一顆流星的一生

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作者：沈環宇

編排：馮中

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每年八月的夜晚，銀河高懸，聞草蟲鳴，清涼無限。身處這一幕總讓人忍不住想起郭沫若的那首小詩：《天上的街市》。遠遠的街燈明了，好像閃著無數的明星。天上的明星現了，好像點著無數的街燈……

在我國許多的民間傳說里，牛郎和織女這對苦命的天地夫妻只能在每年農曆七月初七這天相會於鵲橋。如今，這一天已經被許多年輕人當作我國傳統的「情人節」來過。這有點不妥，至少其背後的寓意不太好。然而湊巧的是，農曆七月初七這天同公曆8月初常常是吻合的，而每年此時的夏季夜空中會固定上演一場浪漫的流行雨天象，引得眾多當季情侶藉機共度良宵。當然這僅僅是個巧合，並非上天有意安排。就在200多年前，十九世紀的時候，這場被稱作英仙座流星雨的天象還是在8月10號左右迎來自己的極大。又因為每年8月10號這天恰逢西方洛朗聖神的節日，因而這場流星雨又被稱為「聖洛朗的眼淚」。如今，由於地球軌道的歲差現象，這一日期已經延後至12或者13號了。

圖1：美國沙斯塔山上的英仙座流星雨。這是一幅用廣角鏡頭拍攝的照片，從中可以看到大量流星從天空中的一點迸發出來。對於英仙座流星雨來說，這一點便位於英仙座內。這不過是一種透視效果，好比筆直的公路或者規整的田畦伸向遠方。這些流星都是相互平行地進入地球大氣層。另外，這張照片還經過了後期加工，將一段時間內出現的流星合成於一張照片中。這是一種常見的後期處理手法。現場的觀感遠沒有照片所呈現的那般震撼。

圖片來源：每日天文一圖（APOD）

有許多人以為流星雨是某種罕見的天文現象。這當然是一種誤解。實際上，由於地球總是沿著一條相對固定的橢圓軌道周而復始地圍繞太陽公轉，有幾場流星雨是每年夜空里的常客。它們分別是：1月初的象限儀座流星雨，4月中下旬的寶瓶座η流星雨，8月中上旬的英仙座流星雨，11月中旬的獅子座流星雨以及12月中上旬的雙子座流星雨。其中雙子座流星雨的流量最大，每一年的表現也相對穩定。只是初冬夜晚的氣溫實在難熬，觀賞的舒適性欠佳。英仙座流星雨的流量次之，每一年的表現同樣穩定。加之適逢暑假，頗受孩子和家長們的歡迎。象限儀座流星雨的流量同樣可觀，只是它發生的時間也是深冬，且極大持續時間短，通常只有數個小時。錯過高峰時段後的表現便差強人意。獅子座流星雨堪稱「流星雨之王」，它在2001年和2009年的狂野表現曾一度驚艷了無數熬夜守候的觀賞者。不過，獅子座流星雨每一年的表現相當不穩定。平常年份的流量總是非常小，而某些年份則會達到暴雨級別。另外，獅子座流星雨的峰值預報一直是一項世界級難題，許多知名的流星雨預報團隊給出的時刻表常常是相互矛盾的。作為普通的觀賞者，最保險的做法自然莫過於一直蹲守在那裡，等候奇蹟出現。寶瓶座η流星雨的流量相比前幾個要少很多，不適合第一次觀賞流星雨的新手。但近幾年有媒體為了吸引眼球，年年藉機炒作它，引得許多對流星雨天象不甚了解的普通民眾盲目觀賞，其結果自然是有了一些不太好的體驗。希望那些曾經被無知媒體誤導的讀者能通過本文對流星雨天象有一個再認識。

關於普通民眾間廣為流傳的流星雨誤區，這裡首先需要糾正的一個就是：究竟什麼樣的天象才是天文學家口中所說的流星雨？必須承認，許多不明看官都被「流星雨」這個詞給誤導了，以為那種「星隕如雨」的景象才算是流星雨。當然，歷史上的確曾發生過多次「星隕如雨」的駭人天象。比較近的有1966年11月18日美國中西部的獅子座流星暴雨，每小時約有10萬顆流星從天而降；1872年和1885年曾兩度出現了很美麗的仙女座流星暴雨，期間每小時的流量都有1.5萬—2.3萬顆之多；1833年11月的獅子座流星暴雨，每小時3.5萬顆流星的高峰期持續了大約9小時，期間每一位觀測者都能欣賞到24萬顆流星划過夜空的壯觀景象。若往前追溯，中國的史籍《春秋》，在公元前687年已有關於流星暴雨的確切記載：魯庄公七年四月辛卯夜中，星隕如雨。

圖2：十九世紀的木刻作品，再現了1833年11月那場罕見的獅子座流星暴雨的壯觀景象。在波士頓觀測的天文學家奧姆斯特德（Olmsted）把這陣流星雨比作大雪時空氣中飛舞的雪片。據說有農夫第二天好奇地去瞧了一下天空，看是不是所有的星星都落光了。

圖片來源：百度百科

由此可見，流量極大的流星暴雨是一種罕見天象，人的一生中通常只有一到兩次欣賞的機會。而在流量正常的夜晚，人們在一小時內往往只能收穫4~6顆偶發流星，且後半夜的數目明顯多於前半夜。這主要是地球公轉所導致的一種淋雨效應。試想一位在雨中行走之人，其胸前所接收到的雨量一定多於後背。同樣的道理，清晨6點的天頂方向正好是地球公轉的正前方，因而此時的偶發流星數目也比傍晚6點多，約為後者的2倍。另外，考慮到地球在其軌道上可觀的公轉速度，傍晚和清晨時流星體進入大氣層的平均速度也有很大不同。假設流星體的軌道速度為42千米每秒，若其在傍晚時分進入大氣層，則相對速度便為12千米每秒，屬慢速流星；而清晨時分的相對速度便飆升至72千米每秒，屬快速流星。有過流星雨觀賞經驗的人能很快區分出二者，因為快速流星的出現和消失往往只有零點幾秒；而慢速流星在天空中停留的時間可達一秒乃至數秒。偶發流星的第三個特點是你完全無法預估它們，包括流星出現的方位、軌跡和亮度等等。不過在另外一些時候，你會發現夜空里的流星並非雜亂無章，沒有規律，因為它們軌跡的反向延長線似乎交匯於天空中一個神秘的、看不見的點（參見圖1）。天文學家稱它為輻射點。輻射點會在每年固定的時候向外輻射流星，活動時間從幾天到幾十天不等。事實上，這樣的輻射點天文學家已經發現了幾百個，廣佈於星空各處。每一個輻射點所帶來的流星都被稱為一個流星群，按照其所處的星座來加以命名。若同一個星座內含有一個以上的輻射點，則按照輻射點附近的星座亮星或者輻射點的相對位置進行區分。例如寶瓶座γ流星群、寶瓶座δ流星群、北金牛座流星群、南金牛座流星群等等。有時也按照流星群出現的先後順序來命名，例如上面的寶瓶座γ流星群又稱為寶瓶座I，而寶瓶座δ流星群又稱為寶瓶座II，等等。由此看來，天文學家所說的流星雨並非是指流量上不凡，而是說流星軌跡在天空中的分布模式彷彿下雨一般。

圖3：1972年的掠地流星。這顆不尋常的流星自地球大氣中彈出，如同在平靜的湖面上打水漂一樣。事件發生於大白天，持續了數秒鐘，據報道從美國猶他州到加拿大的亞伯達省均有人目擊。上圖攝於美國懷俄明州的大提頓山脈上，Jackson湖泊後方。這個巨大的火球約莫有一台卡車大小，可能會在空中爆炸，或直接撞擊到地球。飛掠長空的流星很少見，但是當流星雨的輻射點剛東升或是西落時較容易發生。

圖片來源：每日天文一圖（APOD）

當然，相較於偶發流星，有輻射點活動的夜晚流量還是相對要高一些。天文學家使用ZHR數值來表徵其大小，它的含義是當輻射點位於天頂、觀察者在漆黑無月的夜晚一小時內所能捕捉到的流星總數。粗略地講，這個數值表徵了單位時間內觀察者所能看到的流星數目上限，因為無論是月光，光害，建築物遮擋，還是輻射點高度都會削弱這個數值。雙子座流星雨的極大ZHR通常在120—160，英仙座流星雨的ZHR峰值約為90，而獅子座流星雨在平常年份的ZHR=15，2009年小爆發時的ZHR約為600—900。另外值得說明的是，流星雨的局部表現同觀察者所在的地域是有關係的，因為人們只可能目睹天頂附近幾百公里範圍內的流星，再遠的目標便隱沒於地平線以下了。另外，同一顆流星的軌跡在不同地點的觀察者眼中也是不同的（見圖3，掠地流星是一種極具觀賞性的現象）。這便為流星高度的測定提供了可能。就平均值來講，亮流星往往出現在140千米高處，消失於50千米高處，所經過的路徑超過300千米；而暗的流星則出現在110千米高處，消失於80千米高，路徑長60千米。對於特定的流星，以上數值可以同平均值相距甚遠。流星體越大，消失時的高度也越低。原始重量5公斤以上的流星體便有可能深入低層大氣，甚至進入對流層。由於這裡的大氣密度驟然上升，許多流星體會在幾千米的空中發生碎裂和爆炸，緊接著速度驟減至數百米每秒，最後化為無數隕石落至地面。有統計數據表明，地球上每天隕落的天外物質至少有5噸，每年約有2000噸。其中絕大部分降落在了海洋、山脈、沙漠等無人居住之地，少數落在了農田、村莊內，被人們拾獲。至於在繁華的都市內，由於其面積比例狹小，少有相關的目擊報道。

- 未完 -

責任編輯：馮中

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

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