太陽系中有無數的流星體,它們各自以自己的固有軌道在繞太陽運行。流星體與地球相遇時,以每秒十幾公裡到七十多公裡的速度衝向地球,與地球大氣中的氣體分子激烈碰撞而灼熱,它們在地球大氣中燃燒而形成一道亮線,即流星現象。
流星體是一些大大小小的碎塊,大小差別極懸殊,我們肉眼看到的流星,一般要亮於5等星。晴朗無月的夜晚,用肉眼平均每小時能看到10顆流星。下半夜看到的流星往往又比上半夜要多。
如果用望遠鏡或雷達,就能看到許許多多更暗的流星。目前,通過特定技術,已可探測到一億億分之克的微流星體,它比灰塵還要小。所謂微流星體,是指小於百萬分之一克的碎塊。據統計,全世界每天用肉眼總共可看到約1億個流星,其中絕大多數亮度在1等星至4等星之間,而又以2.5等星為最多。至於用望遠鏡或雷達,那就能看到更多更多的流星。那些暗於10等的流星及微流星體的降落則更是數不勝數了
此外,流星在飛行中由於碰擊地球大氣分子使其電離,從而形成一條直徑約1米,長几十公裡的電離氣體柱,該柱稱為流星餘跡。流星餘跡可以反射無線電波,今後,隨著科學技術發展,利用它可實現地面上不同兩地的無線電通訊。
流星體可分成流星群和偶發流星兩類。當地球與流星群相遇的時候,就會看到流星雨。當看到流星雨出現時,在同一天區每小時能看到十幾個到幾十個流星,它們往往由天空中同一點向外輻射。有時我們還會看到流星暴,每小時中可看到幾十個乃至幾萬個流星
1861年,扣克伍德首先把流星雨與彗星緊密聯繫在一起。1866年證實,每年8月看到的英仙座流星麗,與它相對應的英仙座流星群與彗星1862有相同的軌道。這表明,流星群與彗核衰變有關。彗星走到近日點附近,由於陽光加熱,彗核中要釋放出大量的氣體和塵粒,這些塵粒就構成了流星群。如果彗核碎裂瓦解的話,則將構成更大的流星群。著名的比拉彗星,它繞太陽公轉一周要6.6年。也就是說,每隔6.6年它出現一次。1846年1月出現時,它忽然一分為二(彗核分裂)。1852年它再次出現時,已是相隔較遠的兩顆星,以後它再也沒有出現了。而在1872年11月27日天空出現壯麗的仙女座流星雨,成千上萬流星出現。看來,仙女座流星雨是比拉彗星彗核碎裂之產物。至今,有些流星群尚未找到相關的彗星,例如,雙子座流星群、象限儀座流星群就是這種流星群。它們是由早已碎裂而不為人所知的彗星形成的還是另有原因兩不清楚。
從天外穿過地球大氣層而落到地面上的天然體塊就是隕星,又叫作隕石。隕石的研究是當今世界的熱門課題。它不但是太陽系中小塊物體的珍貴樣品,而且能為研究太陽系早期的情況和太陽活動提供重要信息。難怪天文學家和地球科學家總是與它結下不解之緣。100多年來,人們運用近代科學所提供的各種新方法,對它進行綜合研究。
目前,全世界已發現有2千多顆隕星。根據其化學成分可把它分為三種類型:石隕星、鐵隕星和石鐵隕星。其中以石隕星最多,佔總數的90%以上。最大的鐵隕星是非洲的戈巴隕鐵,重約60噸,我國的新疆大隕鐵重30噸,名列第三。1976年3月,降落在我國吉林地區的吉林隕石雨是石隕石雨,現共收集到這次隕石雨降落的100多塊隕石,其中最大的1號隕石重1,770公斤,是目前世界上最大的石隕石。在南極洲找到4塊隕石,經研究,確證它們是月球的巖石,其中一塊是月球火山巖,其餘三塊是月球高地的巖石。這4塊陰石來自月球表面何方,是一齊來還是一個個來到地球,至今尚是不解之謎。關於來自火星的隕石的報導,更引起科學家的強烈興趣。全世界收集有8塊隕石可能來自火星。這8塊隕石可分成三種不同類型。據認為,它們可能是火星表面受小天體的碰擊而飛到太空的巖石,它們保留著火星表面的許多特徵。進一步研究尚在進行。對吉林隕石研究表明,它在47億年前從太陽系原始星雲中分離出來,這個年齡大體與地球形成的年齡差不多。這團雲逐漸冷卻與凝聚,形成一些液滴及結晶體,它們通過相互碰撞、破裂與聚合形成許多小團塊,逐漸相互吸積而構成一個半徑2百公裡左右的小行星,這顆小行星受到其它小天體碰撞,大約在8百萬年前碰出一塊流星體,它就是吉林隕石雨的前身。在吉林隕石雨中找到11種胺基酸和20多種有機化合物(這項研究尚有爭議)。本世紀70年代初,美國科學家首先從2塊隕石中發現有有機物存在。至今,在隕石中已找到60多種有機物。這些為研究生命的起源提供了重要線索。
1908年6月30日,俄國西伯利亞上空突然出現個大火球(火流星),它比太陽還亮,同時還聽到震耳欲聾的爆炸聲,這就是著名的通古斯隕星降落。隕星的衝擊波擊毀了幾百平方公裡的森林,大片樹木倒下。據推測,這可能是一顆直徑70多米的小彗核與地球相遇而造成的。
流星體會撞擊地面嗎?撞擊的後果又會怎樣?地面上發現有一種天然的玻璃物質,一般只有幾釐米大小,多數是鈕扣狀和淚滴狀,從深褐色到黑色,少數地區發現它為綠色而透明。人們把它叫做玻璃隕石,我國古代叫它為雷公墨,早在1千多年前,我們的祖先就在雷州半島上發現了它。由其表面特徵可以看出,它是在熔融狀態下高速飛行並迅速冷卻而形成的。玻璃隕石的成因經一百多年的爭論後,現在認為是流星體摭擊地面使地表巖石氣化、熔融並向外濺射,熔體在空中冷凝、散落而成玻璃隕石。在月球表面有許許多多環形山,現在認為它們絕大多數都是小天體撞擊月球形成的隕擊坑。宇宙飛船對水星、火星乃至金星以及木星和土星的衛星探測表明,它們表面上都布滿了大大小小的隕擊坑。既然有流星撞擊地面,地面上為何不留下許許多多撞擊坑地面上的圓擊坑到那兒去了?這是由於地球表面上的風沙變遷把大量隕擊坑給埋了,而其它行星和衛星上由於空氣稀薄或沒有空氣,至今仍保留住這些隕擊坑。於是,不少地球科學家也在地面上尋找隕擊坑在美國亞利桑那州有一個隕擊坑,它直徑為1,240米,深180米。據認為,它是由一個直徑約60多米,重10多萬噸的鐵隕石,以每秒20公裡左右的速度在大約2萬年前轟擊而成的。由於它年代並不久長,至今尚未被埋掉。
目前,利用空間遙感技術,已在地面上發現了百多個隕擊坑。對隕擊坑進行取土化驗,可以測出隕擊成坑的年代。對成坑年代進行統計分析可以看出,每隔大約3千萬年,地球表面就會受到一次大的隕擊事件。奇怪的是,每隔大約3千萬年,地球上就有一次生物物種大規模滅絕。6千5百萬年前,恐龍滅絕了,與此同時,地面上有70%的物種滅絕。是什麼原因造成這次生物物種大滅絕?研究表明,在葡萄牙境內有一個直徑300公裡的隕擊坑,它是6千5百萬年前形成的,那就是造成恐龍滅絕的元兇。雖然這個坑已被埋掉,但稀有元素銥的異常,清楚表明那兒有個大隕擊坑。研究還表明:隕擊坑越大,物種滅絕就越多。美國芝加哥大學費米研究所的一個研究組認為,6千5百萬年前,有一個直徑10公裡的天體撤擊地球,在地面上引起一場大火,撞擊出來的塵埃布滿全球天空,便全地球表面見不到陽光,植物停止光合作用,恐龍餓死。
為什麼每隔3千萬年地面上要受到一次大隕擊?這是天文學家正在研究的新課題。有人認為,太陽和另個未知的相距較遠的恆星相互繞轉,它們組成一個雙星系統,繞轉一周約3千萬年,周期性繞轉使得太陽每隔3千萬年通過一個物質密集區,那兒有大量物體向地面隕擊,這是各種新思想中比較容易被人們接受的一種。當然,要最終解決這一問題,還有待今後很長時間的研究。