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坠落吉林省的火流星会砸到人吗?流星、陨石、小行星有什么区别?

北京科学中心 数字北京科学中心 2020-09-10

10月11日凌晨,一颗火流星划过吉林省上空,火光瞬间照亮了当地的夜空。专家分析,可能有陨石坠落在吉林松原市附近。


火流星是什么,会砸到人吗?陨石是如何形成的?流星、彗星、小行星之间又有什么差别?

 

为了回答以上问题,小编特地为大家带来了北京天文台馆名誉馆长朱进老师的讲座视频,来和大家一起了解离我们最近,却又“默默无闻”的太阳系小天体。

以下是讲座文字版内容:


1

太阳系小天体

太阳系的小天体主要分为三种,分别是小行星、彗星、流星体


小行星和我们常说的八大行星一样,也围绕太阳运动,但是由于其自身特点和轨道特性,有别于我们常说的大行星,故被单独分类为小行星。

2006年,国际天文学联合会做出决议,重新定义了太阳系的行星。按照新的定义,我们的太阳系里面只有包括地球在内的八颗行星。其余绕着太阳运动的为矮行星和小行星。最著名的矮行星就是我们熟悉的,被剔除九大行星之列的冥王星。


除“行星家族”之外,还有一类很有意思的太阳系小天体叫做彗星。彗星每过一定的时间,就会出现在地球附近。每过一二十年,就会出现一颗在地球上可直接用肉眼看到的彗星,我们把这种彗星叫做大彗星。

还有一类特殊的小天体叫做流星体,流星体正是产生流星现象的天体,我们在地球上看到的流星,都是由它产生。


这三类小天体有一个共同特点,它们和我们的地球一样都是在太阳的引力作用下绕着太阳运动的,它们的运动轨道都是二次曲线,绝大多数是椭圆,其中所有小行星的轨道都是椭圆,但是当然有一些彗星的轨道可能是抛物线或者双曲线

太阳系主要天体轨道

需要注意的是,当我们仔细观察夜空,有时会看到有一些星星在慢慢移动,那些慢慢移动的“星星”,往往是绕着地球运动的人造天体,一般是我们的卫星、飞船或者是发射飞船的火箭等,它们不属于太阳系小天体的范畴。


2

小行星

绕着太阳运动的太阳系小天体,有一部分分布在火星跟木星轨道之间,它们叫做主带小行星,是我们最熟悉的一类。


还有一类目前比较受大家关注的,也是今天重点讲的小天体叫做近地小行星。这一类小行星的轨道和我们地球的轨道比较接近。


此外,还有一类叫远距小行星,比如大家可能听得比较多的柯伊伯带小行星或者海王外天体

截止到2019年5月份,人们已经发现的小行星有1422584颗,其中被人类精确测定出轨道的,即有了永久编号的小行星有541128颗,这是一个非常大的数字。


小行星是由发现者命名的,谁发现了小行星谁就可以按照国际规则给它起一个名字。到目前为止,有很小的一部分小行星已被命名,约有21896颗。


20多年前,中国科学院国家天文台的陈建生院士主持过一个叫北京施密特CCD小行星项目,朱进老师也参与其中。

讲座现场的朱进老师

项目组总共发现了2737颗小行星,其中,国家天文台获得了1266颗小行星的命名权,其余的小行星由于还需进一步观测,得到更精确的轨道数据后才可获得命名权。


3

彗星

除了小行星外,还有一类小天体叫做彗星。彗星与小行星不同,小行星都以椭圆轨道绕着太阳公转,而且很多小行星都在比较靠近太阳的内太阳系,一般小行星都分布在距太阳200个天文单位(200倍地日平均距离)之内的区域。

彗星

而大多数彗星位于太阳系的边缘,离太阳相对较远,有学者认为彗星的分布规律与太阳系的起源有关。


另外,彗星也不像小行星似的多分布在黄道面附近,而是斜着绕太阳运动。

太阳系的最边缘的地方有一个叫奥尔特云的彗星库,那里的彗星大多数都不是在黄道面上分布的。

哈雷彗星轨道

当彗星接近太阳时,我们能看到“彗发”或者“彗尾”,我们可以观测到彗星拖着长长的尾巴,这是彗星的一个特点。


人类发现的第一颗周期彗星叫做哈雷彗星,它每76年绕太阳转一圈。自古以来,哈雷彗星就很有“名气”,这是因为历史上哈雷彗星很多次回归的时候都非常亮,人们用肉眼就能直接观察到。

哈雷彗星

以前不懂彗星为何物的古人,常把彗星的出现解释为霉运的降临,这也是“扫把星”说法的由来。


在英国物理学家埃德蒙多·哈雷生活的年代,力学的理论已经发展得相对完善,他计算发现这些相隔76年出现的大彗星,其实是同一个天体,并绕太阳不断运动,当彗星离地球比较近的时候,我们就可以看到它。

爱德蒙·哈雷

为了纪念哈雷的研究成功,人们将这颗彗星命名为哈雷彗星。


1986年,上一次哈雷彗星回归的时候,人们向它发射了探测器,并拍摄了照片。

探测器拍摄到的哈雷彗星

从上面的照片中可以看到,当彗星相对活跃的时候,会有很多的尘埃离开彗星的表面,这个尘埃和后面将要介绍的流行体之间有非常大的联系。


目前为止,人们已经多次发射探测器到小行星和彗星附近,并让探测器绕着它们公转,甚至让探测器软着陆在它们的表面,以此对小行星和彗星展开进一步的研究。


4

流星雨

之前提到,彗星在活跃时会喷发出尘埃,这些尘埃离开了彗星以后,其中的每一个微粒都会在一个椭圆的轨道上绕着太阳运动。


它们绕太阳运动时,我们的地球也在围绕太阳运动。于是,地球可能会挡住绕太阳运动的那些尘埃的路,此时这些尘埃就会撞到我们的地球上。

彗星轨道与地球轨道

当它们进入地球大气层时,由于摩擦生热,这些尘埃颗粒就会产生发光的现象。我们把这种发光的现象叫做流星,产生流星的尘埃颗粒叫做流星体。


如果这些小颗粒来自同一颗彗星,那么我们就把它们称作流星体群。来自同一个群里面的流星体的速度大小十分的接近,速度方向也大致相同。


这些流星体被地球挡住后,它们会从大气层的不同位置进入大气,由于地球的运动速度与流星体群绕太阳的速度存在差异,我们在地面上观察来自同一个群的流星时,会发现这些流星好像是从夜空中同一个点辐射出来的。


如果我们把每个流星的轨迹反向延长的话,就能发现它们都相交于一个点,我们把这个点称为辐射点,这种来自同一个彗星或者同一颗小行星的尘埃颗粒引起的流星现象称为流星雨

狮子座流星雨辐射点

所以,流星雨并不是指天上的流星像下雨似的,而是强调这些流星彼此之间存在着物理联系,它们都来自同一个彗星,只有满足这个条件的流星现象才可称为流星雨。


科学家发现,当流星体离开彗星以后,它们还都会在原来彗星的轨道附近绕太阳运动。


彗星的轨道虽然很精确,但是它喷发出的尘埃,却会分布在彗星轨道附近较大的一个范围内,形成一个以彗星轨道为中心的,很粗的“尘埃柱”。


每年到了特定的日子附近,地球就会运动到这个尘埃柱附近,并在尘埃柱子中间穿一个小洞。


地球穿过尘埃柱期间就会产生流星雨现象,由于尘埃柱具有一定的宽度,所以每次流星雨都会持续较长一段时间,一般来讲可能会持续两个星期,多的时候甚至能持续一个月之久!


因此,如果你听到有人说“今天晚上八点钟有流星雨”时,就会明白他的表达并不科学严谨。


电视和其他媒体预报的具体的流星雨时间其实是星雨的极大值时间,在这一小段时间内最容易观察到流星雨。然而,流星雨现象其实已经在此前发生了很久了,之后也会持续很长一段时间,只不过难以被观察到罢了。

1998年狮子座火流星

目前,人们发现的流行体群已经有上百个了,其实地球上每天都有活跃的流星雨现象发生,甚至同一天内会同时有六七个处于活跃期的流星雨。


因此,大家没有必要非得到每年的某个特定的日子去观测流星雨。只要夜空足够晴朗,能用肉眼看见较多星星时,就一定能看到流星,不过要有足够的耐心才行。


历史上曾有几次流星雨流量会特别大的时候,比如1998年狮子座流星雨的每小时流量就超过了1000,达到了暴雨级别。


下图就是四个小时曝光拍下来的亮度较高的流星,当把这些流星的轨迹反向延长回去时,你会发现它们好像都是从狮子座的“耳朵”处辐射出来的。

1998年狮子座流星雨四个小时曝光照片


5

偶发流星与近地小行星

说到这里,是不是有小伙伴会担心被流星砸到呢?


其实完全不必担心,因为流量较大的流星雨都是由彗星散发出的尘埃产生的,这些尘埃的颗粒非常小,在大气层中就会被燃烧殆尽。


当然,也有流星会落到地面形成陨石,但这些流星通常不是来自同一颗彗星的碎屑,并不在流星雨的范畴,属于偶发流星或群外流星。10月11日,出现在吉林省上空的便是这一类流星。

偶发流星

科学家们发现,群外流星、偶发流星的轨道与一类叫做阿波罗型近地小行星的轨道十分相似,二者在动力学上是一样的,都属于阿波罗型小行星轨道


对于这类小天体,我们什么时候管它叫小行星,什么时候管它叫流星呢?


如果它在进入地球大气层之前就已经被天文学家发现了,那么我们就把它叫做小行星。如果在它进入地球大气层并摩擦发光的时候才被人们发现,我们把它叫做流星或者叫流行体。

流行落地形成陨石

近地小行星指的是轨道离太阳最近的点距太阳小于1.3倍地球到太阳的平均距离的太阳系小天体。


目前为止,已经发现的近地小行星有2万多颗,其中直径大于140米的将近9000颗,直径大于一千米,可能会造成全球性的影响的将近900颗,其中又有150颗潜在危险小行星。截止到现在,所有的小行星中,人们发现的具有潜在危险的小行星总共2015颗。


以上便是朱进老师讲座的主要内容。目前为止,太阳系小天体领域还有许多未解之谜,具有很高的研究价值,也许不久将来你也是探索星际的一员。



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