的这个条件——“黑暗”,它不太好办。
城市的灯光在夜晚制造了“不夜天”,把天空照亮,在城市灯光的亮度下,我们连星星都看不到。
如果你生活的地方,平时夜晚很难看见大量的星星,那么也不太可能欣赏到流星雨;
只有平日里就能看到密密麻麻的恒星的地方,才符合欣赏流星雨的“黑暗”条件。
我帮你做了一些估算,假如双子座流星雨爆发当晚的天气完全晴朗,也不存在月光的影响,在一般能看见十几颗恒星的大城市环境里,我们能看到多少颗流星呢?
答案是:平均 2 到 3 个小时,才能在整个天空看到1颗流星。
这并不是因为流星不够多,而是因为我们的环境太亮了。别忘了上面说的,一昼夜总共有几十吨尘埃掉进地球大气层成为流星呢,只是我们看不到而已。
所以说,别在城市的寒风里傻等流星挨冻了。如果你身处远离城市的偏僻乡野,那还有碰碰运气的价值,可以在本周多看看星空,千万注意安全和保暖哦!
虽然看不到流星,愿望还是可以许的,说不定就实现了呢!
你会许什么愿呢?
参考文献:
[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、海德堡大学天文学博士
审核|程诚 中国科学院南美天文研究中心 副研究员

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