每年八月,夜空中都會閃耀著流星,因為地球穿過斯威夫特-塔特爾彗星的碎石流,從而產生了英仙座流星雨。由於斯威夫特-塔特爾的體積巨大,而且它已經在現在的軌域上執行了數千年,因此產生了令人印象深刻的大碎片流。事實上,斯威夫特-塔特爾的軌域距離地球很遠,因為它圍繞太陽的軌域周期為133年(幾乎是哈雷彗星的兩倍),這意味著碎片相對於地球的移動非常迅速。事實上,斯威夫特-塔特爾也是一個對地球有潛在危險的物體——它幾乎完美地穿過地球的軌域——這意味著每年當地球穿過它的碎片流時,它所引發的流星雨都是壯觀的。
英仙座流星雨無疑是地球上最偉大的年度表演,在其高峰期每小時約有100顆流星,大多數流星都在快速移動,具有大量的動能,幾乎可以從地球上任何天空晴朗的地方產生明亮、明亮的表演。雖然月亮經常會擋路,但今年,在8月11日晚上和8月12日早上,午夜過後不久,一輪新月將落下,為壯觀的夜間表演鋪平道路。如果你有晴朗的天空,你不會想錯過2024年的英仙座流星雨,這可能會成為今年最好的流星雨。
像彗星或小行星這樣的大天體靠近地球是非常罕見的,盡管它確實偶爾會發生。然而,非常常見的是,地球將穿過由周期性彗星或小行星劃出的軌域路徑,這些彗星或小行星確實進入了內太陽系。當它發生時,取決於多種因素,包括:
該物體在其當前軌域上停留了多長時間,
地球與該物體的軌域路徑有多近,
月球所在的位置,
以及彗核離地球有多近,
我們將得到從流星雨的啞彈到壯觀的表演的任何地方。
幸運的是(就目前而言),對於地球上的天文觀測者來說,所有這些事情都對八月的英仙座流星雨有利。母體斯威夫特-塔特爾彗星在其目前的軌域上至少有大約2000年的歷史,因為英仙座流星雨 是在公元前69年首次被觀測 到的。盡管斯威夫特-塔特爾彗星本身直到1862年才被發現,盡管這顆彗星的原子核目前距離是地球與太陽的距離的42倍左右——比海王星還要遠——但這顆彗星本身是如此之大,並且已經繞太陽執行了很長時間,以至於它的整個軌域上都密密麻麻地布滿了碎片。每當地球經過它時,一場可靠的壯觀表演就會隨之而來。
斯威夫特-塔特爾彗星還有另一個廣為人知但很少被討論的好處:它的軌域路徑直接穿過地球圍繞太陽的軌域。由於遠日點如此之大,或者說離太陽最遠的距離,斯威夫特-塔特爾彗星在穿過太陽系內部時,相對於地球的軌域速度為~60公裏/秒。對於一顆彗星來說,它的體積非常大,其核心直徑約為~26公裏,它被稱為人類已知的最危險的物體,因為不幸的撞擊將釋放出比導致地球最近大規模滅絕事件的撞擊事件多20多倍的能量: 希克蘇魯伯撞擊器 。
盡管斯威夫特-塔特爾需要133年多一點的時間才能完成圍繞太陽的單一軌域,但每次它近距離穿過太陽系內部時,它都會經歷以下變化。
在太陽輻射的驅動下,它會升溫。
它有兩條尾巴:一條塵埃尾巴,它勾勒出一個彎曲的形狀,還有一個離子尾巴,它總是直接指向遠離太陽的地方。
彗星核的微小碎片脫落,繼續與母體在同一軌域上,但在彗星本身的前後伸展。
而且,隨著時間的流逝,這會產生密集的碎片流,每次地球經過彗星的軌域時都會導致流星雨。
換句話說,只要這顆彗星的原子核和地球本身不在軌域上相交——這是碰撞的秘訣——這顆彗星對地球的唯一影響就是它的碎片流。當地球經過那條泥石流時,它將繼續這樣做,在可預見的未來,高峰將在每年的8月11日至15日之間到來,在那段時間裏,一系列流星將從天空中的同一點輻射出來:這個點恰好在英仙座, 流星雨因此得名,英仙座流星雨。
在北半球,流星雨最為壯觀,因為英仙座流星雨的輻射點位於北方天空。如果你能找到北鬥七星、北極星和仙後座著名的「W」,那麽只需在天空中穿行一小段旅程,就可以到達所有英仙座流星雨的看不見的起源點。雖然它們起源於那個點,但觀看它們的最佳方式是躺下或坐下來,欣賞廣闊的天空視野,並尋找從該起點飛馳而出的流星。它們在地球大氣層中燃燒時移動得如此之快,光芒如此之大,以至於它們可以出現在任何地方,甚至包括南半球!
這並不意味著你看到的每顆流星,請註意,都會是英仙座流星。過去還有許多其他彗星和小行星穿過地球軌域,還有流浪塵埃和微流星體粒子。判斷流星是否是英仙座流星雨的方法是追溯出現的光條,並檢視它是否回到那個點——輻射點。即使在英仙座流星雨的高峰期,你看到的大約20%的流星也可能來自雜散粒子,而不是來自斯威夫特-塔特爾彗星本身。
一般來說,流星雨通常最好在淩晨 3 點左右觀看,因為那是黑暗的天空和豐富的流星的組合被最大化的時候,再加上輻射點通常在天空中很高,在地平線上方清晰可見。今年,這將因新月落下而放大,這將發生在8月12日淩晨1:30至2:20之間,正好是英仙座流星雨的高峰期。一旦月亮落下,天空就會進一步變暗,導致那些流星在夜晚的背景下真正「爆裂」。如果你能夠熬夜(或早起),即使8月12日是星期一,只要你有晴朗、黑暗的天空,英仙座流星雨的高峰期都是值得的。
你能看到多少顆流星?這是最難回答的問題之一,因為流星雨的理論最大速率(即所謂的天頂地平線率(ZHR))與尋找比郊區更暗的天空的典型觀察者將要看到的東西之間存在很大差異。
天頂地平線率假設理想條件:
輻射點正好位於您所在位置的頭頂,
你們的天空是晴朗的,萬裏無雲,沒有任何人為造成的光汙染(包括來自低地球軌域衛星的光汙染),
您的眼睛適應了黑暗(這意味著您至少 20 分鐘沒有看過任何白光,包括您的手機),
而且你看到的是流星雨的絕對最高,中央的峰值,只持續幾個小時,而不是你將看到的更廣泛的「最大」時間,這與你在地球上的位置有關。
在這些理想條件下,你可能會看到每小時超過100顆流星,或者每分鐘大約兩顆流星。但即使在更現實的條件下,大多數觀測者也可以預期每小時看到大約40顆流星,或者每三分鐘大約兩顆流星。這仍然是一個很棒的節目,很容易值得。
每次你釣到一顆流星雨,都代表著一個時刻,可以欣賞到這場流星雨是如何形成的宇宙故事。一個以冰為主的物體,是45億多年前太陽系形成時遺留下來的,最近受到重力擾動,現在每133年一次地穿過內太陽系,當它這樣做時,它會危險地靠近地球。木星,以及(在較小程度上)其他行星,一直在對這顆彗星產生重力影響,並將在未來繼續這樣做,擾亂它的路徑。隨著每一個新的軌域,彗星的更多部份就會脫落,從而略微減少其質素。
在2059年,英仙座流星雨將達到它們最弱的程度,因為斯威夫特-塔特爾達到了它離太陽最遠的距離。然後它將返回,在2126年再次接近內太陽系。然而,大約2400年後,在安全地避開地球進行接下來的17個完整軌域之後,斯威夫特-塔特爾彗星將在木星附近經歷一次近距離的重力傳遞:這一事件將擾亂其軌域。然後,在4479年,它將在有記錄的歷史上最接近地球,盡管機率很低,但它襲擊我們的可能性不為零。如果是這樣,它不僅會導致大規模滅絕事件,而且地球上的所有人類都可以期待迎接他們的滅亡。
在那之前,我們必須建立一個足夠強大的小行星和彗星偏轉計劃,因為這個物體對地球構成了最嚴重的威脅,從我們可以測量和跟蹤的所有物體來看。然而,在那之前,我們將能夠徹底享受伴隨英仙座流星雨而來的年度景點。我們中的許多人今年已經在不知不覺中看到了英仙座流星雨,因為斯威夫特-塔特爾彗星的碎片流在過去幾千年裏已經變得非常寬。因此,英仙座流星雨持續了一個多月:從7月中旬到8月底。
然而,流星雨的高峰期是為地球穿過泥石流的中點時保留的,這通常是一兩個晚上的表演。今年,世界大部份地區的8月11日夜間(以及8月12日黎明前的早晨),以及亞洲和澳洲的12日夜間(以及13日的黎明前早晨),將標誌著最壯觀的高峰,最好在月亮落山後觀察。由於來自斯威夫特-塔特爾彗星的碎片顆粒以估計58.3公裏/秒(130,000英裏/小時)的速度快速移動,它們將產生全年可見的任何流星雨中最亮的流星。
盡管英仙座流星雨目前越來越弱,從1992年和1993年的高峰期有所下降,當時的天頂視界速率超過每小時200顆流星(有些人認為,1993年超過300顆),但它們仍然是一個壯觀的表演。今天的峰值速率為每小時 ~60-100 次,它們非常值得一看,特別是考慮到溫暖的溫度、晴朗的天空和戶外的愉快體驗。雖然今年的英仙座流星雨可能不如20或30年前那麽壯觀,但今年仍然是一個出門欣賞它們的絕佳年份,特別是如果你能找到黑暗的天空。
今年撞擊地球大氣層的每一顆粒子都可能在幾個世紀前從那顆彗星上脫落下來,恰好在你擡頭的時候穿過你頭頂的地球大氣層。
只不過是一顆鵝卵石的物質在地球大氣層中明亮地著火,產生了你和只有幾千個其他人類可能看到的發光條紋。斯威夫特-塔特爾(Swift-Tuttle)在大約~45億年的時間裏一直是一個穩定的凱伯帶天體,然後經歷了一次偶然的相遇,把它變成了一顆周期性的彗星,而那顆彗星的碎片正是你在捕捉英仙座流星時所看到的。
對於每一個這樣的粒子,持續數十億年的旅程在短短幾分之一秒內就結束了。對於你能夠看到的每一顆英仙座流星,那次旅程的高潮是在地球大氣層中燃燒產生的光子,而你的眼睛就是捕捉它們的「相機」。現在就為八月的第二個周末制定計劃吧,因為像這樣的節目每年只舉行一次!