流星雨之母:哈雷彗星
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哈雷彗星上一次造访是在1986年
欧空局“乔托”号(Giotto)飞船上的彩色相机捕捉到了这张哈雷彗星彗核的图像。
大名鼎鼎的彗星“1P/ 哈雷”(1P/ Halley)——又名“哈雷彗星”——大约每76年进入太阳系内部一次。每当这时,太阳的巨大热量会剥离山峰大小的彗星上的冰、尘埃和气体等聚集物。
因此,每经过一次,这颗易碎的彗星都会在轨道流中留下新的碎片痕迹。在1986年的最新一次飞越中,它损失了大约千分之一的质量。
碰巧的是,我们每年与哈雷彗星的轨道相交不止一次,而是两次。所以尽管哈雷彗星本身离我们一直很远,它却是每年两场著名流星雨的发源地:
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一场在五月,
另一场在十月
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在五月初,我们可以看到这颗彗星的碎片,这就是每年的宝瓶座η流星雨。
而大约半年后的十月,地球会再次经过哈雷彗星的轨道。这一次,另一些来自彗星的碎片在地球大气层中燃烧,形成每年的猎户座流星雨。
将这张图片与上图进行比较:这是在1910年5月29日拍摄到的哈雷彗星。
(图片来自:Wikimedia Commons)
散落在轨道上的彗星碎片
由于哈雷彗星在漫长岁月里围绕太阳公转了无数次,所以彗星碎片星星点点地撒满了它的轨道。这就是为什么彗星不需要靠近地球或太阳,也能定时产生流星雨的原因。
当我们的地球经过哈雷彗星轨道时,彗星的碎片——通常比沙粒或砾石颗粒还小——就会冲进地球的上层大气中燃烧,变成划过天空的亮线:
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形成流星
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下图形象化地绘制了地球轨道与哈雷彗星的路径。
哈雷彗星轨道(白色)每年与地球轨道(蓝色)相交两次。五月初,就会产生宝瓶座η流星雨(左边交点)。
(图片来源:JPL Horizons Program)
而在10月中旬,会产生猎户座流星雨(右边交点)。
(图片来源:JPL Horizons Program)
宝瓶座η流星雨的辐射点在宝瓶座的η星附近。辐射点在午夜后升起,黎明时分仍在向最高点上升。
由于我们与彗星的轨道的两次视角有些差异,所以这两场流星雨会出现在天空的不同方位:参见下图。
如果天空背景足够暗的话,可以在破晓时分的北部天空看到猎户座流星雨。
现在哈雷彗星在哪里?
天文学家通常用天文单位(AU)来表示太阳系物体的距离,也就是太阳与地球的距离。哈雷彗星距离太阳最近的点(近日点)为0.587 AU,距离太阳最远的点(远日点)为35.3 AU。
换句话说,哈雷彗星与太阳的最远距离是最近距离的60倍。
它最近一次出现在近日点是在1986年,将在2061年再次出现在近日点。
目前,这颗彗星位于太阳系最外层的大行星海王星的轨道之外,在它的远日点附近。它将在2023年11月至12月间到达远日点。
所以这颗彗星现在离我们很远——即便如此,流星体(彗星轨道上遗留下来的碎片)仍在哈雷彗星的轨道流附近空间游弋。因此,每当地球在5月和10月穿过彗星轨道时,这些流星体便会坠入地球上层大气变成白炽流星。
从太阳系平面上方看到的哈雷彗星轨道
(图片来源:Ian Ridpath)
哈雷彗星轨道与太阳系大行星的轨道并不在同一平面上,而是成18度的夹角,并且它绕日公转的方向也与大行星相反。
(图片来源:JPL Horizons Program)
流星雨和彗星的关系
然而,哈雷彗星并不是唯一产生大型流星雨的彗星……
下表中的三颗彗星分别与两场流星雨有关。
我们已经讨论过哈雷彗星了。
金牛座北流星雨的源头:
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小行星2004 TG10是“金牛座组合体”的一部分,其中也包括产生金牛座南流星雨的恩克(Encke)彗星
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产生象限仪座流星雨的小行星2003 EH1是麦克霍尔兹(Machholz)组合体的一部分,这个组合体中还包括96P / 麦克霍尔兹彗星,它也产生了宝瓶座流星雨。
(点击图片放大查看)
小行星在流星雨中扮演什么角色?
彗星是彗星,小行星是小行星——但随着我们对它们了解得越多,它们之间的界限就越模糊。长期以来,人们认为流星雨只能来自活跃的彗星,但随着小行星成为流星雨母天体的案例的发现,这种观点受到了挑战。
最引人注目的就是小行星2003 EH1,它产生了象限仪座流星雨。
还有双子座流星雨的源头:3200号小行星——法厄同。
小行星形成流星雨,可能是以下三种情况之一,或者是三种情况的组合:
也许这颗小行星曾经是一颗彗星,当时它喷出的物质导致了流星雨。然而这颗彗星后来变得精疲力竭,剩下的只有一个小小的岩石核。
另一种可能性是:这颗小行星曾经是一颗彗星的一部分,这颗彗星曾释放物质造成流星雨;后来这颗小行星脱落“单飞”,而彗星受到扰动进入新的轨道——二者早已“分道扬镳”。
又或许某些小行星也会释放物质——最近的一个例子是小行星“本努”(Bennu),如下图所示,它正在从表面喷射物质。
奥西里斯-雷克斯(OSIRIS-Rex)飞船拍摄的小行星“本努”。从今年1月6日到2月18日,“本努”共向太空喷射了11股羽状尘埃物,这张合成图像捕捉到了这些景象。
(图片来源:由NASA / Goddard / University of Arizona / Lockheed Martin)
跋:
大名鼎鼎的哈雷彗星是个高产的彗星妈妈:
她给我们带来了每年5月的宝瓶座η流星雨和10月的猎户座流星雨。
而其他一些彗星,甚至一些小行星,也都孕育着流星雨。
让流星雨来得更猛烈些吧!
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