天文科普:流星雨来了,知道它的旧事吗?

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12月14日

一年一度的流星双子座流星雨

在北京时辰20时44分

到达最大年夜值

依据国际流星结构(IMO)的预告

在最梦想的前提下

每小时可有上百颗流星

任君不雅赏

(2017年12月14日双子座流星雨,摄于四川甘孜州康定县甲根坝乡雅哈垭口,雨知摄影师@罗弘扬)

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在地球约46亿年的旧事年光中

实践上天天都有大年夜小不一的星体

在向地球坠落

它们微小时

可以装点地球的夜空

(2022年5月4日,广东河源野猪嶂,天文健身教练疯狂的视频流星划住宿空,科普摄影师@唐柏鸿)

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庞大年夜时

则可以摧毁地球上的流星生命

(请横屏傍不雅,四川自贡恐龙博物馆展出的雨知恐龙标本,摄影师@张艳)

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但令很多人加倍难以置信的旧事是

在加倍久远的过往

它们还能够为地球带来水和氨基酸

极有能够促进了生命的出身

甚至我们明天的地球

也是由大年夜大年夜小小、难以计数的天文星体

组合而成

真可谓

你我皆星尘

(请横屏傍不雅,2020年12月双子座流星雨,科普摄于泸沽湖,流星摄影师@阿五在路上)

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要想真正懂得流星雨

揭开这些太阳系荡子的雨知最终秘密

我们需要和人类的探测器一路上岸小天体

但起首

我们需要从一片星云说起

01

荡子的出身

寰宇起于毫末

大年夜约46亿年前

太阳系还仅仅是

一片由尘埃与气体构建的原始星云

(2020年12月12日,流星划过猎户座大年夜星云和马头星云,旧事摄于云南泸沽湖,大连男人健身教练培训摄影师@杨晋)

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今后

在引力的感染下

星云末尾坍缩

有数的尘埃与气体凝集在一路

逐渐在中心构成了一个庞大年夜的天体

质量居然占到全部星系的99.86%

它就是

太阳

而余下的局部也在聚积

个中较大年夜的八个一般

断根了同一轨道上的竞争者

或将竞争者归入自身的身体

或将它们捕捉成为卫星

这就是

八大年夜行星

八大年夜行星的质量

又包办了余下星系质量的

99%

(太阳和八大年夜行星,制图@郑伯容/星球研讨所)

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而太阳系余下的

约0.002%的质量

是数不尽数的尘埃

是大年夜小不一的碎片

是内行星生长竞争中的掉落败者

更是太阳系的漂泊者

(冥王星质量仅为月球的1/6,因没法断根轨道上的竞争者,而被踢出了行星行列,被称为“矮行星”,图片来源@NASA)

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它们飘散在冰冷的太空中

有的分散海王星的中心

是地球到太阳平均距离的30倍以上

被称为柯伊伯带

还有的分散在

太阳系的尽顶

在地球与太阳平均距离数千至数万倍的地带

被称为奥尔特云

刺目扎眼的太阳和八大年夜行星

浩瀚不起眼的小天体

浩瀚迢远的漂泊者

这才是我们太阳系的

真实面孔

(太阳系结构表示,柯伊伯带和奥尔特云的定名都来自他们的研讨者的名字,冥王星即位于柯伊伯带,制图@郑伯容/星球研讨所)

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然则

一些特别的力气

却让这些看似迢远的漂泊者

照旧可以时不时与我们交汇

出而今我们的生活中

这毕竟是一种

甚么力气?

02

星尘之路

汉代古籍《淮南子》曾记载

3000多年前武王伐纣时

夜空中出现了一颗

拖曳着长长尾巴、相似扫帚的星体

(“手捧”新智彗星,2020年7月18日摄于内蒙古阿拉善腾格里戈壁,摄影师@古蒂)

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这类星体赓续出现

乃至在2000多年前的马王堆汉墓里

更是直接画出了20多种图样

它们就是

彗星

(马王堆汉墓中的局部彗星样式,彗字最早意为扫,或扫的对象扫帚,摄影师@鞠骁)

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彗星并非地球的各类健身教练的特点近邻

而是往交往自

迢远的柯伊伯带和奥尔特云

在太阳系刚才出身的数亿年间

行星的轨道尚不静谧

木星、土星、天王星、海王星

四颗庞大年夜的内行星

在复杂的引力感染下

变换着轨道

(初期太阳系的行星大年夜迁移假说表示,而今该实际仍存有一定争议,制图@王申雯/星球研讨所)

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在这个进程中

一些小天体被行星的引力

向弹弓一样向外甩出

它们的运转轨道

也是以变成颀长的卵形

大年夜局部时辰位于

太阳系冰冷的边沿

要阅历漫长的旅途

才干再次接近太阳和地球

(哈雷彗星轨道表示,制图@王申雯/星球研讨所)

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这也招致它们在人类眼中

每隔数年、数百年,甚至更长时辰

便会持久出而今夜空中

然后再次消掉落在人们的视野中

出现剧烈的周期性

1695年

洞悉了这类周期性的英国物理学家哈雷

准确地展看出一颗彗星的回回时辰约为76年

这颗彗星是以得名

哈雷彗星

(1986哈雷彗星回回时的照片,图片来源@视觉中国)

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**

1950年代

美国天文学家惠普尔

第一次准确描画了彗星的结构

一个冰与石异化的**“脏雪球”

**

正由于如此

它们在接近太阳时

因温热而升华

往往分收回大年夜量的气体与尘埃

似乎彷佛拖着长长的尾巴

(彗星的一样深刻结构图,深刻由彗核、彗发和彗尾构成。图为新智彗星,摄影@林子轩,制图@王申雯/星球研讨所)

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而本地球正好进入尘埃地点的轨道时

浩瀚尘埃赓续在地球大年夜气层中发光发烧

星坠如雨

是为流星雨

(流星雨成因表示,制图@王申雯/星球研讨所)

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这些尘埃在进入大年夜气层时

往往平行且速度基本分歧

但由于透视变形的苏州在家健身教练招聘影响

在人类的眼中

同一场流星雨就像是从同一个点收回的

即为辐射点

人们也是以

依据辐射点地点位置的星座

为流星雨定名

(请横屏傍不雅,2018年12月16日双子座流星雨,摄于四川阿坝州达格则。流星似乎是从同一点射出,摄影师@蒋涛)

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每年8月12日前后

斯威夫特-塔特尔彗星的碎片

为我们带来

英仙座流星雨

(请横屏傍不雅,2021年8月14日英仙座流星雨,摄于青海小柴旦湖。摄影师@瞿晓峰)

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每年11月17日前后

坦普尔-塔特尔彗星的碎片

为我们带来

狮子座流星雨

(2022年11月18日狮子座流星雨,摄于海南三亚,摄影师@罗弘扬)

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而1833年11月13日晚

也恰是狮子座流星雨

为人类带来了汗青上

能够最大年夜的一场流星雨

每小时跨越上万颗流星滑住宿空

(描画1833年狮子座流星暴雨的艺术作品,图片来源@wikimedia commons)

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但从迢远的冷夜访问地球的

不只是彗星

1766年

有天文学家经由计算后料到

火星和木星之间应当还有一颗行星

但后来人们的不雅测证明

这里密布着大年夜量小行星

它们由岩石和金属构成

直径从数米到1000千米不等

由于木星弱小年夜引力的搅扰

没法凝集成更大年夜的天体

只能漫天禀布、同心同德

是为小行星主带

(小行星主带位置表示,制图@王申雯/星球研讨所)

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此外

还有约10%的小行星

散布在太阳系的其他地域

在太阳光压的感染下

一些小行星一样会切远亲近太阳和地球

释放尘埃并构成流星雨

例如编号3200的小行星

它的轨道近日点是如此接近太阳

以致于外不雅温度会降低到750℃

揭显露与彗星相似的性质

在其轨道上散落

并在每年12月14日前后

为我们带来双子座流星雨

(小行星3200的艺术想象图,由于接近太阳,而别名为法厄同,希腊神话中的健身教练通勤包括哪些太阳神之子,图片来源@NASA)

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而每年1月3日支配

编号196256的小行星还为我们带来

象限仪座流星雨

(请横屏傍不雅,2019年1月象限仪座流星雨,摄于陕西延安。该小行星性质尚不清楚,能够为彗星残留构成,图片来源@视觉中国)

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象限仪座、英仙座、双子座流星雨

并称三大年夜周期性流星雨

而而今已有定名的流星雨

更是高达1000多个

(北半球全年重要流星雨,摄影师@龍柏山人,制图@王申雯/星球研讨所)

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然则

那些从迢远世界闯入我们夜空的星体

不只仅只是制造星空盛宴

它们惊人的能量

足以影响我们的生活

甚至生逝世

03

寰宇碰撞

1908年6月30日晨

俄罗斯西伯利亚的通古斯河畔

一个庞大年夜的火球划过天空

并发生空爆

威力相当于2000万吨TNT火药

形成400km范围内的树木倒伏或焚毁

其祸首祸首究竟是小行星照样彗星

亦或是极端罕有的陨冰

而今已难下定论

(往常看似安静的通古斯地域,在百余年前发生了范围绝后的大年夜爆炸,图片来源@视觉中国)

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而1994年7月

苏梅克-列维9号彗星撞击木星

则给人类供应了千载难逢的时机

初次全程不雅测太阳系天体撞击事宜

此次撞击在木星外不雅

留下了延续串的遗迹

个中最大年夜的与地球外不雅积相仿

释放的能量

更是达万亿吨级TNT当量

(1994年7月18日,哈勃太空看远镜在撞击发生后拍摄的撞击遗迹,图片来源@NASA)

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比来几年来延续停止的迷信研讨

更是给我们供应了详细的

各类小天体撞击地球的息灭记载

在太阳系构成初期

行星们赓续变换轨道的同时

有数细姨体在引力的感染下

飞向太阳系外部

似乎一场末尾盖脸的 “浸礼 ”

几近重塑了地球的地貌

并在与地球相伴的月球上

留下了有数的撞击坑

(请横屏傍不雅,满是撞击坑的月球,该事宜被称为“前期重轰炸”,摄影师@黄一骏)

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荣幸的是

事先的地球还不像明天一样发火勃勃

但这并不是末尾一次

6600万年

一颗直径约10km的小行星

在明天的墨西哥湾留下了

直径约180km的撞击坑

这极多是招致事先的霸主恐龙

(严厉来说诟谇鸟恐龙)

被一波带走的重要缘由原由之一

(同一时代是不是发生了其他小行星撞击事宜而今尚存争议,而事先的恐龙群体已较为软弱,而鸟类的祖先得以幸存。图为墨西哥尤卡坦半岛的陨石坑表示,而今关于恐龙灭尽的缘由原由仍有争议,制图@郑艺/星球研讨所)

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1.29万年前

一场长达1000多年的大年夜范围降温囊括全球

并促使一众大年夜型植物种群增添或灭尽

包括我们所熟知的猛犸象、剑齿虎等

有迷信家以为

这多是由小行星撞击而至

(该事宜被称为新仙女木事宜,这类停顿在冷带的植物,在事先大年夜肆南侵,也有不雅点以为该事宜与洋流有关,下图为不合种类的猛犸象恢复表示,制图@陈志浩&汉青&王申雯/星球研讨所)

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但事物的影响

老是一体两面

气温降低与大年夜型兽类增添

也激起人类食物匮乏

一些人“自愿”坚持单一的佃猎与搜集生活

末尾检验检验栽种作物

农业

从此开启了人类文明的新篇章

(广西龙胜梯田秋景,摄影师@王志荣)

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访问地球的天体

也实在其实带来了很多积极的影响

有实际以为

在地球初期

有数小天体纵情蹂躏地球表层时

也为地球带来了生命之源

(地球下水的来源另有争议。赛里木湖春季风景,摄影师@蒋晨明)

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还有各类氨基酸

甚至还有磷

对生命来源也都是相当重要的元素

(1969年人们目击了澳大年夜利亚默奇逊地域的陨石降低,在该陨石中发清楚明了地外来源的非生物分解氨基酸,可证明诟谇生物成分发生,图片来源@视觉中国)

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此外

人类最早修建的铁器

也来源于陨石中的陨铁

因其形状共同

比一样深刻铁矿更随便于发明和运用

从而成为人类铁器的动身点

(藁城台西商代遗址出土的我国最早的铁器——铁刃铜钺,铜钺刃部的铁为陨铁。图片来源@视觉中国)

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1953年

迷信家还运用铁陨石

第一次准确知道了地球的春秋

45.5亿年(±0.7亿年)

铁陨石的构成进程与地核分歧

它们的春秋基本可以同等于地球的春秋

而个中的铀同位素会衰变为铅

而不合铀的半衰期不合

衰变成为的铅同位素也有所不合

这似乎彷佛年光的时钟

只需测得铁陨石中不合铅同位素的比例

便可知大年夜地的沧桑几何

(测出该数据的加州理工学院教授帕特森后来还成为铅污染防治的前驱,图为巴林杰陨石坑,图片来源@视觉中国)

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而在南非弗里德堡撞击坑

周围还出产黄金等诸多矿产

这也与天体撞击有关

(其详细机理还存在一定争议,南非弗里德堡撞击坑地形,制图@郑艺/星球研讨所)

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可见

这些太阳系的荡子

对地球的生命和人类的影响

是多么重要

在它们闯上天球的同时

我们也需要走出往

奔向星尘

往揭开它们更多的秘密

04

奔向星尘

1986年

借着哈雷彗星回回的契机

一支包括美苏日欧六艘探测器在内的

“哈雷舰队”接踵升空

人类第一次以596km的超近距离

不雅测彗星的真相貌

(欧洲宇航局乔托号拍摄的哈雷彗星彗核,图片来源@ESA)

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2004年

美国星尘号探测器

成功飞掠维尔特二号彗星

并于2006年将彗星气体和尘埃样品带回地球

(星尘号,图片来源@NASA)

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2019年

日本隼鸟2号探测器

成功上岸一颗名为龙宫的小行星

并于2020年由收受接纳舱将样品带回地球

在个中发清楚明了多种氨基酸

这是而今最确切的地外氨基酸证据

(隼鸟2号探测器落地后掏出样品,图片来源@JAXA)

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2022年9月27号

NASA的一艘重达600kg的探测器

自动撞向小行星迪莫菲斯(Dimorphos)

(请横屏傍不雅,小行星进攻义务图示,制图@王申雯/星球研讨所)

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并改动了小行星的轨道

完成人类初次小行星改道义务

未来面对小天体撞击的威胁

人类将不再是手无缚鸡之力

而中国也将参与这场竞赛

2012年12月13日

嫦娥二号以3.2km的比来距离

飞掠小行星图塔蒂斯

2022年4月24日中国航天日

国度航天局宣布

将启动小行星进攻谋划

2025年

天问二号将奔向

小行星2016HO3和彗星311P

(研讨注解2016HO3是地球的准卫星,图为该小行星的艺术想象图,图片来源@NASA)

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我们已愈来愈接近

这些太阳系荡子的最终秘密

2016年4月

活着界中先生天文奥林匹克竞赛

国度队选拔赛的赛场上

一道标题令全部选手猝不及防

(第四题:马门溪龙看见的恒星-低年级与高年级组)

一颗尽对星等为-3.5等的恒星,在优胜不雅测前提下,牵强可以也许被生活在明天的地球上的眼力正常的人用肉眼看到。假设这颗恒星也刚好能被恐龙时代的马门溪龙牵强看到,请你用适宜的公式和数值推演解释,这颗恒星应阅历了若何的变卦,并详细解释缘由原由

马门溪龙最早于1954年在四川发明

体长可跨越20米

个中的中加马门溪龙

更是世界上脖子最长的恐龙

这是一道没有规范谜底的开放题

但却提示我们

曾的地球霸主恐龙也曾俯首看天

看流星划过天际

直到目击小行星撞击后

交出霸主宝座

(重庆自然博物馆展出的合川马门溪龙,摄影师@王啸)

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恐龙灭尽的6600万年后

银河系猎户悬臂之上

一颗小小的主序星太阳旁

盘绕它的小小小小昏暗蓝点傍边

一种名叫人类的聪颖生命

依然俯首看向这片恐龙仰望过的星空

(2022年7月27日,深圳天文台上空一颗火流星划过银河,摄影师@陆不喝)

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不合的是

人类要从这小小的昏暗蓝点收回

向着宇宙的四方飞往

征途虽远

甚至没有返程

但你我本就皆为星尘

(观光者一号拍下的有名照片“昏暗蓝点”,圈内的光点为地球,图片来源@NASA)

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————跋文————

虽然我们中的尽大年夜多半人

还没法奔向星空

阿谁我们来自的处所

但我们的脑筋与想象却可以超脱时空的限制

奔向宇宙的内地

2022年11月24日

国度航天局启动面向全社会的

深空探测重要迷信标题全球征集活动

不论是专业人士或是喜好仰望星空的你

假设你有好的点子和对宇宙洪荒的猎奇心

无妨一试

本次征集至2023年1月31日止

大年夜家可点击文末的扫瞄原文检查概略

(奔向宇宙,我们已刻不容缓,2015年12月20日双子座流星雨,摄于国度天文台河北旺盛不雅测站,摄影师@Steed)

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(向着长流星,许愿吧!请横屏傍不雅,超长掠地流星,2021年6月12日摄于乌兰布统,摄影师@申然)

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本文创作团队

撰文:林萱文

编辑:所长

图片:周昫光

谋划:王申雯

审校:云舞空城/窦婧

封面摄影师:瞿晓峰/叶人豪

专家审校:haibaraemily

P.S.一样深刻的流星雨不雅测无需看远镜,在少光污染,坦荡无云的处所不雅测即可。不用紧盯辐射点或某一片天。

P.P.S:马门溪龙最早发明于四川宜宾的马叫溪渡口,由于发明人,有名的古生物学家杨钟健院士(也是笔者的陕西老乡)口音较重,任务人员误记载为马门溪,由此得名。杨师长教员还曾作诗一首:“头小颈长身躯大年夜,尾巴长的更恐惧。身长约有十三米,体重更是不成话。”

【参考文献】可上下滑动检查

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