新知|今年最著名、最活跃的英仙座流星雨来了!
科普中国 2024-08-12 21:00

英仙座流星雨是每年最著名且最活跃的流星雨之一,通常在7月中旬至8月下旬出现,其峰值时间通常在8月12日至14日。

英仙座流星雨的辐射点(即流星在天空中看似起源的点)位于英仙座方向。英仙座流星雨源于彗星109P/斯威夫特·塔特尔,每小时可以观测到60到100颗流星,因其速度快、亮度高且尾迹明显,成为夏季夜空中最受欢迎的天文现象之一。

为什么流星的颜色各式各样?

流星在进入地球大气层时被高温加热,导致组成它的各种元素和化合物燃烧并发出特定光谱,从而呈现出不同颜色。

当流星体进入地球大气层时,它们会与大量空气分子发生剧烈碰撞。这些碰撞导致流星体表面物质因高温而汽化,形成钠、铁和镁等原子的蒸气。在随后的碰撞中,电子被撞入距离原子核平均距离更大的轨道,当电子回落到静止位置时就会发光,这与气体放电灯的过程相同。

不同成分的流星在高温下燃烧产生不同颜色的光,这与我们在中学学过的焰色反应类似。在焰色反应中,金属盐在高温下燃烧会产生特定的颜色,这也是火焰分析法的基础。例如:

钠(Na):黄色

镁(Mg):蓝绿色

钙(Ca):紫色

铁(Fe):黄色至橙色

硅(Si):红色或橙色

当流星进入地球大气层时,除了流星本身发光之外,其在高速运动的过程中与空气中的氮气分子、氧气分子发生剧烈碰撞,这些碰撞产生的能量使氮气分子和氧气分子被激发和电离,导致它们发光。其中,激发是指分子的电子吸收能量从基态跃迁到激发态;电离是指分子的电子吸收足够多的能量后脱离分子,形成离子。比如,氧气燃烧会产生绿色或红色的光,而氮气燃烧则会产生紫色的光。

同一颗流星会变颜色,这是什么原理?

2023年8月的英仙座流星雨,作者看到了一个会变色的火流星。火流星是一种极为明亮的流星,其亮度通常达到或超过-4等,显著超过普通流星。火流星通常持续时间较长,颜色多样,还可能出现爆炸现象,甚至伴随响亮的音爆声和碎片散落。

会变色的火流星。图片来源:作者拍摄

流星颜色的变化受其他因素影响,如流星进入地球大气层的速度、所处的高度以及流星体积的大小等。这些因素的共同作用,决定了流星在燃烧时所呈现的具体颜色变化。

1、组成成分的不同

流星通常由多种元素和化合物组成,不同的成分在高温下燃烧会发出不同的颜色。例如,流星的某一部分可能富含镁,而另一部分可能富含钠。当流星燃烧时,这些不同的成分能分别发出蓝绿色和黄色的光。

2、燃烧温度的变化

随着流星在大气层中不断加速并受到空气阻力的作用,它的燃烧温度也会变化。不同温度下的燃烧会导致不同元素或化合物光谱的变化。例如,在相对较低温度下,可能主要是钠的黄色光,而在较高温度下,可能会出现镁的蓝绿色光。

3、大气密度的高低

流星在进入地球大气层的过程中,从高空稀薄的大气层进入低空稠密的大气层,大气密度的变化会影响流星的燃烧过程和发光特性。在较高的地方,燃烧可能不完全,某些成分会发出一种颜色的光;而在较低的地方,大气密度增加,燃烧更加剧烈,可能会发出另一种颜色。

观测指南

英仙座流星雨即将到来,这是每年最壮观的天文现象之一。让我们一起在某个特别的夜晚,仰望星空,欣赏流星划过天际的美丽景象。以下是为大家准备的观测攻略,希望能给大家带来最佳观赏体验。

1、最佳观测时间

2024年8月12日至14日,受月亮影响,午夜到黎明的前几个小时是观测英仙座流星雨的最佳时间。12日23:28,月亮下落;13日00:09,月亮开始落入地平线;14日00:57,月亮落下地平线,可以选择在月亮落下前的1-2小时内观测。

2、观测地点选择

远离城市灯光污染,最好选择一个距离城市100公里以上,视野开阔且黑暗的地方,如乡村或山顶,确保天气晴朗无云,获得最佳观测效果。

3、准备工作

带上躺椅或毯子,携带足量保暖衣物,带上驱蚊用品以及蓝牙音箱。

4、观测技巧

最好躺在椅子或毯子上,使用导航软件帮助定位英仙座。不必只盯着英仙座看,流星可能会出现在夜空的任何地方,保持视野开阔是关键。耐心等待,每小时可见多达100颗流星,甚至能看到惊艳的火流星!

5、单反相机拍摄技巧

单反相机需要配有广角镜头或大光圈定焦镜头,以及稳定的三脚架。把相机光圈设置成最大光,15秒-30秒的长曝光时间需要高感光度(ISO800-3200),同时手动对焦至无限远,使用间隔拍摄功能或遥控器连续拍摄,选择有趣的前景如树木或山脉,拍摄后进行降噪、堆栈合成和色彩调整,以便捕捉到更多美丽的流星瞬间。

总结:

英仙座流星雨是每年最受欢迎的天文现象之一,其丰富的流星数量、绚丽的色彩变化和独特的观测体验,使它成为夏季夜空中的一大亮点。读完这篇文章,相信大家对流星雨有了更深入地了解,也掌握了如何更好地观测和拍摄流星雨的技巧。愿每一位观星者都能在英仙座流星雨的陪伴下,度过一个充满奇迹与浪漫的夜晚。

参考文献

[1]Zhilyaev, Boris Ephimovich , et al. "Methods for estimating some characteristics of meteoroids in the wake of intrusions." 22 International scientific conference Astronomical School of Young Scientists. December 11–12 2020, p. 20-22 2020.

出品丨科普中国

作者丨Denovo团队

监制丨中国科普博览

编辑/韩世容

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