王凱翔

【編者按】 今晚，我們將迎來一年一度的“英仙座流星雨極大期”。作為北半球最知名的三大流星雨之一（另外兩個是一月的“象限儀座流星雨”和十二月“雙子座流星雨”）， 英仙座流星雨的每次來臨，都受到天文愛好者和星空攝影師的追捧。

英仙座流星雨是如何發生的？我們要如何舒適、愉快地觀賞這場天空盛宴呢？澎湃新聞-私家地理邀請北京大學天體物理系在讀博士生王凱翔為我們解讀“英仙座流星雨的正確打開方式”。

英仙座流星雨是如何誕生的？

流星雨起源于太陽系內的彗星或個別小行星。英仙座流星雨的母天體是斯威夫特-塔特爾彗星（109P/Swift-Tuttle），這顆彗星大約每133年繞太陽一圈。

彗星由松散的冰物質、塵埃和小石塊構成，是太陽系里的“臟雪球”。每當彗星靠近太陽時，其表面受到強烈的太陽輻射加熱，會揮發出許多的物質，形成長長的彗尾，并且隨著運動，將大大小小的塵埃顆粒散布在整個運行軌道上，這些塵埃就被稱為“流星體”。如果彗星的公轉軌道和地球的公轉軌道正好相交，當地球穿越彗星軌道時，就會闖入彗星留下的塵埃分布區，許多流星體高速進入地球大氣層，產生了轉瞬即逝的現象，“流星雨(Meteor shower)”就誕生了。

由于空間透視效應，從地面上看，這些流星仿佛都是從天空中的某個點輻射飛來。英仙座流星雨的輻射點就位于英仙座和仙后座之間。  NASA/APOD 圖

由于空間透視效應，從地面上看，這些流星仿佛都是從天空中的某個點輻射飛來，在天文學中，我們稱其為流星雨的“輻射點”。 輻射點位于哪個星座，流星看起來就像是從該星座朝著四面八方飛射出，因此人們用輻射點所在的星座來命名流星雨。英仙座流星雨的輻射點就位于英仙座和仙后座之間。

為什么每年都能看到壯觀的英仙座流星雨呢？

流星雨的母體彗星繞太陽公轉的周期一般都在數十年、上百年甚至更長，但彗星的軌道與地球軌道相交的地方是固定的。每年地球在公轉途中，穿越彗星的塵埃區時，就會發生流星雨。

以英仙座流星雨為例，每年從7月下旬到8月中下旬，地球逐漸穿越斯威夫特-塔特爾彗星塵埃密布的軌道附近，這段時間都算是英仙座流星雨的活躍期。到了8月13號前后，地球穿越軌道上塵埃分布最密集的區域，此時，從地球上看到的每小時流星數量最多，于是我們稱其為 “流星雨的極大時刻”。而當母體彗星每133年回歸，重新路過地球附近時，則會帶來更密集的塵埃物質分布，這時候就容易產生“流星雨爆發”的現象了。

英仙座流星雨的示意圖，可以看到彗星軌道上塵埃物質的分布是有一定彌散的，每年當地球穿越這片塵埃區時，就會發生流星雨。 Sky & Telescope Magazine 圖

這次英仙座流星雨，我能看見多少顆流星？

今年英仙座流星雨的極大時刻發生在北京時間8月12號晚間，極大時的理論天頂流量為110顆左右，從晚上9點之后到凌晨天亮前都可以進行觀測。

然而受下弦月月光的影響，8月12號～13號晚間，我們能看到的流星數量將打一些折扣。預計在遠離城市的黑暗天空中，如果你少看手機，緊盯天空，并且月亮方向有建筑物遮擋的話，每小時應該能夠看到40～50顆的流星。

而在城市中，尋找一個避開燈光的開闊地，預計也能看見5～10顆流星。

在極大當晚的之后幾天內，我們仍將看到不少屬于英仙座流星雨的流星，雖然流量上已經明顯減少。但靠近農歷月末，殘月對天光的影響也在減弱。因此，本次英仙座流星雨的適合觀測期總體在8月12號～8月16號期間。

流星會在全天任何區域隨機出現，無需對著流星雨的輻射點看。此外，英仙座流星雨的流星還有如下特征：大多呈黃綠色，亮流星比例較高，流星速度較快，接近60千米每秒。因此往往你剛意識到有流星劃過，這顆流星就已經消失了。對著流星許愿恐怕是很難實現哦。

8月13日零時，英仙座流星的輻射點和月亮位置示意圖 Stellarium軟件截圖

用什么樣的設備來欣賞流星雨呢？

流星雨的觀測方法比較簡單。無需繁重的望遠鏡設備，只需尋找一個適合的觀測地，抬頭仰望天空就可以了。

“合適觀測地”的定義，是遠離城市燈光、晴朗無云的夜空、開闊遮擋少的地形。在廣闊的北方地區，選擇沙漠、戈壁和草原等地帶是非常合適的，在人口稠密、丘陵密布的南方地區，則最好選擇城市周邊，開車可達的山區開闊地。

雖然是炎熱夏季，在北方或是南方的高山區，黎明前的氣溫也是較涼的。因此要根據觀測地的實際情況，準備好保暖用品。另外，由于夏季蚊蟲較多，要準備好驅蚊水等藥品，且觀測地不宜選擇植被過于茂密的地方，以免蛇蟲侵擾。

為了避免脖子太累，在地上攤開一張墊子躺著看是最好的辦法。觀測期間不要頻繁看手機，因為手機屏幕的亮光不利于人眼的黑暗適應，將會使你看到更少的流星。而且，根據流星雨的墨菲定律，亮流星往往在你低頭看手機的時候發生。

如何拍攝流星雨呢？

流星現身的時間和方位不定，因此拍攝要采用守株待兔的方法。最好使用高感光度表現較好的全畫幅單反或無反相機，并使用大光圈的廣角鏡頭（最大光圈達到f/1.4-2.8之間，焦距14-24毫米左右），固定在三腳架上，選擇合適的天空朝向，長時間曝光連拍（例如20-30s）。

后期通過進一步處理，將多張照片中的流星疊加到同一張圖上，就能形成“星隕如雨”的效果。此外，部分適合拍星空的手機也可通過手動調節參數到如上所述的參數范圍，并使用三腳架固定來進行拍攝，方便快捷。

流星、火流星和隕石……傻傻分不清

流星體的質量通常很小。形成一顆肉眼可見的明亮流星，質量只需大約0.1克，類似一顆沙粒的大小。偶爾也會有尺寸更大的流星體闖入大氣層，產生的亮度超過金星，甚至能與月球一較高下，這樣的超亮流星被稱為“火流星”（Fireball）。

火流星是流星現象中的精華，它的出現往往令人印象深刻。有時火流星還會伴隨著碎裂、響聲和未燃盡的流星體落到地面上，而這就是 “隕石”。至于更大一些的流星體……哦不，那就該叫“小行星”了。

2013年俄羅斯車里雅賓斯克的小行星撞擊事件中，人們看見了明亮的白晝火球劃過天空，這顆直徑為15米，質量約7000噸的小行星爆炸產生的巨響和沖擊波，造成了上千人受傷。此外，科學家們推測6500萬年前撞擊地球導致恐龍滅絕的小行星，直徑至少有10公里。

（左上：普通流星、右上：明亮的火流星、左下：2013年車里雅賓斯克小行星撞擊事件、右下：小行星撞擊事件在結冰的湖面上撞出的洞）  王凱翔 、網絡 圖

美國亞利桑那州的巴林杰隕石坑，地球上最著名，保存最完好的隕石坑之一。隕石坑是歷史上發生過的超大號“流星”事件的遺跡見證。維基百科  圖

歷史上那些壯觀的流星雨

其實天空中每天都有流星群在活躍，但絕大多數流星雨的流量都很小，每小時小于5～10顆，它們常常會和那些無明確流星群歸屬的偶發流星混淆起來，并沒有多少觀測價值。而當每小時流星數量超過1000顆，我們就稱其為“流星暴雨”。在歷史上曾發生過多次每小時超過上萬顆的更為壯觀的流星雨爆發事件，其中最著名的當數獅子座流星雨了。

每年11月中下旬發生的獅子座流星雨，其母體是每三十三年繞太陽公轉一周的坦普爾-塔特爾彗星（55P/Tempel-Tuttle）。

歷史上，1833年，坦普爾-塔特爾曾帶來每小時超過10萬顆流星雨爆發，1866年，它的回歸帶來再度爆發。但在19世紀末，行星引力作用改變了該彗星的軌道，爆發沒有出現。1966年和1999年有兩次回歸，獅子座流星雨大爆發再度現身。2001年的獅子座流星雨，大概是許多70、80后們記憶最為深刻的一場天文盛宴了——每小時天頂流量達上萬顆。

這幅木刻畫作描繪了1833年的獅子座流星雨大爆發時的壯觀景象，當晚的幾個小時內，數十萬顆流星降臨地球，引起了不明真相人們的恐慌。National Geographic Courtesy of Elsevier/M. Littmann 圖

遺憾的是，由于彗星母體受到木星和土星引力的影響改變軌道，獅子座流星雨在未來的兩次回歸——2032年和2065年前后，預計都不會發生太大的爆發。在其他年份里，獅子座流星雨的流量普普通通，即使是極大時刻每小時也只有10～20顆流星出現，并不出彩。

在21世紀，還會不會出現其他彗星帶來的流星雨大爆發呢？讓我們拭目以待吧！

（聯系我們/投稿郵箱：sjdl_2020@163.com）