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费阿通,年度最佳流星雨背后的神秘小行星

体验璀璨的双子座流星雨!本周晚上 9 点到黎明,观赏流星划过天际,千万不要错过最亮的时刻。

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2013 年智利欧洲南方天文台帕拉纳尔天文台上空的双子座流星雨。图片来源:欧洲南方天文台/G. Lombardi

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本周天黑后走到户外,你就可以看到小行星碎片在地球大气层中燃烧。看,双子座流星雨,它被誉为年度最佳流星雨。在双子座流星雨高峰期,你每分钟都能看到一颗流星,而今年月亮不够亮,不会影响观赏。主要活动将在周三当地时间晚上 9 点刚过开始,一直持续到黎明。

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“双子座流星雨富含火流星和明亮的流星,这使得它们非常适合观测,”美国宇航局流星体环境办公室的负责人比尔·库克说。

不仅仅是业余爱好者对今年的表演感到兴奋。就在双子座流星雨达到高峰的第二天,流星雨背后的小行星——3200号法厄同——将比自 1974 年(在其被发现之前)以来更接近地球。

天文学家已经准备好了;他们希望获得有史以来最好的地表图像,并最终解决一个长期存在的争论:为什么一颗小行星——而不是彗星——会引起流星雨。

更令人兴奋的是,最好的图像很可能来自波多黎各的阿雷西博天文台。周二,天文学家在玛丽亚飓风之后首次将该仪器的行星雷达系统重新上线。

“看来一切都在正轨上,他们应该会得到壮观的图像,”美国宇航局喷气推进实验室近地天体项目经理保罗·乔达斯说,“我们很少看到像这样的大型天体如此接近地球轨道。这是一个绝佳的机会。”

一场特别的流星雨

所有流星雨都由从更大天体(通常是彗星)中剥离出来的小而冰冷的颗粒组成,这些天体穿过地球的路径。当我们的星球穿过这些碎片时,颗粒在大气层中燃烧,形成流星。例如,哈雷彗星的冰块产生了每年一次的猎户座流星雨。但双子座流星雨,嗯,双子座流星雨很特别。

2014 年流星雨高峰期,双子座流星划过夜空的合成图像。(图片来源:NASA/MSFC/丹妮尔·莫泽,NASA 流星体环境办公室)

NASA/MSFC/丹妮尔·莫泽,NASA 流星体环境办公室

直到 1983 年,天文学家都不知道它们来自哪里。那一年,美国宇航局的红外天文卫星(IRAF)发现了 3200 号法厄同。它高度椭圆的路径穿过地球轨道,天文学家很快意识到其时间与双子座流星雨吻合得很好——这很奇怪。小行星通常不会引起流星雨。

因此,天文学家不确定该如何看待法厄同。它的成分更接近小行星,但这颗太空岩石的轨道也更像彗星。法厄同可能是在过去 800 年中的某个时候,一颗更大的小行星分裂成碎片时形成的。

流星可能是在分裂期间形成的,这意味着你本周看到的每一颗流星实际上都诞生于几个世纪前。还有另一种可能性。许多天文学家认为法厄同是一颗被太阳烘烤过的彗星,失去了所有挥发物——那些容易燃烧掉的物质,比如水。

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“这个想法是,法厄同要么是一颗灭绝的彗星,要么是一颗小行星分裂出来的一块,”库克说。“我们几十年来一直试图找出答案,但运气不佳,”他补充道。

一次不算太近的相遇

科学家希望本周法厄同经过地球约 600 万英里时能收集到更多线索。对于一颗 3 英里宽的小行星来说,这个距离相对较近,而且比任何其他命名的小行星都更近。然而,没有必要担心,因为它仍然比月球远约 25 倍。法厄同在未来 76 年内不会再次如此接近。

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因此,天文学家们抓住了这个机会。在波多黎各的阿雷西博,科学家和工程师们刚刚设法在飓风玛丽亚损坏后,本周将他们的仪器重新上线进行雷达观测。巨大的碟形天线在风暴中完好无损地幸存下来,但较小的仪器被摧毁了。官员告诉《华盛顿邮报》,该仪器需要价值 400 万至 800 万美元的维修。阿雷西博自 10 月以来一直依靠发电机供电,最近才重新连接到电网。在周二恢复运行后,一个天文学家团队成功探测到了一颗已知的近地小行星。这让他们为本周晚些时候的法厄同做好了准备。

“许多小行星科学家将利用这次近距离接触进行观测,包括雷达成像,”美国宇航局行星防御官员林德利·约翰逊说。“阿雷西博上周一直在努力争取在这个机会到来之前重新上线。”

阿雷西博行星科学家埃德加德·里维拉-瓦伦丁表示,他们将从 12 月 15 日到 12 月 19 日观测法厄同。根据分辨率,他们可能会捕捉到陨石坑、山脊甚至巨石等精细细节。

“我们将在周五获得法厄同的第一批图像后了解更多信息,”他说。但即使是这颗太空岩石的华丽图片也可能不足以给出完整的答案。

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“解决小行星/彗星的争论将很困难,我不知道仅凭图像就能让答案完全清楚,”阿雷西博天文学家兼自称“行星防御者”的帕特里克·泰勒补充道。

尽管如此,天文学家们表示,一瞥法厄同的表面至少应该提供新的线索,并帮助天文学家更好地模拟其起源。

捕捉流星

本周仰望星空的可不止他们。库克的团队也在观察天空。每年十二月,他和他在美国宇航局马歇尔太空飞行中心阿拉巴马州的同事们都会架设小型望远镜来观察月球。

他们不是在观星;他们是在观察微小的太空岩石撞击月球表面时产生的明亮闪光。去年,他们在双子座流星雨高峰期看到了 20 颗陨石撞击我们卫星的表面。

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库克在美国宇航局流星体环境办公室工作,他说研究这些撞击也具有一定的实际重要性。一个乒乓球大小的双子座流星以每小时数万英里的速度飞行,可能会严重破坏未来的月球基地。而且并非所有陨石都那么小。几年前,库克的团队在另一次流星雨中看到了一颗保龄球大小的太空岩石撞击。当美国宇航局的月球侦察轨道器经过撞击地点时,发现了一个约 60 英尺宽的新月坑。

“如果你是几英里外的宇航员,你将不得不担心坠落的碎片,”库克说。双子座流星也不仅仅落在月球表面。与月球不同,地球有一个厚厚的大气层,通常会阻止流星雨期间流星到达地面。但是,双子座流星雨又是一个例外——它们已知会到达地球表面。

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库克是利用小型广角成像仪(称为全天摄像机)全年跟踪天空中明亮陨石的网络的一部分。他估计北美约有 100 台这种摄像机,全球更多。他希望摄像机能捕捉到一颗明亮的双子座流星进入地球大气层,并三角测量陨石坠落的地点。

“其中一个梦想是捕捉到一颗双子座流星,并全程追踪它到地面,”库克说,承认成功的几率很小。“每年我都希望能在我的摄像机中看到。”

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