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【星空美图】双子座流星雨坠入夜空 你了解它吗?

2018-12-20 18:39来源:光明网

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  说到流星雨,大家都会想到那首耳熟能详的歌曲《流星雨》,每个人在一生中都应去看一场流星雨,你不仅会看到上天赋予的美景,还会感知生活的美好,获得勇敢,并看到幸福的所在。那么就让我们一起去探寻一下刚刚发生过的来自双子座的流星雨吧。

  双子座流星雨(Geminids ,GEM)与象限仪流星雨、英仙座流星雨并称为北半球三大流星雨。与英仙座、狮子座等流星雨相比,双子座流星群比较年轻,它在19世纪中叶才出现,被国际流星组织(International Meteor Organization,IMO)称为是目前观测到的最好的、最可靠的流星雨。

  双子座流星雨的活跃期在每年的12月4日至17日,根据IMO的预报,2018年的双子座流星雨会在北京时间12月14日迎来极大,峰值每小时的天顶流量(Zenithal Hourly Rate,ZHR)在120颗左右。而且2018年12月14日当天是农历初八,月亮接近上弦,月相为新月,22时30分左右下落后直到次日凌晨,都是观看和拍摄的好时机。

  双子座流星雨是指以双子座附近为辐射点出现的流星雨。双子座英文名 Geminis,在拉丁语里是双胞胎的意思。在古巴比伦,古希腊以及古罗马神话中,双子座都是以一对双生子的形象出现。以希腊神话为例,双生子中的哥哥叫做卡斯托耳(Castor),弟弟叫波吕克斯(Pollux),两兄弟堪称手足情深的典范。

  在哥哥卡斯托耳意外被刺身亡后,弟弟波吕克斯向宙斯求情,甘愿放弃自己身为神所拥有的永恒生命,来换取哥哥复活。宙斯被两兄弟深厚的情谊感动,便将他们的形象放置在天空中,成为了我们熟知的双子座。在英语中人们会用“Castor and Pollux”的典故来表示“手足情深”。

  看到英文Castor和Pollux你是不是有些眼熟?没错,两兄弟的名字同时也是双子座主星北河二(Castor)和北河三(Pollux)的名字。而每年冬季夜空中都会上演的出自双子座的壮观流星雨,其辐射点就在北河二和北河三附近。

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双子座流星雨星空位置示意图

  双子座流星雨从何而来

  双子座流星群在1862年第一次被观测到,而且刚开始时流量较小,每小时只有10-20颗。从那以后,它的流量开始逐渐增加,当前已成为每年流量较大的流星雨之一。1998年人们观测的双子流星群达到每小时ZHR=140颗。

  从观察到双子座流星群开始,天文学家们就一直在探寻它从何而来?试图找寻它的母体。直到1983年,科学家们在研究由美国、英国和荷兰联合发射的第一颗红外天文卫星(Infrared Astronomical Satellite,IRAS)的影像资料中,发现了一颗移动的天体,这个天体就是现在被归类为阿波罗类小行星的3200 Phaethon,称为3200法厄同。法厄同被发现不久,科学家们经过研究指出,法厄同的轨道要素与超级施密特摄影机拍摄的双子座流星雨轨道要素几乎重合,换言之,法厄同是长期以来所寻找的双子座流星雨的母体。

  3200法厄同虽被归类为阿波罗类小行星,但长期以来人们一直在争论法厄同到底是一个小行星还是一个彗星,因它的轨道看起来更像彗星而不像小行星,它的轨道穿越水星、金星、地球和火星,当它接近太阳时,通常会像彗星一样喷出灰尘,所以很多科学家们也称它为岩质彗星。

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法厄同小行星爆发的双子座流星雨示意图

图片截取自https://www.meteorshowers.org/view/Geminids

  小行星3200法厄同的名字是以希腊神话中太阳神赫利奥斯的儿子法厄同命名的,因为它最值得一提的特性是它比任何一颗已经命名的小行星更靠近太阳,它的近日点距离只有0.140AU,小于水星近日点距离的一半。

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  近地小行星法厄同的雷达图像,由阿雷西博射电望远镜拍摄于2017年12月17日,2017年是小行星法厄同直到2093年前最接近地球的一年。图片来源:网络

  虽然,双子座流星雨的母体是阿波罗型小行星3200法厄同(Phaethon),但这颗不同寻常的小行星却大多数处于休眠状态,为何它能产生如此强的流星雨群则众说纷纭。目前比较有代表性的假说有“彗星起源说”、 “烘烤说”和“分裂说”等,但这些假说都存在着一定的悖论,不能很好地对所观测到的双子座流星雨的现象进行合理而完美的科学解释。因此,直到现在这个困扰着天文学家们近150年的问题依然存在,双子座流星雨的成因仍然是一个谜。

  双子座流星雨的特点

  双子座流星雨的特点是颜色偏白、色彩丰富、流星体速度较慢、亮流星很多(常有火流星出现)以及流量大。与大多数流星雨不同,双子座流星雨的活动曲线是不对称的,它上升到极大时的速度比下降的速度慢,极大时间持续长,既适合目视也很适合拍摄。双子座流星大多是明亮的、速度中等的流星,除白色流星外,还有红、黄、蓝、绿等多种颜色。

【星空美图】双子座流星雨坠入夜空 你了解它吗?

青海省海西藏族蒙古族自治州俄博梁雅丹地质公园里,双子座流星雨爆发。

公爵摄于2018年12月14日

【星空美图】双子座流星雨坠入夜空 你了解它吗?

中国科学院国家天文台明安图观测站射电频谱日像仪上空爆发的双子座流星雨,明安图天文观测站位于内蒙古正镶白旗,距离北京约400公里。

天狼星,大犬座的主星在明安图射电频谱日像仪反射面板上空闪耀,银河向天顶延伸。淡黄色的参宿四是冬季银河右侧猎户座内非常耀眼的一颗星。流星雨的辐射点在左上方,在高过地平线上方的双子座北河二北河三两颗星的附近。

摄影:Yin Hao 图片来源:APOD: 2017 December 15 https://apod.nasa.gov/apod/ap171215.html

  双子座流星雨的观测

  如何观赏这场浪漫的流星雨呢?除了天气晴好外,要选择远离城市灯光污染、且海拔较高的地方。观测地点最好四周开阔,无高山或建筑物遮挡。双子座流星雨正值冬季,后半夜的温度非常低,从头到脚用厚衣服“武装”也很重要。

  在观测双子座流星雨时,冉冉升起的新月也将出现在夜空中,但建议你保持背对着月亮,以便你的眼睛可以适应黑暗。就像所有的流星雨一样,双子座流星雨中的暗流星比亮流星多得多。那些刚凝视月亮或刚从室内走出的眼睛将无法看到这些微弱的流星,所以需要在观测前让你的眼睛有时间适应黑暗,尽量避免看手机。

  此外,最好尽可能长时间地观察流星活动,因为流星活动在整个夜晚都起伏不定。会有一些时段可以看到很少的活动,然后其他时段流星不断下降。这些周期通常持续长达15分钟,所以最好观察一个小时或更长的时间,这样你就能看到几个流星雨出现的波峰和波谷,真正感受流星雨的活动。

  另外有趣的是,观测的时候你可能会发现,并非所有观测到的流星都是双子座流星群。你会看到一些流星速度比双子座流星或快或慢,从许多其他方向朝着双子座运动。这些流星大多是随机流星,不属于任何一个已知的流星雨,其它小部分流星属于每小时只产生几颗流星的小型流星雨。

【星空美图】双子座流星雨坠入夜空 你了解它吗?

青海省水上雅丹地质公园里的双子座流星雨

张静宜摄于2018年12月14日

  实际的双子座流星雨观测过程中,你看不到上面这些图片里那样陨星如雨的效果。这样的视觉效果,需要把好几个小时里拍到的流星都叠加在一张照片上。真正的流星雨,需要你有足够的耐心来等待。你永远猜不到下一颗流星会从哪个方向划过,会不会是一颗惊艳全场的火流星。

【星空美图】双子座流星雨坠入夜空 你了解它吗?

双子怒出剑,中国科学院国家天文台兴隆观测站上空爆发的双子座流星雨,包括一颗明亮的火流星。

摄影:Steed Yu and NightChina.net

图片来源:APOD: 2015 December 23 https://apod.nasa.gov/apod/ap151223.html

  流星与彗星的相遇

  尽管双子流星雨每年都会在12月如约而至,但是今年仍然有一些“特别”的地方。今年当你在天空中找寻双子座流星雨的时候,你可能会发现一小块微弱的“幽灵”绿斑,那就是彗星46P/Wirtanen。今年是彗星46P在接下来的20年里最接近地球(700万英里)的历史性近距离飞越,因此我们在观看流星雨的同时,会不期而遇一颗肉眼可见的彗星!

  说到这里,大家有没有想起前几年的科幻电影《彗星来的那一夜》,电影讲述一颗彗星接近地球的夜晚,在不同的「平行世界」间搭起了桥梁,让生活在不同「平行世界」的人彼此相遇的故事。

  想想看,当彗星划过地球的时候,你会和另一个「平行世界」的“你”相遇,了解另一个「平行世界」的“你”过着怎样的生活吗?甚至你会想和另一个“你”交换生活吗?电影当然是提出了一个脑洞大开的想法,可是实际上今年彗星来的时候会发生什么呢?期待流星与彗星的相遇,也期待你与流星和彗星美好的相遇。

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双子座流星雨极大之夜,一颗偶发的群外流星恰好穿过彗星46P/Wirtanen。

公爵摄于2018年12月14日

  怎么样?是不是迫不及待想要看场流星雨了?非常幸运的是1月4日极盛的象限仪流星雨正在向你走近。尝试去看场流星雨吧,这是自然界最壮观、最绚烂的烟花秀。国际流星组织(IMO)也鼓励所有观察者,无论观测经验如何,与大家分享他们的观察。观测者可通过登录IMO网站(点击下方阅读原文),填写观测报告表将观测结果记录到数据库中与大家分享。

  供稿:地面应用系统中科院月球与深空探测重点实验室

[责编:蔡琳]

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