2020年最後一場流星雨
在每年的冬至前後一,觀星迷們將迎來他們最後一次「盛宴」,這就是小熊座流星雨。與獅子座、英仙座或雙子座流星雨比起來,小熊座最多每小時只射出10~20顆流星,似乎過於「小器」了一些,但這些流星來自北極星,並且是北半球一年中最後一次觀賞流星的機會,看起來還是有些特殊意義的。
流星雨
說起小熊星座,可能許多人都不太熟悉,但要講北極星,你一定就不陌生了。我們地球一直在不停的旋轉,它自轉軸的北方正對著北極星,在浩瀚夜空的繁星中,它是「小北鬥七星」的尾巴尖兒,西方的觀星家們將小北鬥七星稱為小熊座,在能見度好的夜晚,它很容易被找到。
小熊星座就是小北鬥七星
流星雨來自北鬥星?
小熊座流星雨的輻射點是「小北鬥七星」中第二亮的「北極二(βUrsae Minoris)」。北極二是一顆巨大的恆星,儘管它的質量只是太陽質量的2.2倍,但它的亮度卻是太陽的130倍,並且它的直徑也比太陽大42倍。因此天文學家們判斷,北極二正在走向其生命的終點,它已經演化成一顆紅巨星,在未來的某一天,它的大部分物質將在巨大的爆炸中煙消雲散,只留下一小部分核心物質變成白矮星。
北極二即將爆炸
我們看到的小熊座流星雨是來自恆星北極二發射出來的碎片嗎?並非如此。北極二距離我們有130.9光年,太遙遠了,即使北極二正在爆炸,它的碎片也不可能飛到地球上來。
流星雨到底來自哪裡?
天文學家們將流星雨以星座命名,其中一個原因是這些流星常常是集中在一個時間段爆發,並且它們的發射點常常來自於夜空中某一個星座的方向。從地球上觀看,它們就像是從這個星座發射出來的一樣。
仰望星空,流星雨似乎來自於天上的一個點
事實上我們知道,夜空中我們能看到的絕大多數恆星都距離我們極遙遠,其中最近的「三體」比鄰星也有4.2光年之遙。由於引力的關係,其它恆星的大顆粒物質基本上不會大量進入太陽系,自然也沒機會化作天上的流星。
其實流星進入大氣層幾乎是平行的
流星雨大部分來自太陽系中彗星殘骸和小行星碰撞的碎片。由冰塊和太陽系原始塵埃構成的彗星看起來像一團骯髒的雪球,這些雪球來自寒冷的太陽系外圍,它們大約幾十年甚至幾萬年才能完成一次圍繞太陽的旅行。當接近太陽時,它上面的碎冰粒、小石塊和塵土受熱崩解陸續散落到太空中,這就是我們常見的彗尾。彗尾在彗星的軌道上繞著太陽運行,並且會保留許多許多年。
流星體大多是彗星塵埃
每年十月下旬的獵戶座流星雨就是哈雷彗星留下的碎片和塵埃,而小熊座流星雨則是一顆名為「塔特彗星(8P/Tuttle)」留下的遺蹟。
塔特彗星的運行周期是13年
塔特彗星的彗核直徑大約有4.5公裡,它繞太陽運行的周期是13年。2008年元旦時,塔特彗星距離地球僅0.25個天文單位(3782萬公裡),2021年8月27日它將再次到達近日點。由於地球運行的軌道剛好穿越彗星留下的塵埃彗尾,這些碎片撞入大氣層時與空氣劇烈摩擦並燃燒,於是形成流星雨。
塔特彗星的軌道與地球軌道有交會
為什麼看起來像來自北極星?
我們地球總是圍繞著太陽作周期性運動,如果在地球運行的軌道上存在彗星留下的塵埃,或者小行星撞擊留下的碎片團,那麼在每年的差不多同一個時間段裡,地球都會經過這些碎屑雲。
同樣地,由於地球自轉軸的角度在一些年的某一天前後基本保持一致,因此在這一天我們看到天空的星座也大致處於同一個位置上。
在每年的同一天,恆星在天空的位置幾乎不變
塔特彗星的軌道在近日點的日照伸長率約為26°,它的運行軌跡比較「陡峭」,因此當其塵埃撞擊地球時,它們基本上來自正北方向,而這個位置剛好就是北極二所在的區域。
小熊座流星雨的發散點在北極二附近
彗星碎片進入大氣層的軌跡幾乎是平行的,當你站在地面觀察這些軌跡時,它似乎是從某一個點發散開來。如果這個點的背景正好是小熊星座,我們就會感覺它是從遙遠恆星射出來的一樣。
2018年壯觀的雙子座流星雨