流星是如何形成的

【專家解說(shuō)】：一. 流星和流星體 太陽(yáng)系內(nèi)除了太陽(yáng)、九大行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星外，在行星際空間還存在著大量的塵埃微粒和微小的固體塊，它們也繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。在接近地球時(shí)由于地球引力的作用會(huì)使其軌道發(fā)生改變，這樣就有可能穿過(guò)地球大氣層?；蛘?，當(dāng)?shù)厍虼┰剿鼈兊能壍罆r(shí)也有可能進(jìn)入地球大氣層。由于這些微粒與地球相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度很高(11-72公里/秒)，與大氣分子發(fā)生劇烈摩擦而燃燒發(fā)光，在夜間天空中表現(xiàn)為一條光跡，這種現(xiàn)象就叫流星，一般發(fā)生在距地面高度為80-120公里的高空中。流星中特別明亮的又稱為火流星。造成流星現(xiàn)象的微粒稱為流星體，所以流星和流星體是兩種不同的概念。 流星體的質(zhì)量一般很小，比如產(chǎn)生5等亮度流星的流星體直徑約0.5cm，質(zhì)量0.06毫克。肉眼可見(jiàn)的流星體直徑在0.1-1cm之間。它們與大氣的相對(duì)速度與流星體進(jìn)入地球的方向有關(guān)，如果與地球迎面相遇，速度可超過(guò)每秒70公里，如果是流星體趕上地球或地球趕上流星體而進(jìn)入大氣，相對(duì)速度為每秒10余公里。但即使每秒10公里的速度也已高出子彈出槍膛速度的10倍，足以與大氣分子、原子碰撞、摩擦而燃燒發(fā)光，形成流星而為我們看到。大部分流星體在進(jìn)入大氣層后都?xì)饣M，只有少數(shù)大而結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)的流星體才能因燃燒未盡而有剩余固體物質(zhì)降落到地面，這就是隕星。特別小的流星體因與大氣分子碰撞產(chǎn)生的熱量迅速輻射掉，不足以使之氣化產(chǎn)生流星現(xiàn)象，而是以塵埃形式飄浮在大氣中并最終落到地面上，稱為微隕星。 據(jù)觀測(cè)資料估算，每年降落到地球上的流星體，包括汽化物質(zhì)和微隕星，總質(zhì)量約有20萬(wàn)噸之巨! 這是否會(huì)使地球不斷變"胖"呢?請(qǐng)看地球質(zhì)量約為6×1021噸。由于流星體下落使地球"體重"的增加在50億年時(shí)間內(nèi)的總量約為3.3×1017噸，或者說(shuō)使地球質(zhì)量增加了兩萬(wàn)分之一，相當(dāng)于體重200斤的大胖子增加0.1兩?？梢?jiàn)其實(shí)在是微不足道! 二. 流星雨和彗星 流星通常是單個(gè)零星出現(xiàn)的，彼此間無(wú)關(guān)，出現(xiàn)的時(shí)間和方向也沒(méi)有規(guī)律，平均每小時(shí)可看到10條左右，稱為偶現(xiàn)流星(又稱偶發(fā)流星)。但是偶現(xiàn)流星在整個(gè)夜晚的出現(xiàn)頻數(shù)則不一樣:從統(tǒng)計(jì)上來(lái)說(shuō)下半夜出現(xiàn)的零星比上半夜多，而且也比較明亮。原因在于下半夜流星是由與地球迎面相遇的流星體和地球追上的流星體造成的，而上半夜出現(xiàn)的流星則是追上地球的流星體造成的(可以用馬路上自行車(chē)流作比方)。 有時(shí)候在天空某一區(qū)域某一段時(shí)間內(nèi)流星數(shù)目會(huì)顯著增多，每小時(shí)幾十條甚至更多，看上去就象下雨一樣，這種現(xiàn)象稱為流星雨。特別大的流星雨又稱流星暴。如1833年獅子座流星雨出現(xiàn)時(shí)每小時(shí)竟多達(dá)35000條(約每秒10條)，景象甚為壯觀。流星雨是一大群流星體闖入地球大氣的結(jié)果，這種成群結(jié)隊(duì)的流星體稱為流星群。 流星群的各個(gè)成員在空間的運(yùn)動(dòng)軌道基本上是彼此平行的。由于透視的原因，在地球上看來(lái)由流星群造成的流星雨仿佛都從同一點(diǎn)向外輻射出來(lái)，這一點(diǎn)稱為流星雨的輻射點(diǎn)。大多數(shù)流星群即以輻射點(diǎn)所在星座或附近的恒星命名，如獅子座流星群，寶瓶座δ流星群等。 通常認(rèn)為流星雨的出現(xiàn)與彗星有關(guān)。彗星是太陽(yáng)系內(nèi)一類奇特的天體，它在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的時(shí)候表現(xiàn)為一顆彗核，直徑幾公里或更大些。一旦接近太陽(yáng)，在太陽(yáng)輻射的作用下，由于彗星核物質(zhì)的氣化會(huì)形成巨大的彗發(fā)和長(zhǎng)長(zhǎng)的彗尾。流星群便起源于彗星散射出來(lái)的物質(zhì)碎粒或是瓦解了的彗核。最著名的例子是1826年發(fā)現(xiàn)的比拉彗星，地球在每年的11月27日通過(guò)它的軌道。1846年1月發(fā)現(xiàn)比拉彗星已分裂為二，且分裂后的兩顆彗星間的距離越來(lái)越大。1855年，它們雙雙重新出現(xiàn)，但已經(jīng)分得很開(kāi)。在以后兩次預(yù)期彗星該出現(xiàn)的年份都沒(méi)有觀測(cè)到，人們以為它失蹤了，然而在1872年11月27日夜晚天空中突然出現(xiàn)極為壯觀的流星雨，輻射點(diǎn)在仙女座。1885年11月27日又發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象。后來(lái)得知1798、1830和1838年已觀測(cè)到過(guò)仙女座流星雨?？梢?jiàn)比拉彗星在瓦解前早已在散發(fā)大量的質(zhì)點(diǎn)，仙女座流星雨毫無(wú)疑問(wèn)與比拉彗星有關(guān)，故又稱比拉流星雨。 彗星散發(fā)出的微粒在漫長(zhǎng)的年代中會(huì)逐漸因同樣輻射壓和大行星引力攝動(dòng)而分布在整個(gè)彗星運(yùn)動(dòng)軌道上。由于一部分彗星的軌道可以與地球公轉(zhuǎn)軌道相交，當(dāng)?shù)厍虼┰竭@種區(qū)域時(shí)便會(huì)因大批微粒進(jìn)入地球大氣層而形成流星雨。比如獅子座流星雨平常年份流星數(shù)目并不多，只是每隔33年才有一次程度不等、規(guī)模較大的流星暴出現(xiàn)，這33年就是母體彗星軌道運(yùn)動(dòng)的周期。 附表: 一些主要的流星群 名 稱 可見(jiàn)日期 出現(xiàn)率極大日期 有關(guān)彗星 天琴座流星群 4月20日-4月24日 4月22日 1861Ⅰ 寶瓶座η流星群 5月2日-5月7日 5月5日 哈雷 天琴座δ流星群 7月22日-8月1日 7月31日 無(wú) 英仙座流星群 7月27日-8月16日 8月12日 1862Ⅲ 獵戶座流星群 10月17日-10月25日 10月21日 哈雷 金牛座流星群 10月25日-11月25日 11月8日 恩克 獅子座流星群 11月16日-11月19日 11月17日 1866Ⅰ 雙子座流星群 12月7日-12月15日 12月14日 無(wú) 三. 獅子座流星雨 天文學(xué)家現(xiàn)已清楚，形成獅子座流星雨的母體彗星是1866年發(fā)現(xiàn)的坦普爾-塔特爾彗星。歷史上有關(guān)獅子座流星雨的觀測(cè)過(guò)程卻十分有趣: 1799年 歐洲、南美均觀測(cè)到這一流星雨，德國(guó)探險(xiǎn)家A.Humboldt有過(guò)精彩描述。 1833.11.12 北美東海岸9小時(shí)內(nèi)估計(jì)觀測(cè)到24萬(wàn)多顆流星。 1834年 發(fā)現(xiàn)輻射點(diǎn)在獅子座，因而命名為獅子座流星雨。奧伯斯證認(rèn)出1766、1799兩年11月在委內(nèi)瑞拉觀測(cè)到也是同一流星群的兩次出現(xiàn)，周期33.59年。天文界開(kāi)始認(rèn)識(shí)和研究獅子座流星雨。 1864年 紐頓證明獅子座流星雨從902年起就有活動(dòng)記載。共計(jì)有十個(gè)年份，其中6次記載取自中國(guó)官方史書(shū)。 1866.11 獅子座流星雨再次出現(xiàn)，計(jì)算出其運(yùn)動(dòng)軌道。 1867.11 奧普爾茨給出彗星1866Ⅰ軌道，因與獅子座流星群軌道十分相似而得知其為流星群的母體彗星。 1899年 未觀測(cè)到獅子座流星雨，彗星也沒(méi)觀測(cè)到，有人認(rèn)為彗星已瓦解。公眾感到受騙上當(dāng)而十分氣憤，對(duì)天文學(xué)家的不信任感陡然增加。 1900.11.15/16 在加拿大重又觀測(cè)到獅子座流星雨，每小時(shí)1千條。第二年在美國(guó)西南部和墨西哥又見(jiàn)到，每小時(shí)最多達(dá)2千條。 1933年 未發(fā)現(xiàn)流星雨，有人估計(jì)彗星可能已碎裂。 1965年 重新找到了失蹤近一個(gè)世紀(jì)的坦普爾-塔特爾彗星。 1966.11.17 再度觀測(cè)到獅子座流星雨，最盛時(shí)每小時(shí)超過(guò)14萬(wàn)顆。 四. 流星雨出現(xiàn)對(duì)人類活動(dòng)的影響 1.可能對(duì)航天器造成威脅。流星群顆粒大都很小(<1mm)，但速度極高。以98年獅子座流星雨為例，相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)速度為71km/s，達(dá)到子彈初速的100倍。如果較大顆?；蚪Y(jié)構(gòu)較堅(jiān)實(shí)的顆粒高速撞擊人造衛(wèi)星或其它航天器，很可能造成嚴(yán)重后果，如艙面擊穿，探測(cè)器損壞，太陽(yáng)能板受損，電子器件因等離子體放電而失效，甚至整個(gè)航天器被擊壞、擊毀等。歷史上已經(jīng)有過(guò)這類事件發(fā)生，如1993年英仙座流星暴使歐洲航天局的Olympus衛(wèi)星因遭到一顆流星體的撞擊而一度失控。 2.大批流星群闖入地球大氣造成的電離效應(yīng)可能使遠(yuǎn)距離電訊發(fā)生異常。 3.對(duì)云層和雨量的影響。大批流星體塵埃散入地球大氣，提供了額外的水汽凝結(jié)中心，會(huì)使云層和雨量增大。 4.隕星擊中人類或牲畜。關(guān)于人體被隕星直接擊中尚未見(jiàn)報(bào)道，但據(jù)說(shuō)1836年在巴西曾砸死幾只羊，1911年埃及打死一條狗，1969年澳大利亞發(fā)生過(guò)隕星打穿屋頂?shù)仁录? 5.嚴(yán)重的撞擊災(zāi)變事件。這類事件的禍?zhǔn)滓巡荒芩闶橇餍求w，而是大小不等的小行星。 6.可以利用流星出現(xiàn)時(shí)，因流星體燃燒形成的長(zhǎng)條電離離子柱對(duì)無(wú)線電訊號(hào)的反射作用，進(jìn)行高頻或甚高頻通訊，作用距離可達(dá)1800公里。因流星通訊不受太陽(yáng)活動(dòng)或核爆炸影響，在軍事上有重要意義，美國(guó)已有流星通訊設(shè)備作為戰(zhàn)術(shù)通訊的一種手段來(lái)裝備部隊(duì)。 7.天上掉一顆星，地上就要死去一個(gè)人的說(shuō)法是毫無(wú)科學(xué)道理的。