请收好!英仙座流星雨的正确打开方式
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请收好!英仙座流星雨的正确打开方式

2020年08月12日 15:37:40
来源:澎湃新闻

8月12日晚,我们将迎来一年一度的“英仙座流星雨极大期”。作为北半球最知名的三大流星雨之一(另外两个是一月的“象限仪座流星雨”和十二月“双子座流星雨”), 英仙座流星雨的每次来临,都受到天文爱好者和星空摄影师的追捧。

英仙座流星雨是如何发生的?我们要如何舒适、愉快地观赏这场天空盛宴呢?澎湃新闻-私家地理邀请北京大学天体物理系在读博士生王凯翔为我们解读“英仙座流星雨的正确打开方式”。

英仙座流星雨是如何诞生的?

流星雨起源于太阳系内的彗星或个别小行星。英仙座流星雨的母天体是斯威夫特-塔特尔彗星(109P/Swift-Tuttle),这颗彗星大约每133年绕太阳一圈。

彗星由松散的冰物质、尘埃和小石块构成,是太阳系里的“脏雪球”。每当彗星靠近太阳时,其表面受到强烈的太阳辐射加热,会挥发出许多的物质,形成长长的彗尾,并且随着运动,将大大小小的尘埃颗粒散布在整个运行轨道上,这些尘埃就被称为“流星体”。如果彗星的公转轨道和地球的公转轨道正好相交,当地球穿越彗星轨道时,就会闯入彗星留下的尘埃分布区,许多流星体高速进入地球大气层,产生了转瞬即逝的现象,“流星雨(Meteor shower)”就诞生了。

由于空间透视效应,从地面上看,这些流星仿佛都是从天空中的某个点辐射飞来。英仙座流星雨的辐射点就位于英仙座和仙后座之间。  NASA/APOD 图

由于空间透视效应,从地面上看,这些流星仿佛都是从天空中的某个点辐射飞来。英仙座流星雨的辐射点就位于英仙座和仙后座之间。 NASA/APOD 图

由于空间透视效应,从地面上看,这些流星仿佛都是从天空中的某个点辐射飞来,在天文学中,我们称其为流星雨的“辐射点”。 辐射点位于哪个星座,流星看起来就像是从该星座朝着四面八方飞射出,因此人们用辐射点所在的星座来命名流星雨。英仙座流星雨的辐射点就位于英仙座和仙后座之间。

为什么每年都能看到壮观的英仙座流星雨呢?

流星雨的母体彗星绕太阳公转的周期一般都在数十年、上百年甚至更长,但彗星的轨道与地球轨道相交的地方是固定的。每年地球在公转途中,穿越彗星的尘埃区时,就会发生流星雨。

以英仙座流星雨为例,每年从7月下旬到8月中下旬,地球逐渐穿越斯威夫特-塔特尔彗星尘埃密布的轨道附近,这段时间都算是英仙座流星雨的活跃期。到了8月13号前后,地球穿越轨道上尘埃分布最密集的区域,此时,从地球上看到的每小时流星数量最多,于是我们称其为 “流星雨的极大时刻”。而当母体彗星每133年回归,重新路过地球附近时,则会带来更密集的尘埃物质分布,这时候就容易产生“流星雨爆发”的现象了。

英仙座流星雨的示意图,可以看到彗星轨道上尘埃物质的分布是有一定弥散的,每年当地球穿越这片尘埃区时,就会发生流星雨。 Sky & Telescope Magazine 图

英仙座流星雨的示意图,可以看到彗星轨道上尘埃物质的分布是有一定弥散的,每年当地球穿越这片尘埃区时,就会发生流星雨。 Sky & Telescope Magazine 图

这次英仙座流星雨,我能看见多少颗流星?

今年英仙座流星雨的极大时刻发生在北京时间8月12号晚间,极大时的理论天顶流量为110颗左右,从晚上9点之后到凌晨天亮前都可以进行观测

然而受下弦月月光的影响,8月12号~13号晚间,我们能看到的流星数量将打一些折扣。预计在远离城市的黑暗天空中,如果你少看手机,紧盯天空,并且月亮方向有建筑物遮挡的话,每小时应该能够看到40~50颗的流星。

而在城市中,寻找一个避开灯光的开阔地,预计也能看见5~10颗流星。

在极大当晚的之后几天内,我们仍将看到不少属于英仙座流星雨的流星,虽然流量上已经明显减少。但靠近农历月末,残月对天光的影响也在减弱。因此,本次英仙座流星雨的适合观测期总体在8月12号~8月16号期间。

流星会在全天任何区域随机出现,无需对着流星雨的辐射点看。此外,英仙座流星雨的流星还有如下特征:大多呈黄绿色,亮流星比例较高,流星速度较快,接近60千米每秒。因此往往你刚意识到有流星划过,这颗流星就已经消失了。对着流星许愿恐怕是很难实现哦。

8月13日零时,英仙座流星的辐射点和月亮位置示意图 Stellarium软件截图

8月13日零时,英仙座流星的辐射点和月亮位置示意图 Stellarium软件截图

用什么样的设备来欣赏流星雨呢?

流星雨的观测方法比较简单。无需繁重的望远镜设备,只需寻找一个适合的观测地,抬头仰望天空就可以了。

“合适观测地”的定义,是远离城市灯光、晴朗无云的夜空、开阔遮挡少的地形。在广阔的北方地区,选择沙漠、戈壁和草原等地带是非常合适的,在人口稠密、丘陵密布的南方地区,则最好选择城市周边,开车可达的山区开阔地。

虽然是炎热夏季,在北方或是南方的高山区,黎明前的气温也是较凉的。因此要根据观测地的实际情况,准备好保暖用品。另外,由于夏季蚊虫较多,要准备好驱蚊水等药品,且观测地不宜选择植被过于茂密的地方,以免蛇虫侵扰。

为了避免脖子太累,在地上摊开一张垫子躺着看是最好的办法。观测期间不要频繁看手机,因为手机屏幕的亮光不利于人眼的黑暗适应,将会使你看到更少的流星。而且,根据流星雨的墨菲定律,亮流星往往在你低头看手机的时候发生。

如何拍摄流星雨呢?

流星现身的时间和方位不定,因此拍摄要采用守株待兔的方法。最好使用高感光度表现较好的全画幅单反或无反相机,并使用大光圈的广角镜头(最大光圈达到f/1.4-2.8之间,焦距14-24毫米左右),固定在三脚架上,选择合适的天空朝向,长时间曝光连拍(例如20-30s)。

后期通过进一步处理,将多张照片中的流星叠加到同一张图上,就能形成“星陨如雨”的效果。此外,部分适合拍星空的手机也可通过手动调节参数到如上所述的参数范围,并使用三脚架固定来进行拍摄,方便快捷。

流星、火流星和陨石……傻傻分不清

流星体的质量通常很小。形成一颗肉眼可见的明亮流星,质量只需大约0.1克,类似一颗沙粒的大小。偶尔也会有尺寸更大的流星体闯入大气层,产生的亮度超过金星,甚至能与月球一较高下,这样的超亮流星被称为“火流星”(Fireball)。

火流星是流星现象中的精华,它的出现往往令人印象深刻。有时火流星还会伴随着碎裂、响声和未燃尽的流星体落到地面上,而这就是 “陨石”。至于更大一些的流星体……哦不,那就该叫“小行星”了。

2013年俄罗斯车里雅宾斯克的小行星撞击事件中,人们看见了明亮的白昼火球划过天空,这颗直径为15米,质量约7000吨的小行星爆炸产生的巨响和冲击波,造成了上千人受伤。此外,科学家们推测6500万年前撞击地球导致恐龙灭绝的小行星,直径至少有10公里。

(左上:普通流星、右上:明亮的火流星、左下:2013年车里雅宾斯克小行星撞击事件、右下:小行星撞击事件在结冰的湖面上撞出的洞)  王凯翔 、网络 图

(左上:普通流星、右上:明亮的火流星、左下:2013年车里雅宾斯克小行星撞击事件、右下:小行星撞击事件在结冰的湖面上撞出的洞) 王凯翔 、网络 图

美国亚利桑那州的巴林杰陨石坑,地球上最著名,保存最完好的陨石坑之一。陨石坑是历史上发生过的超大号“流星”事件的遗迹见证。维基百科  图

美国亚利桑那州的巴林杰陨石坑,地球上最著名,保存最完好的陨石坑之一。陨石坑是历史上发生过的超大号“流星”事件的遗迹见证。维基百科 图

历史上那些壮观的流星雨

其实天空中每天都有流星群在活跃,但绝大多数流星雨的流量都很小,每小时小于5~10颗,它们常常会和那些无明确流星群归属的偶发流星混淆起来,并没有多少观测价值。而当每小时流星数量超过1000颗,我们就称其为“流星暴雨”。在历史上曾发生过多次每小时超过上万颗的更为壮观的流星雨爆发事件,其中最著名的当数狮子座流星雨了。

每年11月中下旬发生的狮子座流星雨,其母体是每三十三年绕太阳公转一周的坦普尔-塔特尔彗星(55P/Tempel-Tuttle)。

历史上,1833年,坦普尔-塔特尔曾带来每小时超过10万颗流星雨爆发,1866年,它的回归带来再度爆发。但在19世纪末,行星引力作用改变了该彗星的轨道,爆发没有出现。1966年和1999年有两次回归,狮子座流星雨大爆发再度现身。2001年的狮子座流星雨,大概是许多70、80后们记忆最为深刻的一场天文盛宴了——每小时天顶流量达上万颗。

这幅木刻画作描绘了1833年的狮子座流星雨大爆发时的壮观景象,当晚的几个小时内,数十万颗流星降临地球,引起了不明真相人们的恐慌。National Geographic Courtesy of Elsevier/M. Littmann 图

这幅木刻画作描绘了1833年的狮子座流星雨大爆发时的壮观景象,当晚的几个小时内,数十万颗流星降临地球,引起了不明真相人们的恐慌。National Geographic Courtesy of Elsevier/M. Littmann 图

遗憾的是,由于彗星母体受到木星和土星引力的影响改变轨道,狮子座流星雨在未来的两次回归——2032年和2065年前后,预计都不会发生太大的爆发。在其他年份里,狮子座流星雨的流量普普通通,即使是极大时刻每小时也只有10~20颗流星出现,并不出彩。

在21世纪,还会不会出现其他彗星带来的流星雨大爆发呢?让我们拭目以待吧!