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流星和彗星是怎么形成的 流星与彗星有什么区别

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发表于 2016-8-21 22:28:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
我们常说,某某事要像宇宙一样永恒,但是实际上宇宙并不是永恒的,甚至有些东西还非常短暂,比如彗星和流星,那么流星彗星是怎么形成的呢?流星与彗星有什么区别?
彗星是怎么形成的?
宇宙间的万物,都在不断地发展变化。一切皆流,一切皆变,一切都有生有死,有产生、成长,有发展、消灭。没有一样具体的事物是绝对不变、万古长存的。例如彗星和流星,它们就像是宇宙中的过客,匆匆而来又急忙离去,真是神龙见首不见尾,给人类留下无尽的猜想。那么这两个神秘的天体是怎样形成的,形成以后又是怎样发展的呢?它们的“急性子”又是怎样养成的呢?

披头散发的彗星

在美丽晶莹的星空中,有时会闯进一位怪客。它被头散发、身后拖着一条长长的尾巴,形状十分古怪,这就是彗星,民间称为扫帚星。在古代,彗星的出现,常常引起人们的关注和惊慌。现在科学技术已揭示了彗星的本质,它也是太阳系大家族中的一个成员,人们已基本上掌握了它的运行规律。天文学家每年都可以观测到10颗左右运行到太阳和地球附近的彗星,宇宙飞船已经飞临彗星附近进行实地考察,给人类带回彗星本质的丰富信息。
彗星这位相貌奇特、来无影去无踪的怪客,在科学技术落后的古代,给人一种恐惧的感觉,人们认为这是天神对人间的警告,常常把彗星的出现与不祥的征兆联系起来。几千年来,彗星给人类导演了一幕幕说不完的悲喜剧。公元前44年3月15日,古罗马帝国的凯撒大帝被人暗杀,9月23日罗马宫廷为这个皇帝举行葬礼时,人们突然发现天空中一颗毛发丛生的彗星,于是人们纷纷惊叫起来,说是凯撒大帝在天空中显灵了,无论是大臣还是贫民百姓都跪拜在地,祝愿大帝的灵魂早日安息。

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1527年,天空中出现了一颗大彗星,惊动了整个欧洲,它使人们如此恐惧,以致有人病倒,有人受惊而死。在1680年,天空中又出现了一颗从未见过的大彗星,人们怕因贪图享乐而受到惩罚,纷纷将自已的财产献给修道院及僧侣,胆子小的人以为世界末日真的来临,他们急忙写下遗书,把钱财献给寺院,以便在归天后,能顺利地进入天堂。当然,不怕彗星“惩罚”的人也不少,远古的迦勒底人显得特别出类拔萃,他们将彗星正确地理解为每隔一定时间重复出现的天体,称得上是一片迷雾中的真知灼见。可惜,他们的思想在历史上几乎没有为后代留下什么痕迹。远在公元前340年,古罗马的一位历史学家,在彗星恐怖的迷信和偏见中独树一帜,他把一颗出现在一次军事进攻前的彗星,描写成“奇怪的吉兆”,说它是引导着舰队驶向西西里岛的航标。
1456年5月,强大的土耳其军队攻打贝尔格莱德城,就在危在旦夕之时,一颗大彗星出现了。人们透过动荡的大气,看到它光芒四射,好像一位瞪圆了眼睛发怒的金刚。贝尔格莱德的守卫官巧妙地利用了突然出现在天空中的彗星,号召大家增强必胜的信念。他指着那颗“银光闪闪、烈焰腾腾、长尾如龙”的大彗星,慷慨激昂地说:“天神已经发怒,大彗星的尾巴犹如一把长剑直刺月亮,使月亮黯然失色,这是上苍暗示侵略者已经大祸临头了。”果然,守城者信心百倍,围城者惶恐不安。曾是所向披靡的土耳其大军竟然不战自乱,仓皇逃离而去——真是一颗彗星胜过十万精兵。

彗星和扫把星无关

彗星在希腊神话故事中很有意思,第二代天神克洛诺斯预测他的儿子要推翻他的统治,夺取天上的王位。于是每当妻子瑞亚生下一个儿子,克洛诺斯就要把儿子吞下肚子。宙斯出生后,瑞亚为了避免他也被父亲吞进肚,就用襁褓包了一块石头让丈夫吞下去,而把宙斯寄养在一个山洞里。为了不让宙斯哭闹,母亲瑞亚给了他一个漂亮的玩具——小金球。小金球闪闪发光,周围还有淡蓝色的穗子绕着它,抛起时好像天空中的一个火球,据说那就是一颗发光的彗星。后来这个金球到了调皮的长有两只肉翅膀的小爱神埃洛斯手里。埃洛斯经常抛小金球玩耍。直到今天还有人看到彗星就说:“啊!小爱神埃洛斯又在抛他的金球了。”
当然彗星并不是埃洛斯闪闪发光的小金球。但长期以来,西方天文学家一直把它拒之于天文学门外,不愿加以研究,这主要是受了古代哲学家亚里士多德的影响。亚里士多德被认为是西方“古典世界中最博学的人”,但他在彗星问题上却是“一无所知”,不过他还要高谈阔论,说“彗星不是天体”,仅仅是“发生在地球大气层中的燃烧现象”,并说彗星是灾难性天气的先兆。
亚里士多德对彗星的“不实之词”在欧洲统治了一千多年。在这段漫长的时间里,西方对彗星的认识一直没有进展。第一个对亚里士多德的“理论”产生怀疑的是丹麦天文学家第谷·布拉赫。1577年11月1日正逢一颗大彗星出现,第谷观测到这颗彗星,记下位置,并把他所得的数据与其他地方观测的数据进行比较,发现两地观测到的方向几乎没有差别,说明这颗彗星离地球是很远很远的,他第一次计算出彗星离地球的距离,要比月亮距离地球远好多倍,证明了彗星是比月亮还要远得多的星体。从此,将彗星从地球的附属品——发生在地球大气里的现象的谬论下解放出来,可谓是千年冤案一朝清。

彗星帛画
中国是一个有五千多年历史的文明古国,对彗星形状的观测和记载十分仔细。1973年从湖南长沙马王堆出土的西汉初期的帛书中,有一幅十分珍贵的彗星图画,它画出了20余种彗星图像,其中有一些图像比较真实地反映了彗星的不同形状和特征,有的还画出了彗头中的彗核。据研究,这些彗星图可能是战国时代人画的,到现在已有2300余年了。

空虚的庞然大物

由于彗星形貌怪异又不常见,以前人们都不约而同地用一些恐怖的词来形容它。其实,彗星是太阳系家族中一类微不足道的小天体。它的出现与星星、月亮的出现一样,都是自然现象,与世事风云、吉凶福祸毫无关系。彗星实质上是一种由尘埃、微粒冻结在一起的冰、雪物质。彗星的结构和形态是随着它离太阳的远近而变幻的。
当它远离太阳时,呈雾状斑点;当它接近太阳、肉眼可见时,通常可分为三部分:彗核、彗发和彗尾。彗核和彗发合称彗头。有些小彗星,即使飞到太阳跟前,也没有尾巴,仅有毛茸茸的外壳,说明它是彗星。彗核密集而明亮,周围朦朦胧胧的部分是彗发。彗尾是背着太阳方向延伸出去的扫帚形,被誉为彗星的“装饰品”。彗核是固体,由夹杂着尘埃微粒的冰物质组成,成分主要是水、甲烷和氨等。当彗核接近太阳时,外部被烤热融化而升华出气体,同时带出一些尘埃和冰粒,在核的周围形成云雾缭绕的彗发。

部分升华物质在太阳风和太阳辐射压的吹拂下,形成彗尾。这也是彗尾总是背向太阳的原因所在。彗核直径从几百米到上百公里不等。彗发直径通常有几万公里,有的达180万公里,比太阳(直径140万公里)还大。彗尾则“长可竞天”,达数千万甚至数亿公里。1910年哈雷彗星回归时,彗核直径约5公里,尾巴则长达两亿公里。
彗头的光辐射,传到彗尾的末端要11分钟。如果从太阳算起,这个大彗尾可通过水星、金星和地球,直至火星。不过,与这硕大的身躯比较起来,彗星的体重却十分轻微。彗星的质量一般不到地球的十亿分之一。如此庞然大物,却是这等区区微量,意味着彗星的密度很小。彗核的平均密度约1克/厘米3,而彗尾的密度只有地面上空气密度的十亿亿分之一。比目前实验室里所能制造的真空还要稀薄,真是名副其实的“空虚的庞然大物”。难怪当1910年哈雷彗星的尾巴扫过地球时,地球竟毫无感觉,甚至连最精密的化学分析,也没发现大气中有任何入侵的成分。这件事教育了好些人,他们从此认识到,彗星貌似强大,实际却不值得大惊小怪。

史无前例的预言

太空中的彗星多得像大海里的鱼,但捕获它们却要付出艰辛的劳动。全世界目前每年平均发现新彗10颗,迄今已发现2000多颗彗星,其中最著名的要数哈雷彗星。新彗星常以发现者的名字命名,但哈雷彗星却不是哈雷首先发现的。据我国已故著名天文学家张钰哲教授考证,早在公元前1057年武王伐纣时代,我国就有关于这颗彗星的记载,比西方的最早记载早1000多年,比哈雷观测到这颗彗星早2700多年!可见,中国人才是这颗彗星的最早发现者。但为什么它却以哈雷的名字命名呢?
这是因为,当公元1682年这颗彗星出现时,英国天文学家哈雷利用牛顿万有引力定律,首先计算出它的轨道,他发现这颗彗星的轨道与1607年和1531年曾经出现过的两颗彗星的轨道完全一样。据此,他认为这三颗彗星是同一颗彗星的重复出现,经过反复计算和研究,哈雷作出了天文学家伟大的预言之一:“……我可以冒昧地预言,它将于1758年再次归来。如果到那时它真的回归了,我们将毋庸置疑,它还会有多次的回归。”这样的预言在当时是史无前例的。在一般人对天文还很无知的情况下,可想而知,人们会以怎样好奇、怀疑甚至嘲弄的态度来对待哈雷的预言。千千万万的人都盼着1758年的到来,以便检验这位天文大师的预言是否可靠。


1758年12月25日,德国天文爱好者帕立兹用一架焦距2.4米的望远镜发现了它。这颗彗星的如期而至,轰动了全世界。人们佩服哈雷的远见卓识,连那些持怀疑和蔑视态度的人,也不得不拜倒在哈雷的脚下,并从中领悟到科学的伟大。不过,遗憾的是哈雷这时已逝世16年了。他没有亲眼目睹他的预言实况,但是,人们为了纪念和表彰他在彗星天文学上的卓越功绩,遂把这颗彗星命名为哈雷彗星。从此,彗星天文学步入新纪元。


天外飞来的“老祖宗”

一般人认为:彗星离我们十分遥远,天上的彗星按照自己的运行规律,在宇宙中运动和变化,地上的人类也世世代代繁衍不息,两者不应当有什么相干。可是随着科学技术的飞速发展,彗星对人类的影响问题,又重新被提了出来。那么,彗星和我们到底有没有关系?如果有的话,那又是什么样的关系呢?科学家早就发现彗星的成分主要是水,有些彗星上还存有生命起源所必需的含碳化合物。而刚形成时的地球本是一片荒漠,很可能正是彗星回归把这些水和有机化合物带给地球,进而在地球上生根,孕育出了最原始的生命。水是生命的摇篮,永覆盖了地球表面的71%,以致有人认为应该把地球改称为“水球”。

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地球上的水从何处来?这是科学家们长期探索的一个问题。地质学家走投无路时,天文学家提出奇特的观点——地球上的水来自天上的彗星。他们估计,每分钟大约有20~30颗平均直径为10米的冰雪球彗星坠入地球。若每颗冰雪球彗星可融化成100吨水,每年则可使地球增加13亿吨水。在地球形成的漫长岁月里,总共可从这些彗星总共可提供560亿亿吨水,是现在地球水体总量的4倍多。即使扣除地球历年散失掉的水分,还是绰绰有余的。

最近,法国科学家宣布,他们在海尔—波普彗星中发现了生命的生前物——叶酸。叶酸是由碳、氢和氧组成的高级化合物,它离蛋白质只有一步之距。有科学家认为,海尔一波普彗星上这一惊人的发现更充分地证明,在地球早期历史上,可能是彗星等小天体将这类化合物质带到地球上,而这类物质可能就是地球上的生命赖以形成的物质。当然,这种观点并不是所有人都能接受的。但多数科学家相信地球年轻时曾受到彗星的撞击,这些彗星为地球带来生命了之花——有机物,而地球上的生命很可能就源于这些有机物。如果这种观点成立的话,那么,彗星就是我们应当顶礼膜拜的最原始的“老祖宗”了。

彗星从哪里来?这是一个颇有趣味且又不易回答的问题。问题虽然难,但是科学家却喜欢迎难而上,到未知王国里翱翔。公元1755年,德国一位年轻的哲学家康德说,整个太阳系都是从一大块星云演变而来的,彗星就是在这块星云的最外层生成的。这种说法倒有几分道理,可惜在当时没有引起大家的注意。四五十年后,法国一个研究数学和力学的大科学家拉普拉斯曾研究过彗星的来源。照他的说法,彗星不是在太阳系内产生的,而是在太阳系外面的空间里,由小星云经过互相碰撞和堆积后变成的,它们到处乱闯,飞过太阳系附近时,被太阳系里的大行星“擒住”,被迫改变了轨道。而太阳系中,太阳是“大庄主”,引力最大,于是它们就乖乖地变成绕太阳运动的彗星了。按照这种说法,彗星是从太阳系外面“牵”来的,是一群俘虏,所以这种说法人们称为“俘获说”。后来,一些天文学家通过对彗星轨道的研究,发现拉普拉斯的说法与事实不太符合,大家也就不太相信了。

但事情没有了结,又来了一个英国天文学家里特顿,他把“俘获说”加以改进。他说就算彗星不是从太阳系外面自己“送货上门”飞进太阳系的,也是太阳从星际空间把人家的彗星“抓进来的”。他说星际空间散布着许多尘埃云,太阳在空间运行穿越尘埃云的时候,太阳的引力会把尘埃云中的物质吸引在一起,并绕太阳运动,它们互相碰撞,结成团块发展成为彗星。这不是太阳飞出去“抓人家”的吗?从表面上看这种观点颇有几分道理,但仔细一想也不通。物质互相碰撞会发热,如两块石头相击会产生火花,尘埃物质互相碰撞会升温,高温会把很多物质蒸发掉,更不可能存在冰物质,而冰是彗星的主要组成成分,因此还是可信的。

爆炸说

1818年,法国大数学家拉格朗日提出一种观点:“彗星是行星爆炸抛出来的物质变成的。”这种“爆炸说”过了100年后,还有一部分人相信。但反对者说,火山爆发没有那么大的“喷力”。于是,有人修正说,不是行星,而是行星的卫星上发生火山爆发,卫星比行星小得多,没有那么大的吸引力把喷出来的物质倒吸引回去。可是大家一算,还是摇头,不大相信。


转瞬即逝的流星

睛朗的夜空,仰望天际,灿烂闪烁的群星疏密有序,明暗交错,十分协调。你常常会看见一道明亮的闪光划破夜空,它稍纵即逝,来去匆匆,像来自天外的过客。有时,在深邃的天空中会突然出现一道道闪光,从一点向四外辐射,宛如天女散花,又像万盏焰火。这就是流星和流星雨。流星是什么?它们是从哪里来的?它们的出现有什么规律?

探寻彗星的老巢

科技界对彗星的身世经历了近3个世纪的探索,才出现了一种较好的“奥尔特云”说,那是1950年荷兰天文学家奥尔特提出来的。奥尔特对彗星的研究下了很大功夫,花了十个年头计算彗星轨道的变化,寻找彗星源头。他发现有不少运动周期很长的彗星,其轨道的远日点可以延伸到10万天文单位的地方。由此,他提出在太阳系边界的外侧离太阳约15万天文单位的地方存在一个硕大无朋的彗星“仓库”,又叫“彗星云”。因为是奥尔特提出来的,所以有人干脆叫它“奥尔特云”。奥尔特认为,彗星云是个近乎均匀的球层,那里至少储存着l 000亿颗原始彗星,总质量与地球相当或略小。原始彗星绕太阳公转一周的时间要好几百万年。

“奥尔特云”离我们十分遥远,大约比冥王星还远4000倍,一秒钟可以跑30万千米的光,从“奥尔特云”到我们太阳系至少也得2年多。而离我们太阳系最近的恒星“比邻星”,距我们只有4.2光年。不言而喻,奥尔特云已位于太阳与比邻星的中途了。由于从太阳邻近区域路过的恒星对原始彗星有干扰作用,质量不大的彗星比较容易改变原来的运动轨道.它们就不再停留在奥尔特云里,而是扭过头来,有的甚至往太阳系之外跑,这些我们管不着,但有的则朝太阳系内奔来,这就与我们有关系了。多数彗星在离开奥尔特云向太阳系进发的时候,轨道不一定是椭圆,经过成千上万年之后,当它们离太阳愈来愈近时,就成为被天文学家、特别是被广大天文爱好者和彗星“猎手”搜寻的对象。它们在绕太阳运行的途中,如果碰巧在大行星身边经过(主要是木星,其次是土星乃至天王星和海王星),就会受到这些行星引力的“拉拉扯扯”而改变成椭圆轨道,就这样由原来的非周期彗星变成“新”的周期彗星。没有机会成为周期彗星的,在太阳系里遨游了一番之后,就永远地离去了。遗憾的是奥尔特云本身并不发光,用望远镜观测不到,所以目前还不能从观测来证明它的存在。

天界星星地上丁

无论在中国还是在西方,古代都有“天上一颗星,地下一个丁”的说法,人们认为地上每个人在天上都有自己的“命星”相对应,人的命运也与天界的星星相关连。有时在黑暗的夜空中坠下一颗星,人们就说;“天上掉下一颗星,不知哪里又死了一个人。”如果真的是这样的话,在战争年代或大灾大难的日子里,成千上万的人失去了宝贵的生命,难道此时天上的星星就会像秋风扫落叶一般掉下来吗?其实,我们看到天上掉下来的“星星”,并不是真正的星星。我们所看到的满天星星大多像太阳一样是又大又热的火球。太阳与我们地球相比,宛如西瓜与芝麻,谁见过一个个大西瓜会掉在芝麻上?只是真正的星星离我们太远了,看起来成了一个个小亮点。
为了与其正的星星相区别,外行人就在这飞速移动的“星星”前面形象地加上了一个“流”字,意即流动的星,因此也就叫流星,天文学家也接受了这种称呼。那么,流星到底是什么东西呢?它的出现与人的生死祸福真的有密切关系吗?有人说流星是天界仙女的眼泪,有人认为流星是天使划的一根火柴。古希腊哲学家亚里士多德曾推测:流星是发生在地球大气层里的瞬时现象。
他的推测接近了问题的实质,流星的确是发生在地球高层大气中的一种自然现象。在天文学上,形成流星现象的物质叫做流星体。在以太阳为中心的非常大的空间里,除了太阳、九大行星及许许多多小行星、彗星外,还有多的数不清的流星体,它们是极小极小的、很不起眼的“小不点儿”,大多数像沙粒、尘埃。由于这些尘埃和小颗粒都有可能会变成流星,所以天文学家干脆叫它们“流星体”。但这些“小不点儿”却十分顽皮,总是在太阳系的广阔空间里到处乱闯,可以说是太空中的游荡者。当这些“小不点儿”偶然闯入地球的高层大气时,会与大气发生剧烈的碰撞摩擦。我们知道,两个物体互相摩擦会发热,古人钻木取火也是这个道理。

由于闯入地球大气的流星体的速度极快,大约是枪弹速度的100倍以上,因此,摩擦会产生几千度、甚至上万度的高温,在这样的高温下,连钢铁也会很快熔化,流星体当然也会很快被熔化、蒸发,并变成气体即气化,形成了明亮的划空而过的长长流星现象,被我们看到,也就是人们所说的“天上掉下了一颗星星”了。由此可见,流星并不是“挂在”天上的星星,它仅仅是发生在地球大气层中的自然现象。因此,它也与人的祸福毫不相干。

流星会砸下来吗?
流星闪光出现的地面高度约在150—75千米,在310千米附近开始闪光的可能性最大;而流星闪光消失的高度范围约在115—35千米之间,闪光消失的最大可能是离地面70千米左右。所以,流星大部分出现在离地面110—70千米的高度上。有的人担心流星会砸在人的头上,这是大可不必的,因为流星一般在30千米以上就烧尽了。


黎明为何比傍晚多

流星的出现,一般是偶然的,但是通过长期观测和研究,发现流星数也有一定的规律。你要是整夜都不睡觉,去“盯梢”流星,长期下来,一定会发现早晨出现的流星比傍晚要多,这就是所说的流星出现的周日变化。为什么流星会出现周日变化呢?


想来大家都有这样的生活经验:下雨天,一个忘了带雨具的人为了躲雨,快步迎着大风在街上跑了一小段路,到家一看,胸前、脸上……总之是身体前面全都淋湿了,可是背部却只稀稀拉拉地洒到几滴雨。这个经验使我们感觉到,那雨点好像是从奔跑者的正面“泼”过来的。按理说,流星体在空间分布、飞行方向等方面对地球而言是杂乱无章的,没有什么规律。若地球静止不动的话,地球上任何地方,每小时看到的流星数目应基本相同。

但是,地球本身在宇宙空间中是运动的:一种是地球绕太阳公转,另一种是地球的自转。由于地球的公转,地球以30千米每秒的速度(汽车大约只有10米每秒)在行星际空间扫过。因此在地球公转前进时朝前的一面(即黎明一边)就会碰到更多的流星体,这就好比在雨中奔跑的人迎着雨的一面洒到的雨点较多一样。而在地球运动前进的后面一边(即傍晚一边),还有许多流星体追不上地球而不能掉入地球的大气层,只有那些速度很大的流星体才能追上地球“自投罗网”。

偶发流星在一年之中出现的情况又怎样呢?根据观测统计,在北半球,每年4月偶发流星最少,9月出现得最多。也就是说,一年之中,秋天看到的流星比春天多得多。这是什么原因呢?这与地球自转及流星体物质数目在它轨道上分布的不均匀性有关,确切的原因还没有弄清楚,因为目前有关偶发流星周年变化的研究还很不充分。流星虽然是极普通的自然现象,但我们每天能看到的流星数目却极为有限。特别是住在大城市里的人,由于城市高楼大厦的阻挡,视野不大,另外又由于城市灯光太强,能看到天上的星星都不是很多,要看到瞬时而过的流星就更是稀罕之物了。


流星数目

随着天文望远镜的发明,特别是雷达在天文学上的应用,人们发现每天落向地球的流星数是很多很多的,而人眼能看到的流星只是其中的极小一部分。我们若把流星发出的光集中起来,那么,同一星等的全部流星的亮度比满月还要亮好几倍。而把一昼夜里的所有流星的光全部集中起来,则相当于250个满月同时挂在天上,这是多么壮观的情景呀!

夜空中的巨大“火龙”

普通看到的流星,哪怕是像金星、火星那样明亮,它的质量也不过1克到几克,要是流星体的质量有几十克、几百克,以至几千克以上的话,情况就不同了,不但亮度可以超过金星、火星,而且往往会超过月亮。天文学上把亮度超过-4等的流星,叫做“火流星”。
1996年9月17日0时40分左右,劳作了一天的人们大多进入了梦乡。然而变化万千的宇宙给重庆市郊带来了一次壮丽的天文奇观,一条巨大的“火龙”喷着熊熊烈火,翻腾在重庆的西北上空。虽是子夜时分,这一壮观的景象还是被不少人亲眼目睹,只见一个巨大的不明发光物腾空而起,前面由两颗非常明亮的星星带头,就像巨龙的两只眼睛。大星后面跟着无数较小的星星,但也都比零等星还亮,活像龙身上闪闪发光的鳞片。
尾部还有许许多多小星星。整条巨龙发出红色的光芒,把整个大地照得如同白昼。巨龙急速地自西向东方向飞行,当它飞临长寿地区时,整个地区的电灯突然熄灭了,大地一片漆黑,而巨龙飞过之处又像天上裂开了一道裂缝,从中喷出猛烈的火焰,巨龙飞离后,该地电灯又亮了起来。同时还隐隐约约听到从远处传来打雷般的声音,雷声长达20余秒钟。显然,这是一颗较大的流星体——火流星闯入地球大气层后,分裂成许多碎片,每块碎片都成了一颗亮晶晶的流星。

火流星质量大,体积也大,如果比较疏松的话,它们在阻力很大的空气里高速飞行,就容易破裂,强大的空气阻力也会像利刃一样把流星体一层一层剥下来,这些碎片也就是一个小流星,因此,在火流星后面一般都跟着一群小流星。阻力产生高温,促使流星体猛烈地膨胀,胀得太急、太厉害,会产生断裂和爆炸,发出巨大的响声,所以会看到火流星像一条火龙,并伴有各种声音。

流星体质量

一般的流星体,密度都极低,大约是水密度的1/20,是一种多孔性的松散结构的固体,它们通过大气时在很低的压力下就破碎。较亮的流星(在标准距离100千米看得到的流星),它的流星体质量约为0.05克;而亮度为6等的流星,流星体质量约为0.01克。根据流星光谱的资料,可以认证出流星体中含有不同的原子和离子。


空中礼花放异彩

我们平时看到的流星,一般都是单个无规律出现的,这种流星在天文学上称为偶发流星。但有时候,能看到一大群一大群的流星,宛如节日的焰火从天空中某一点迸发出来,这种神奇的天上焰火称为群发流星。群发流星多的时候简直就像平时下雨一样,所以群发流星又称流星雨。流星雨有大有小,有些流星雨的流星数目,每小时只有稀稀拉拉的几颗,根本看不出什么“雨”,但因它们都是从天上同一点辐射出来的,所以仍被称为流星雨。但有的流星雨规模可以达到惊人的程度,历史上,很大的流星雨也曾使人们惊慌万分,坐卧不安。据日本历史记载:11世纪日本曾出现一次大流星雨,吓坏了日本天皇,为了平息天上神灵的“盛怒”,天皇慌忙把关在监狱里的犯人统统放了,以保平安。1833年降落在北美的一场流星雨,使种植园里的黑人认为是“可怕的审判日”,吓得许多黑人跪拜在地,祈告苍天宽容他们的罪过。
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直到100年后的1933年,在北非和南欧的一次流星雨又引起葡萄牙当局的恐惧,市民们也吓得纷纷拥向教堂去忏悔。而当时仍处在殖民统治下的非洲苏丹土著人,认为恶魔要“把星星从天上捅下来”,惊吓得不知所措,目瞪口呆,他们擂起震天的战鼓,想把魔鬼吓跑,以拯救星星。

当然,在我国古书中也有类似的记载:公元前3世纪的《列子》书中说;“杞子忧天而废食”,意思是说杞国人忽然看见流星飞越天穹,担心天要崩了,连饭也不想吃了,这就是“杞人忧天”的成语。其实,流星雨是由成群的流星体闯入地球大气而形成的,这种成群的流星体我们就叫它流星群。现在发现的大大小小流星雨有一千多群,每年可以看见的也有四五十群。天文学家为了区分不同的流星雨,就以辐射点所在的星座名或辐射点附近的亮星的名字来命名流星雨(或流星群)。即辐射点在那个星座,就叫那个星座的流星雨,如天琴座流星雨(群),就是这个流星雨(群)的辐射点在天琴座。又如宝瓶座η流星雨(群),它的辐射点在宝瓶星座η星附近。

白天也有流星雨

据《汉书》记载:公元前12年5月22日下午,太阳还高高地挂在西边天空中,忽听得一阵“轰轰”的轻雷声,一颗大流星随声而出,头大如牛,长十多丈,赤白色,晶莹透亮,从太阳下面向东南方飞去。紧接着流星纷纷出现,有的橡大酒杯,有的像鸡蛋,都亮得刺眼。连续不断地、像雨一般地向四方落下,一直到黄昏才停止。如此壮丽,实是奇观。

不同的身世

我们知道无论偶发流星还是流星雨,都是由流星体闯入地球大气时摩擦发热而产生的。读者自然会问:偶发流星和流星雨的景象是绝然的不同,那么,形成偶然流星的流星体与流星雨的流星群是从何而来的呢?它们有什么区别?其实,偶然流星的流星体与流星群的身世完全不同:前者是混沌世界的遗留物;后者是彗星生下的“娃娃”。在我国古代神话故事里,有一个盘古开天的神话,说现在的天和地原是一片黑暗的混沌世界,后来被盘古用大斧砍开了。
而我们现在的太阳系形成的一种学说称星云说,也认为太阳系是由一个巨大的、像混沌世界一样的星云逐渐演变而来的。星云的中心部分收缩为太阳,在太阳周围不同区域内的物质收缩为大行星及它们的卫星。
但其中有一些纷乱细小的遗留物没有归属,这些遗留下来的“散兵游勇”只好单独在行星际空间绕太阳运动,在广阔的空间里乱闯。这些流星体闯入地球高层大气时就成了偶发流星。关于流星群的形成却又是另一回事了,现在一般认为:流星群是慧星生下的“娃娃”。

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彗星比流星体大得多,它们在轨道上绕太阳一周的时间短的要几年、几十年,长的要几百年、几千年,而有的来过一趟就永远不回来了。当彗星回来逐渐接近太阳时,得到太阳的热量越来越多,再加上潮汐力的作用,彗星中的冰物质就升华成气体,从彗星内部喷发出来,并从中夹带出许多固体颗粒和尘埃。这些固体颗粒和尘埃在初期还围绕在彗星周围一起运动,但随着时间的推迟,由于颗粒尘埃被抛出的方向不同,又由于相互间的碰撞,这些颗粒和尘埃的运动有的变快而超前,有的变慢而掉队,有的向旁边偏离。

于是,这些颗粒和尘埃就逐渐沿着彗星运动轨道的方向拉长,原来聚集在一起的质点被拉成一团一团,最后被分散到很长的区段上,直至整条彗星轨道上都布满了质点,像一个越变越粗的“面包圈”,又像我们平时玩的“呼啦圈”。一般情况下,流星群质点形成的“面包圈”是很粗的,远远超过地球的直径。地球以30千米每秒的公转速度穿越流星群(“面包圈”或“游行队伍”)时,要几小时、几天,甚至几十天的时间,在这段时间里,流星群里的许多固体颗粒尘埃撞入地球心部分收缩为太阳,在太阳周围不同区域内的物质收缩为大行星及它们的卫星。但其中有一些纷乱细小的遗留物没有归属,这些遗留下来的“散兵游勇”只好单独在行星际空间绕太阳运动,在广阔的空间里乱闯。

这些流星体闯入地球高层大气时就成了偶发流星。关于流星群的形成却又是另一回事了,现在一般认为:流星群是慧星生下的“娃娃”。彗星比流星体大得多,它们在轨道上绕太阳一周的时间短的要几年、几十年,长的要几百年、几千年,而有的来过一趟就永远不回来了。当彗星回来逐渐接近太阳时,得到太阳的热量越来越多,再加上潮汐力的作用,彗星中的冰物质就升华成气体,从彗星内部喷发出来,并从中夹带出许多固体颗粒和尘埃。这些固体颗粒和尘埃在初期还围绕在彗星周围一起运动,但随着时间的推迟,由于颗粒尘埃被抛出的方向不同,又由于相互间的碰撞,这些颗粒和尘埃的运动有的变快而超前,有的变慢而掉队,有的向旁边偏离。

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于是,这些颗粒和尘埃就逐渐沿着彗星运动轨道的方向拉长,原来聚集在一起的质点被拉成一团一团,最后被分散到很长的区段上,直至整条彗星轨道上都布满了质点,像一个越变越粗的“面包圈”,又像我们平时玩的“呼啦圈”。一般情况下,流星群质点形成的“面包圈”是很粗的,远远超过地球的直径。地球以30千米每秒的公转速度穿越流星群(“面包圈”或“游行队伍”)时,要几小时、几天,甚至几十天的时间,在这段时间里,流星群里的许多固体颗粒尘埃撞入地球的高层大气而发热生光,我们就能看到许多流星,形成壮丽的流星雨了。

英仙座流星雨

找“妈妈”英仙座是古希腊大英雄佩尔修斯的化身。它也有一个流星雨,每年8月12日前后,众多的流星或白、或黄、或蓝、或红,或长或短,丰富多采,婀娜多姿,从英仙座向四面八方辐射出来,就像当年大英雄佩尔修斯为搭救公主安德罗墨达(仙女座)与鲸鱼搏斗时怒发的神箭。从人类对它的记录看,著名的英仙座流星雨已存在几千年了。英仙流星雨在我国的最早记载是公元36年,在公元9世纪至10世纪,这个流星雨曾“大闹”过一阵。

如公元830年7月30日,从黄昏一直到天明,大大小小的流星多得无法统计。公元925年7月22日这一夜,也连续出现2个多小时。最有意思的是公元962年(那时中国正处在“五代十国”时期),四川的一个小皇帝叫孟昶。入秋后的一天,热得要命,他和夫人(即有名的“花蕊夫人”)睡不着,半夜起来双双跑到荷花池边去乘凉,正好看到“疏星渡河汉”,就是英仙流星雨,他们把它写成词——《洞仙歌令》。那么,英仙座流星雨与哪颗彗星有关呢?1862年7月15日夜,一位当时还不出名的业余天文爱好者路易斯·斯威夫特,正在纽约郊外他自己的马厩旁的一块空地上用11.4厘米口径的望远镜搜索北方天空,突然,他在鹿豹星座中发现了一颗彗星,当时他还误认为这是两星期前刚被发现的施密特彗星,就没有公开宣布他的观测成果。

3天后,哈佛天文台的塔特尔也发现了这颗彗星。于是他们两人分享了发现权,这颗彗星就命名为斯威夫特—塔特尔彗星。几位天文学家用他们两人的观测数据,计算了这颗彗星的运行轨道,结果表明,这颗彗星沿着扁而长的椭圆轨道环绕太阳运行,每120年运行一周。1866年,著名天文学家卓万尼·斯加帕烈里把这颗彗星的轨道与古老的英仙座流星群轨道作比较,发现两者几乎完全一致,这只能表明英仙座流星群是斯威夫特—塔特尔生下的“娃娃”,从此,在宇宙中“流浪”了几千年的英仙座流星群终于找到了自己的“妈妈”。

象限仪流星雨

象限仪流星雨活动日期大约在1月3日前后,时间很短,这是一个中国业余天文爱好者非常熟悉的流星雨,我们与它打交道已经多次了。特别是1990年,新年伊始,人们都在酣睡之中,中国的许多流星观测者却在严寒的夜晚,享受到一次美丽的流星雨。不过这场流星雨时间不长,前后不过1个小时。

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壮观的狮子吼

狮子座流星雨在每年的11月14日至21日来临,活动日期在11月17日前后,辐射点在狮子座,所有的流星都是从狮子座里迸发出来的。这是个典型的周期流星雨,美国天文学家、海尔大学教授H.A.牛顿计算出流星雨周期为33年。狮子座流星雨的“妈妈”曾是一度出现过的“坦普尔—吐脱”彗星,这颗彗星的公转周期大约是33.18年。
由于某种不清楚的原因,这颗体积不是很大的彗星出现过几次后就瓦解了,它的分裂物便留在原先的轨道上,只是分布很不均匀,其中一处特别密集,每隔33年,地球刚好遇上流星群中质点最密集的部分,我们每隔33年便会看到一次流星雨。狮子座流星雨也是一个古老的流星雨,我国对它的记录最早可以追溯到公元前1768年,至今已有3760余年了,世界各国有关狮子座流星雨的记载也很多。如公元902年西班牙国王临死的一瞬间,无数星星在天空中流动,犹如下雨般地降落下来。
1002年及1035年至1037年,日本记录了不寻常的狮子座流星雨。1766年强大的流星雨降落在美洲,吓慌了的印第安人纷纷跪拜在地上向天神求饶。

到了1799年,一个探险家在委内瑞拉的海边,看到成千上万个流星和火流星,足足延续了4个小时,这让拉布拉多尔和格陵兰的爱斯基摩人吓得要死。1833年流星雨的规模更达到惊人的程度:11月12日晚,美国波士顿的居民,被一种从未见过的壮观场面惊呆了,成千上万颗“星星”在天上飞舞,就像漫天飞舞的雪花,整个地球都可以看到满天的流星,多得叫人根本无法计数。事后,科学家估计,1个小时里可以看到150000颗流星,“嘀嗒”一秒钟就可以看几十颗,这场流星雨长达6~7小时,总数达到几十万颗。一个晚上,落到整个地球上的“星星”至少有几千万颗。第一天晚上,许多农民特意走出家门,看看经过昨晚的“星雨”之后,天上到底还有没有星星。还有一个农场,一群黑人看到这流星雨后,一面趴在地上,一面大声呼叫:“天堂起火了”。教堂的钟声也响了起来,以为是世界末日到了。


天龙座流星雨

天龙座中有一个著名的流星雨叫天龙座流星雨,也叫贾可比尼流星雨,是由贾可比尼—津纳彗星的喷洒物形成的。天龙流星雨是很古老的,在我国最早的记载是在公元585年9月23日晚,此后还有930年和1436年的两次记录。欧洲人除了公元585年这次外,还有859年、1385年、1841年和11847年的几次记录。

功勋卓著的流星

夜晚的天空时而出现一颗长星,划破宁静的夜空,给原来就充满神秘的宇宙又增添了几分绚丽的色彩。其实,流星不但给神秘的宇宙增添了几分浪漫的诗意色彩,更重要的是在科学上能作出许多贡献,为人类造福。我们知道流星相对于空气的速度最高可达72千米/秒,我们通过流星亮度的分析就可以得到高层空气性质的情报。在科学史上,最早的高层空气密度就是用流星方法获得的。例如,我们能听到的声音,主要是通过空气传播的。不同的物质传播声音的速度不同。通过对火流星飞行时声音特征的分析,可以获得高层空气密度的情报。

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仙女座流星雨

仙女座流星雨出现的时间大约在每年的11月17—28日,极盛期在11月25日前后。流星的飞行速度不快,每秒钟只有16千米左右,大部分流星的尾巴常带红色,“慢悠悠”地从天空中飞过,又好像仙女的眼泪撒向天际。仙女座流星群是由比拉慧星瓦解的质点形成的,这个流星雨就是天文学家在寻找比拉慧星时发现的。

流星的另一个用途是可以用来通讯。我们知道地球大气中的电离层能反射无线电波,而流星一旦同地球相遇就会高速在大气层中运动,使空气急剧电离,在它后面形成尾状离子云,直到它烧成气体和极微细的尘末。科学家们设想,无线电通信是把语言或数据转化成信号电波发送的。传输中的电波在与流星余迹相遇时,迅即被它反射到几百千米外的地面上,像手电筒光束那样扩展开,覆盖一大片区域;设在那里的地面站收到信号后,可以立即发射出回答信号,通过同一层流星余迹转送到原来发出信号的地面站,这样就可以实现流星通信了。从历史上讲,利用流星通讯比卫星通讯还要早,流星通讯在20世纪50年代初卫星还没有出世时就已诞生了。到现在,由于科学技术的进步,随身携带的个人流星收发报机做得只有公文包那么大,重量只有几千克。流星通讯有许多独特的优点,如能量损耗小,收发报设备比较简单、轻便,不会受到干扰和窃听。流星反射电波的方向性很好,因此,通讯保密性很好,可以传递“万无一失”的绝密信息。在天文学上,流星还是研究太阳系的起源和变化的强有力工具。流星体与太阳系中的行星、卫星以至太阳本身,可以说是同胞兄弟、亲生姐妹,它们有共同的来源。由于流星体很小,它们虽然在宇宙间奔跑了几十亿年,但性质基本上没有变,还保留着几十亿年前的原始状态。因此,对流星的研究将能揭示太阳系的形成之谜。

流星的雷达观测

利用雷达能够昼夜不间断地观察流星现象,并精确地测量流星的高度,它们进入大气中的速度、运动方向,以及它们每小时、每昼夜的数量变化。而且,用雷达观测流星的余迹很有效,可记录流星余迹状况,包括其形状、大小、亮度和飘散情况等。
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