相約九八
今年11月18日北京時間凌晨3時前後,蒼茫天宇將上演一幕流光溢彩的獅 子座流星雨爆發,屆時將有上千顆流星划過夜空,持續數小時。我國下處在很有利 的觀測位置,而歐美正當白天,流星雨的輻射點在地平線之下,根本看不到,只好 望天興嘆。為上經濟委員會不少國外的流星專家都相久九八,他們將帶上儀器,不 遠萬裡,奔赴中國,與我國的天文學家一起合作觀測這33年一遇的強流星雨。 我國數漢萬計的天文愛好者,青少年朋友和許多熱心公眾也在相約九八,翹首 以待這百年未見的天賜禮花。 自本世紀九十年代初,國際流星組織就倡儀並組建了國際獅子座流星雨監測委 員會(ILW),以協調全世界流星天文學家與愛好者進行聯測,這將是人類首資 對流星雨爆發進行有計劃的全球聯合觀測研究。
流星雨會不會擊穿人造衛星
流星雨是天賜美景,可令世人大飽眼福,然而這種每秒幾十公裡宇宙速度的細 小顆粒群卻讓全球數以百計的珍貴的通信、導航、氣象衛星打與宇宙飛船大傷腦筋 。雖說它們並不能將衛星打個「人仰馬翻」,但只要這種比子彈快百倍的宇宙流彈 擊中要害,就足以叫衛星「半身不遂」乃至「全身癱瘓」。 當然太空茫茫,它們擊中的概率並不高,然而只要擊中五百顆衛星中的一、二 顆,令其失去功能,就會使上億美元付之東流。今年四月下旬,兩百多位航天、天 文科學家和軍事、商業衛星的經營者、保險公司的專家心事重重地雲集美國加州, 召開了獅子座流星雨與對衛星威肋的研討會,共商對策。他們指出,這群獅子座流 星飛彈對於正在太空中飛翔的天之驕子,會有多大威肋,現在還難以準確評估。專 家建議在獅子座流星雨爆發期間,將太空飛行器暫時關妙,以免遭不側。1993年8 月,美國宇航局(NASA)為避開可能出現的英仙座流星雨爆發,就是將「發現 號」太空梭的發射推遲了一個月,並且還遙正在空間飛行的哈勃空間望遠鏡調轉 方向,以免被流星誤傷。
歷史上的流星雨爆發
我國有著世界上最豐富和最系統的天象記錄,對獅子座流星雨爆發就記載7次 之多,其中一次發生在四百年前,當時還記錄了爆發時的盛況和準確時間。「明世 宗嘉靖十二年(1533年)十月八日(農曆)夜四鼓,萬星縱橫流飛,俄隕如雨 ,至天曙方巴。」俄國古代編年史也記錄了這一次流星雨:「在莫斯科,許多人都 看到,眾星星在天上拉出一條長長的帶子,從東方飛到嚴冬的西方。」這一次流星 雨還被寫成神奇的「上天的徵兆」,據教堂一個僕人塔拉西亞在大諾夫哥羅德的鐘 樓裡所見,「許多天使射出為箭,就象從烏雲中落下的傾盆大雨。」整整三百年時 間過去了,獅子座流星雨爆發從東半球轉到了西半球,真是「河東獅吼」變成了「 河西獅吼」。 1833年11月12日夜晚,美國東部波士頓 地區的區民,被一種從未見過的天象驚住了,他們看 到夜空中的流星如雪片似地飛舞,成千上萬的流星都 從獅子星座那裡不斷地射向四面八方,(參見圖), 有的目擊者估計每小時流星數高達三萬五千顆,流星 雨竟持續了六、七個小時,總數多達24萬顆!美國 海爾大學教授奧姆斯特德當時寫道:數不清的流星流 向四面八方,幾乎沒有空隙,有些比多星更亮。流星 宛如雪花,紛紛飄落,每一個雪花就是一顆亮晶晶的 流星。」在美國佐治要州一個農場,幾百名黑人目擊 者當時驚恐地喊起來:「天空著火了!」他們紛紛匍 匐在地面。此時,教堂的鐘聲響了,信徒們唯恐世界 末日的來臨,紛紛奔赴教堂禱告。第二天黃昏,有些好奇的目擊者還跑出門去等待 夜幕的降臨,他們真擔心天上的星星是不是都掉光了?然而在流星雨爆發的11月 12日晚,另一些目擊卻在仔細地觀察流星的動向,他們興奮地發現,這些流星並 非雜亂無章地到處亂飛,而是從星空中的獅子星座的某一處向四方輻射,這可是1 9世紀天文學的一大發現,從此現代流星天文學誕生了。 1833年獅子座流星雨的空前盛況立即吸引了天文學家的目光,他們隨後順 首查閱歷史的記載,終於查出在1766年和1799年也出現過令人驚訝不已的 「獅子狂吼」,看來這是一隻在太陽系空間定期巡遊的「雄獅」,每33折至34 年就「仰天長嘯」一次,於是人們開始期待這中「雄獅」在1866年欠顯威。 1866年11月,這頭「雄獅」不負重望,依期再現,雖然「吼聲」已不如 前兩次那樣驚心動魄,但也是以令人讚嘆。它在一個小時內就射出了六千顆流星。 1899年1月14日,美國最著名的紐約時報以不容置疑的語氣斷言:「今 晚將出現六十六年所未見的天賜禮花,它將超過1866年而與1833年相媲美 甚至勝過1833年。」然而歷史卻對它開了個玩笑,這一次每小時只是稀稀拉拉 地飛落40顆流星,令人大失所望。雖然1900年和1901年仍有每小時近千 顆流星飛現,但已今不如昔。有人斷定,這頭「雄獅」老矣!1966年,人們對 獅子座流星雨再也不抱多大希望了,可是這次它卻突然「大一吼聲」,以每小時射 出14萬顆流星的盛況震驚了世界,令在美國西部西利桑那等地的居民大開眼界, 他們目睹了這一持續四個小時的世紀流星雨爆發,人們驚奇地看到,每分鐘有兩千 顆流星從獅子座向四面八方射出,布滿整個天空,到處都在「點火」發亮,如同節 日的焰火。離獅子座輻射點越近的流星,軌跡越短,給人以立體的動感。目擊者仿 佛正乘坐在「地球號」宇宙飛船上,以難以置信的高速度飛馳在一條滿是流星的隧 道中,隧道的深處直指輻射點。
獅子座流星雨從何而來
這流光溢彩的獅子座流星雨來自何方?為何能歷千年而衰?要探尋這頭「獅子 」的來歷,先要從地球和太陽第讀起。地球是人類世代生活的地方,它有平原、高 山和大海,然而當人們乘宇宙飛船遠離地球再回首遙望時,就會發現地球也是天上 的一顆星球,這個直徑一萬多公裡的大球一層厚厚的大氣層包圍著,它以每秒30 公裡的宇宙速度統著太陽奔馳不息。除地球以外,還有水星、金星、火星、木星、 土星等八顆行星也分別沿著不同的軌道繞著太陽旋轉。太陽和九大行星等天體組成 了太陽系這個大家庭。在太陽系這個浩瀚的空間裡,還有無數的碎塊和細小顆粒也 在繞太陽運轉,它們的速度直快,一秒鐘就能飛馳幾十公裡,我們將這些碎塊和細 小顆粒流星體稱為流星體,當流星體與地球相遇時,就會以宇宙速度衝進地球大氣 層,並與空氣分子激碰撞摩擦,產生高溫發熱發光現象,形成一條條划過夜空的流 星。流星發光另一個特性是有餘跡,很亮流星的餘跡可以在流星過後繼續存留數秒 至數分鐘一般的流星也多少有點餘跡。 獅子座流星群一個引人注目的特徵是它們與地球迎頭相撞,速度競高達每秒7 2公裡,比蘇梅克━列維9號彗星撞擊木星的速度更高。如果沒有地球大氣層這位 保護神,當11月18日凌晨千千萬萬顆宇宙漢彈襲擊地球時,大家就只好鑽地洞 了。大多數流星體都是比黃豆還要小的顆粒,但由於速度極高,一些顆粒的較傷力 將超過子彈。流星體小顆粒內部多孔,疏鬆易碎,它們在地球大氣的半空中就「燒 」完了。因此我們不必擔心在觀賞流星雨時被太空流彈誤傷。 天文學家通過對流星發光軌跡的觀測 ,可以計算出流星體在地球大氣中的飛行 方向和速度,並為推出它們原來在太陽系 空間的遠行軌道,天文學家發現獅子座流 星群的軌道是一條拉得長長的橢圓形軌道 ,(參見圖)。這群流星體就像是虔誠的 信徒,他們來自遙遠的太陽系幽暗「寒帶 」,成千上萬相伴而行,歷經茫茫長夜的 遠途拔涉,終於又來到了「夢魂縈繞」的太陽系陽光地帶,向著光明和溫暖的化身 ━太陽再次頂禮膜拜,那流光溢彩的流星雨仿佛是33年一次的朝聖祭禮。獅子座 流星雨最早記錄的一次發生在公元902年10月,這一次正巧碰上西班牙國王的 彌留之際,只見無數的星星在夜空中空梭流動,宛如下雨般降落。 為什麼獅子流星雨能歷千年而不衰呢?1866 年義大利天文學家發現有一顆慧星的運行軌道和獅子 座流星群的運行軌道相似,(參見圖),這顆彗星的 名字是坦普勒一塔特爾彗星。彗星與流星體有什麼緣 份呢?原來在這種形似蒲公英的彗星中間,有一個彗 核,它是一座冰山。小彗星的彗核大小為幾十米至幾 百米,它們由大量的冰物質和無數的小碎塊、細顆粒 與塵埃混雜而成。由於冰物質中混雜大量的黑色顆料 及塵埃物質,因此彗核這座冰山並不像地球上南極州 洋山那樣晶瑩透白,倒像是黑臉包公。當彗星飛近太 陽時,太陽光對冰山彗核的強烈照射,使冰山表面的 冰物質直接升華,噴射出大量的氣體,同時不斷地夾 帶出許許多多的小碎塊、細顆粒與塵埃物質,這些碎 塊、顆粒及塵埃散布在洋山四周,範圍遠遠大於冰山,它們仍以宇宙速度繞太陽飛 馳,當與地球相遇時,就會衝進地球大氣層,演出賞心悅目的流星雨。 天文學這終於查清獅子座流星群的母體正是坦普勒 ━塔特爾彗星,它原來只是一顆默默無聞的暗弱彗性。 看來獅子座流星群身世低微,其生母並沒有哈雷彗星那 樣的赫赫聲名,然而獅子座流星卻能像漢代名將衛青那 樣馳聘沙場,威鎮回方。流星雨為什麼會從天空中一個 地方呈輻射狀向回面八方射出呢?其實這只是一種透射 現象,平常我們注視相互平行的筆直鐵路鐵或筆直公路 兩旁的樹木,當看到它們延伸至遠處時,就會感覺彼此 靠近和匯合在一起。反之,當組成流星的顆粒相互平行 地衝進地球大氣時,隨著與觀測者的接近,看上去就像是呈輻射狀向回面散開,( 參見圖)。這和平行鐵路軌或樹木的透射現象原理是相同的。將流星雨中一條條流 星的路逕往回延伸,最終會匯聚於一點,這一點被稱為輻射點。天文學家就以輻射 點所在星座來命名不同的流星雨。為什麼獅子座流星雨有時令人驚心動魄,有時又 讓人大失所望呢?從獅子座流星群運行軌道示意圖(上圖)可以看出,有時木星或 土星或天王星會接近獅子座流星群,那些大行星的引力會扯歪流星群的軌道。因此 有時地球只穿過流星群的外圍部份,流星雨稀稀拉拉;而當那些大行星的引力重新 將流星的軌道拉回來時,地球就能穿過流星群的密集部份,再次上演星隕如雨的奇 觀。
怎樣觀賞獅子座流星雨 1998.11.18.凌晨獅子座流星雨是"中雨"、"大雨"、還是"暴雨"
1998年11月18日已經臨近,人們仿佛已感覺到獅子座流星群千軍萬馬 正朝地球迎面而衝來的氣勢,仿佛已聽到了那急速奔馳的「馬蹄聲」。那麼今年的 獅子座流星雨到底是「中雨」、「大雨」、還是「暴雨」呢?至今,世界的流星專 家仍眾說紛紜,莫衷一是,這可比日全食的預報複雜,正是天文學家今後要探索的 流星群力學和物理機制的難題。為了有一個初步的估計,需要先看看近幾年的「雨 勢」,獅子座流星群中的顆粒經過千百年的彌散,已延伸到在太陽系空間整個橢圓 形軌道附近,,只不過離彗星母體愈近的地方,顆料愈密集罷了。因此每年11月 17目至18日前後,當地球穿過獅子座流星群軌道附近時,都會有流星雨出現, 隨著與1998年的靠近,流星雨的雨勢也逐步增大,到1998年瑟1999年 就出現爆發。因此,從近幾年11月18日前後的「雨勢」可初步判斷今年的「雨 情」。1994年11月18日夜晚在美國加利福尼亞州看到的獅子座流星雨,當 夜最多時每小時可看到85顆流星。1997年11月17日晚,獅子座流星群的 「先頭部隊」再次與地球相會。 紫金山天文臺的流星專家徐品新趕赴江蘇崑山蓬朗。當夜色溶溶,還帶有雨分 水氣觀測者看到夜空的一顆顆流昨,仿佛是天上的仙女在一匹素淡的絲綢上畫聘條 條金線銀七,給人經詩情畫意的美感。由於月光的影響,每小時只觀測到二十多顆 較亮的流星,扣除月光的影響,可歸算為每小時兩百顆6.5等亮度以上的流星。 至於今年11月18日的「雨情」,從近幾年的「雨勢」看,我估計今年是中到「 雨」,也就是每小時500顆至5000顆流星,「暴雨」(每小時5000顆流 星以上)可能較小。(以上數目是指視力好的觀測者在無雲無燈影響下和在獅子座 流星雨輻射點仰角高條件下觀測到的數目)。值得注意的是,流星雨爆發的高峰時 間可能只持續一、二十分鐘。今年在我國獅子座流星雨的觀測條件很有利。一是無 日光影響,可以看到相當多較暗的流星。二是輻射點在赤緯22度,在廣州、香港 、澳門、廈門、汕頭等地區燈光影響小的地方,人們可以等候觀賞流星雨從頂空飛 降的神奇天象。不過,需要指出的是,流星雨的觀測與焰火畢竟不同,流星雨給人 以自然美,讓人意會出宇宙奧秘無窮,難以言喻。它不像焰火靠的是人工的豔麗, 也並非真的像平常下雨那樣密集。怎樣觀測獅子座流星雨呢?應選擇燈光影響小的 地方,觀測地點應四周開闊,尤其在東北方和北方不宜有建築物或高山遮擋。觀測 時還慶注意夜間安全。 觀測時間可從11月18日凌晨1時至5時,(或凌晨2時至4時)。可坐躺 椅上觀賞。希望屆時老天爺賞賜大家一個秋高氣爽、萬裡無雲的好天氣。這時需要 提醒一下,18日凌晨是指17日後半夜,而不是18日的夜晚。對於我國東部的 觀測者來說,北京時間凌晨1時,獅子座已升到較方便觀測的高度,此時獅子座在 東偏北方向,隨後繼續上升。對於從事天文觀測和參與比賽的愛好者,則需要做更 細緻的工作和準備。觀測方法詳見「怎樣觀測獅子座流星雨」一文。今年3月,受 中國科學院基礎局的委託,紫金山天文臺邀請有關科研單位在南京舉行了獅子座流 星暴觀測研究工作會議,會議決定開展我國首次對強流星雨的多學科聯合觀測研究 ,以探討強流星雨的力學和物理機制及其對電離層和高層大氣的影響,為宇宙航行 、電離層通訊提供可靠的依據。這次全國獅子座流星雨的聯合觀測歡迎我國天文愛 好者將真實、規範的高質量觀測報告儘早寄南京中國科學院紫金山天文臺流星雨觀 測研究組收(郵編210008)。
全國中小學生獅子座流星雨觀測通訊賽
在近代,世界上被目擊的最強流星雨有六次,即1833、1866和196 6年的獅子座流星雨,1872年的仙女座(比拉)流星雨,1933和1946 年的天龍座(賈可比尼)流星雨。不過很可惜,這六次最強流星雨都與中國無緣。 今年11月18日凌晨的獅子座流星雨對中國可謂是天賜良機。為此,中國天文學 會普及工作委員會、中國青少年科技輔導員協會中心工作委員會等單位舉辦了全國 中小學生獅子座流星雨觀測通訊賽,這次活動將通過各級天文學會、青少年輔導員 協會、中小學校、科技館、少年宮等單位組織中小學生參加。 徵集作品包括觀報告、攝影照片、觀測紀實徵文三項。每個同學可參加其中一 項或多項。第一步由各參加單位依據評選標準進行初評,然後按參加人數4%比例 評選出優秀作品,並於1998年12月30日前將優秀作品上報組委會秘書組 (北京海澱區雙榆樹北裏海澱區青少處科技館李冰,郵編100086, 電話:010-62549007,010-62551828,傳真:010-62523847) 參加複賽。 評選標準:
觀測報告:真實、規範、完整、整潔。 攝影照片:曝光時間適當、調焦準確、畫面清晰、構圖完美、觀測記錄完整。 照片尺寸:5寸。拍攝內容除獅子座流星雨外,還包括活動過程。 流星雨觀測紀實徵文:語言簡練、流暢、真切、感人。字數:小學生,800 字左右,初中生1500字左右;高中生3000字左右。各參加單位可在觀 測前及早與組委會秘書組直接聯繫。這次競賽活動,將在各地主辦單位報送作 品的基礎上,由科學顧問評選出獲獎作品,優秀組織獎和優秀輔導獎,並頒發 獎口和證書。真實、規範的高質量觀測報告可一式兩份,分輥寄紫金山天文臺 和組委會秘書組。其餘類型作品單寄組委會秘書組。要想作出高質量的觀測與 報告,應儘早進行觀測練習,獅子座流星雨在11月18日凌晨爆發,然而從 11月15日開始,地球就開始挺進獅子座流星群的外圍,就可能開始出現流 星雨的活動,雖然數目較少,但仍可按:「怎樣觀測獅子座流星雨」一文要求 開始練習。整個獅子座流星雨的觀測期間可從11月14日至11月22日( 每天凌晨),重點是11月18日凌晨。 "天文奇觀-獅子座流星暴雨觀賞"金卡
為了歡迎獅子座流星雨光臨神州,中國科學院紫金山天文臺還監製並向海內外 發行「天文奇觀━獅子座流星暴雨觀賞」金卡一套兩枚,將四幅字畫用特殊工藝印 制在24K純金金箔上,這四幅字畫都是以金色的獅子座流星雨為背景。第一幅是 中國天文學會名譽理事長龔樹模先生題寫的「天文奇觀」四個顏體大字。第二幅題 為東方古國星箭飛舞,在畫的中心是中國的瑰寶━古代天文儀器渾儀。第三幅題為 醒業抖落滿身朝露,將正茁壯成長的中國比作東方醒獅。第四幅題為天賜禮花長城 上。