天文学家莱斯利·佩尔蒂埃说:“我曾经注视过十几颗至今仍不为人知晓的彗星,它们缓慢地划过天际,在太阳的来客记录中留下了自己华丽的一笔。”彗星和流星是天幕中的稀客,我们只有在非常恰当的时间方能邂逅它们的身影。
彗星
彗星实质上是天王星和海王星这两颗巨行星形成时残留下来的飞行冰山。现在有数十亿颗彗星存在于海王星和冥王星轨道外冰冷的区域中,他们按照巨大的轨道绕太阳转动,绕一圈需要几百年甚至数千年的时间。来自海王星或者是从太阳系旁经过的恒星或星云的微弱引力偶尔会影响其中一座宇宙冰山,把它送上一条前往地球所在的内太阳系的道路。
随着彗星接近太阳,冰在阳光的照射下就会开始蒸发。在真空中,蒸汽会形成一片数倍于地球的巨大气体和尘埃云。太阳光压以及太阳风中不断向外流动的电子和质子会把这些气体和尘埃云向后推,形成彗尾:其中包括一条白色的尘埃尾和一条蓝色的气体或等离子尾,这些彗尾的长度可达数百万千米。尘埃尾一般比较亮,大小和窗台上灰尘一样的粒子原本都掺杂在彗核的冰中。随着阳光蒸发彗核的外层,尘埃会和气体一起被释放出来。随着彗星在其彗尾中抛洒物质,这些尘埃就会散落在太阳系中,之后在行星绕太阳运行时被行星扫过,较大的会在地球大气中燃烧形成流星,细小的则会以每天几吨的量缓缓地落在地球上。
彗星的核接近星点状,周围包裹着被称为彗发的模糊气团。从彗发向后伸出的模糊的彗尾通常比彗发暗得多,结构稀疏。不同的彗星在形状,尘埃尾的长度以及彗发的亮度上差异巨大,一些具有明亮的彗发和暗弱短粗的彗尾,一些具有扇形的彗尾,另一些则具有细得像铅笔杆一样的彗尾。通常情况下,由于彗星在其轨道上运动,其彗尾是弯曲的。但是因为它直接受到太阳风的影响,气体尾总是呈现出笔直的样子。
当彗星进入火星轨道之后,其亮度通常会上升至5等以上,在每个晴朗的夜晚都可以被观测到。黑暗的天空充分增加了彗尾中可见细节的数量,尤其是它的总长度。因为彗尾通常会延伸好几度,所以使用双筒望远镜可以在观测明亮的彗星时获得最佳的视觉效果。在望远镜中,彗核通常都呈点状,但它有时也会被彗发所包裹,看上去就像是中心亮的一团光雾。我们经常看不到彗星中的任何结构,因此我们可以通过观察天文照片研究彗星的具体结构。
哈雷彗星是迄今为止最著名的彗星,这既因为其亮度,也是因为其76年的轨道周期恰好与人的平均寿命相当,因此几乎每个人都可以在有生之年看到它。1910年,哈雷彗星以其壮观的彗尾与1等的彗发引起了轰动。而经天文学家计算,在公元837年,哈雷彗星从极为靠近地球的地方经过,其亮度相当于娥眉月,是过去两千年里地球人所能见到的最亮的彗星。环绕木星的舒梅克-列维9号彗星发现于1993年3月,它被木星的引力俘虏,并被撕成了21块,由此产生的迷你彗星群在1994年7月撞上了木星。撞击产生的爆炸在木星的大气层上留下了巨大的黑色伤痕。海尔-波普彗星是20世纪最后20年最亮的彗星,仅次于它的是百武彗星。在海尔-波普彗星之前比它更亮的是1976年3月的威斯特彗星。
流星
流星体是一些微小的太空碎片,当它们以6万千米/时的速度冲入地球的高层大气时,它们就变成了流星,发出耀眼的光芒并结束自己的生命。地球每天都会经过至少400吨流星物质,其中大部分是不会产生可见流星的微小尘埃,它们会撞上地球大气并且在数月或者数年之后飘落到地面上。另有少数大到足以形成课件的流星。在罕见的情境下,一块大到能在高温的坠地过程中幸存下来的物质被称为陨星。
在一个普通的晴朗夜晚,我们每小时可以看到3到4颗中等亮度的流星,到黎明前这个数字能上升到7或8颗。地球在可预测的时间段内会遇上大群的流星物质,这些流星物质与大气相摩擦时,流星雨便会出现。流星的峰值期是1点左右到黎明前,有经验的流星观测者会使用有垫子的草坪躺椅,它可以被调节至接近水平,让你能舒服地看到尽可能大的天空。在可选择的范围内挑选最黑的地点,面朝流星雨的辐射点。记得备好毛毯和驱虫剂。对观测流星来说,双筒望远镜或天文望远镜的视场都太小了,肉眼是最好的观察工具。
我们也可以在全天星图的复印件上记录每颗流星的轨迹,在记录时我们可以使用高度滤光的红光手电进行照明。当观测到一颗流星时,我们可以仔细地记下它在群星中的起点和终点,然后在星图上画出它的轨迹,用箭头表示它的飞行方向。在观测结束后,反向延长它的轨迹就可以得到这个流星雨的辐射点。
以下是每年主要流星雨发生的区域和时间:
| 流星雨名称 | 辐射点 | 极大日期 | 极大时每小时流量 |
|---|---|---|---|
| 象限仪座流星雨 | 东北(天龙座) | 1月3日 | 10-50 |
| 天琴座流星雨 | 东北(天琴座) | 4月21日 | 5-25 |
| 宝瓶座η流星雨 | 东(宝瓶座) | 5月4日 | 5-20 |
| 宝瓶座δ南流星雨 | 东南(宝瓶座) | 7月21-29日 | 10-20 |
| 英仙座流星雨 | 东北(英仙座) | 8月12日 | 30-70 |
| 猎户座流星雨 | 东(猎户座) | 10月20日 | 10-30 |
| 狮子座流星雨 | 东(狮子座) | 11月16日 | 10-20 |
| 双子座流星雨 | 东(双子座) | 12月13日 | 30-80 |
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