雙子座流星雨墜入夜空你了解它嗎?
說到流星雨,大家都會想到那首耳熟能詳的歌曲《流星雨》,每個人在一生中都應去看一場流星雨,你不僅會看到上天賦予的美景,還會感知生活的美好,獲得勇敢,並看到幸福的所在。那麼就讓我們一起去探尋一下剛剛發生過的來自雙子座的流星雨吧。
雙子座流星雨(Geminids ,GEM)與象限儀流星雨、英仙座流星雨並稱為北半球三大流星雨。與英仙座、獅子座等流星雨相比,雙子座流星群比較年輕,它在19世紀中葉才出現,被國際流星組織(International Meteor Organization,IMO)稱為是目前觀測到的最好的、最可靠的流星雨。
雙子座流星雨的活躍期在每年的12月4日至17日,根據IMO的預報,2018年的雙子座流星雨會在北京時間12月14日迎來極大,峰值每小時的天頂流量(Zenithal Hourly Rate ,ZHR)在120顆左右。而且2018年12月14日當天是農曆初八,月亮接近上弦,月相為新月,22時30分左右下落後直到次日凌晨,都是觀看和拍攝的好時機。
雙子座流星雨是指以雙子座附近為輻射點出現的流星雨。雙子座英文名Geminis,在拉丁語裡是雙胞胎的意思。在古巴比倫,古希臘以及古羅馬神話中,雙子座都是以一對雙生子的形像出現。以希臘神話為例,雙生子中的哥哥叫做卡斯托耳(Castor),弟弟叫波呂克斯(Pollux),兩兄弟堪稱手足情深的典範。
在哥哥卡斯托耳意外被刺身亡後,弟弟波呂克斯向宙斯求情,甘願放棄自己身為神所擁有的永恆生命,來換取哥哥復活。宙斯被兩兄弟深厚的情誼感動,便將他們的形象放置在天空中,成為了我們熟知的雙子座。在英語中人們會用“Castor and Pollux”的典故來表示“手足情深”。
看到英文Castor和Pollux你是不是有些眼熟?沒錯,兩兄弟的名字同時也是雙子座主星北河二(Castor)和北河三(Pollux)的名字。而每年冬季夜空中都會上演的出自雙子座的壯觀流星雨,其輻射點就在北河二和北河三附近。
雙子座流星雨星空位置示意圖
雙子座流星雨從何而來
雙子座流星群在1862年第一次被觀測到,而且剛開始時流量較小,每小時只有10-20顆。從那以後,它的流量開始逐漸增加,當前已成為每年流量較大的流星雨之一。1998年人們觀測的雙子流星群達到每小時ZHR=140顆。
從觀察到雙子座流星群開始,天文學家們就一直在探尋它從何而來?試圖找尋它的母體。直到1983年,科學家們在研究由美國、英國和荷蘭聯合發射的第一顆紅外天文衛星(Infrared Astronomical Satellite,IRAS)的影像資料中,發現了一顆移動的天體,這個天體就是現在被歸類為阿波羅類小行星的3200 Phaethon,稱為3200法厄同。法厄同被發現不久,科學家們經過研究指出,法厄同的軌道要素與超級施密特攝影機拍攝的雙子座流星雨軌道要素幾乎重合,換言之,法厄同是長期以來所尋找的雙子座流星雨的母體。
3200法厄同雖被歸類為阿波羅類小行星,但長期以來人們一直在爭論法厄同到底是一個小行星還是一個彗星,因它的軌道看起來更像彗星而不像小行星,它的軌道穿越水星、金星、地球和火星,當它接近太陽時,通常會像彗星一樣噴出灰塵,所以很多科學家們也稱它為岩質彗星。
法厄同小行星爆發的雙子座流星雨示意圖。圖片截取自meteorshowers.org/view/Geminids
小行星3200法厄同的名字是以希臘神話中太陽神赫利奧斯的兒子法厄同命名的,因為它最值得一提的特性是它比任何一顆已經命名的小行星更靠近太陽,它的近日點距離只有0.140AU,小於水星近日點距離的一半。
近地小行星法厄同的雷達圖像,由阿雷西博射電望遠鏡拍攝於2017年12月17日,2017年是小行星法厄同直到2093年前最接近地球的一年。圖片來源:網絡
雖然,雙子座流星雨的母體是阿波羅型小行星3200法厄同(Phaethon),但這顆不同尋常的小行星卻大多數處於休眠狀態,為何它能產生如此強的流星雨群則眾說紛紜。目前比較有代表性的假說有“彗星起源說”、 “烘烤說”和“分裂說”等,但這些假說都存在著一定的悖論,不能很好地對所觀測到的雙子座流星雨的現象進行合理而完美的科學解釋。因此,直到現在這個困擾著天文學家們近150年的問題依然存在,雙子座流星雨的成因仍然是一個謎。
雙子座流星雨的特點
雙子座流星雨的特點是顏色偏白、色彩豐富、流星體速度較慢、亮流星很多(常有火流星出現)以及流量大。與大多數流星雨不同,雙子座流星雨的活動曲線是不對稱的,它上升到極大時的速度比下降的速度慢,極大時間持續長,既適合目視也很適合拍攝。雙子座流星大多是明亮的、速度中等的流星,除白色流星外,還有紅、黃、藍、綠等多種顏色。
青海省海西藏族蒙古族自治州俄博梁雅丹地質公園裡,雙子座流星雨爆發。公爵攝於2018年12月14日
中國科學院國家天文台明安圖觀測站射電頻譜日像儀上空爆發的雙子座流星雨,明安圖天文觀測站位於內蒙古正鑲白旗,距離北京約400公里。
天狼星在明安圖射電頻譜日像儀反射面板上空閃耀,銀河向天頂延伸。淡黃色的參宿四是冬季銀河右側獵戶座內非常耀眼的一顆星。流星雨的輻射點在左上方,在高過地平線上方的雙子座北河二北河三兩顆星的附近。
攝影:Yin Hao 圖片來源:APOD: 2017 December 15 /apod.nasa.gov/apod/ap171215.html
雙子座流星雨的觀測
如何觀賞這場浪漫的流星雨呢?除了天氣晴好外,要選擇遠離城市燈光污染、且海拔較高的地方。觀測地點最好四周開闊,無高山或建築物遮擋。雙子座流星雨正值冬季,後半夜的溫度非常低,從頭到腳用厚衣服“武裝”也很重要。
在觀測雙子座流星雨時,冉冉升起的新月也將出現在夜空中,但建議你保持背對著月亮,以便你的眼睛可以適應黑暗。就像所有的流星雨一樣,雙子座流星雨中的暗流星比亮流星多得多。那些剛凝視月亮或剛從室內走出的眼睛將無法看到這些微弱的流星,所以需要在觀測前讓你的眼睛有時間適應黑暗,盡量避免看手機。
此外,最好盡可能長時間地觀察流星活動,因為流星活動在整個夜晚都起伏不定。會有一些時段可以看到很少的活動,然後其他時段流星不斷下降。這些週期通常持續長達15分鐘,所以最好觀察一個小時或更長的時間,這樣你就能看到幾個流星雨出現的波峰和波谷,真正感受流星雨的活動。
另外有趣的是,觀測的時候你可能會發現,並非所有觀測到的流星都是雙子座流星群。你會看到一些流星速度比雙子座流星或快或慢,從許多其他方向朝著雙子座運動。這些流星大多是隨機流星,不屬於任何一個已知的流星雨,其它小部分流星屬於每小時只產生幾顆流星的小型流星雨。
青海省水上雅丹地質公園裡的雙子座流星雨。張靜宜攝於2018年12月14日
實際的雙子座流星雨觀測過程中,你看不到上面這些圖片裡那樣隕星如雨的效果。這樣的視覺效果,需要把好幾個小時裡拍到的流星都疊加在一張照片上。真正的流星雨,需要你有足夠的耐心來等待。你永遠猜不到下一顆流星會從哪個方向劃過,會不會是一顆驚艷全場的火流星。
雙子怒出劍,中國科學院國家天文台興隆觀測站上空爆發的雙子座流星雨,包括一顆明亮的火流星。
流星與彗星的相遇
儘管雙子流星雨每年都會在12月如約而至,但是今年仍然有一些“特別”的地方。今年當你在天空中找尋雙子座流星雨的時候,你可能會發現一小塊微弱的“幽靈”綠斑,那就是彗星46P/Wirtanen。今年是彗星46P在接下來的20年裡最接近地球(700萬英里)的歷史性近距離飛越,因此我們在觀看流星雨的同時,會不期而遇一顆肉眼可見的彗星!
說到這裡,大家有沒有想起前幾年的科幻電影《彗星來的那一夜》,電影講述一顆彗星接近地球的夜晚,在不同的’平行世界’間搭起了橋樑,讓生活在不同’平行世界’的人彼此相遇的故事。
想想看,當彗星劃過地球的時候,你會和另一個’平行世界’的“你”相遇,了解另一個’平行世界’的“你”過著怎樣的生活嗎?甚至你會想和另一個“你”交換生活嗎?電影當然是提出了一個腦洞大開的想法,可是實際上今年彗星來的時候會發生什麼呢?期待流星與彗星的相遇,也期待你與流星和彗星美好的相遇。
雙子座流星雨極大之夜,一顆偶發的群外流星恰好穿過彗星46P/Wirtanen。公爵攝於2018年12月14日
怎麼樣?是不是迫不及待想要看場流星雨了?