[科普中國(guó)]-火流星

火流星是一種偶發(fā)流星引，通?；鹆餍堑牧炼确浅８?，而且會(huì)像條閃閃發(fā)光的巨大火龍劃過(guò)天際，有的火流星會(huì)發(fā)出“沙沙”的響聲，也有的火流星會(huì)有爆炸聲，也有極少數(shù)亮度非常高的火流星在白天也能看到。在天空中最令人驚艷的天文現(xiàn)象。

出現(xiàn)原因火流星的出現(xiàn)是因?yàn)樗牧餍求w質(zhì)量較大（質(zhì)量大于幾百克），進(jìn)入地球大氣后來(lái)不及在高空燃盡而繼續(xù)闖入稠密的低層大氣，以極高的速度和地球大氣劇烈摩擦，產(chǎn)生出耀眼的光亮。火流星消失后，在它穿過(guò)的路徑上，會(huì)留下云霧狀的長(zhǎng)帶，稱(chēng)為“流星余跡”；有些余跡消失得很快，有的則可存在幾秒鐘到幾分鐘，甚至長(zhǎng)達(dá)幾十分鐘。

現(xiàn)象特征現(xiàn)象火流星是較大的流星體隕落時(shí)產(chǎn)生的流星現(xiàn)象。這種流星體在稠密的地球低層大氣內(nèi)的高速運(yùn)行時(shí)，由于它大量的物質(zhì)在大氣中揮發(fā)燃燒，發(fā)出耀眼的光芒，看起來(lái)像一條巨大的火龍，常伴有雷鳴聲，這就是火流星。明亮的火流星能把廣大區(qū)域照得如月明之夜，甚至如同白晝。當(dāng)天空中的流星余跡被掩沒(méi)時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)煙柱似的塵埃余跡，可持續(xù)幾個(gè)小時(shí)。人們根據(jù)這一塵埃余跡可以推測(cè)出高層大氣內(nèi)的風(fēng)向和風(fēng)速等。

在天空中最令人驚艷的天文現(xiàn)象中，大概火流星可以排上前五名；繁星點(diǎn)點(diǎn)的黑暗中，一道光芒劃破天際，在眾人的驚呼中，這道短暫的光芒再度歸于黑暗。對(duì)于火流星的定義，其實(shí)每個(gè)人的敘述都不同，但根據(jù)國(guó)際流星組織火流星資料中心（IMO FIDAC）的資料，所有經(jīng)過(guò)天頂修正（corrected for zenith position）后亮度比負(fù)三等亮（星等越小表示越亮）的流星都被定義為火流星。

特佂火流星是指亮度在－3等以上，質(zhì)量在5克以上的大流星。因像火球，故名。因?yàn)槟阁w較大，?？蛇M(jìn)入大氣底層甚至成為隕星，更大的火流星還伴有聲響，以致在白天也可見(jiàn)。一些特大的火流星可能是小行星或彗星的殘骸造成的。例如1978年3月8日的吉林隕石雨，最初表現(xiàn)為伴有悶雷般轟鳴聲的一個(gè)光耀奪目的大火球，它在空中爆裂后成為一場(chǎng)罕見(jiàn)的隕石雨。

影響因素流星在大氣中通過(guò)時(shí)，由于高速摩擦的影響，隕石的質(zhì)量會(huì)被燃燒掉，同時(shí)減速，在動(dòng)能減少，速度降低之后，大多數(shù)即將掉至地面的隕石會(huì)有一段不發(fā)光的時(shí)期，稱(chēng)為無(wú)光飛行期（dark flight），這段時(shí)間中風(fēng)力和隕石的形狀是影響隕石軌道的重要因素。

落至地面的隕石表面通常會(huì)有數(shù)十公厘的厚度是焦黑而且因?yàn)楦邷厝廴诘慕Y(jié)果，相當(dāng)平滑的。但是這層外殼在短時(shí)間之后會(huì)脫落，通常碳化物組成的隕石，此種效應(yīng)更加明顯。

至于火流星的發(fā)生頻率，一般來(lái)說(shuō)由好幾個(gè)因素控制。首先，在一些主要流星雨發(fā)生的期間，火流星的數(shù)目也相對(duì)增加。另一個(gè)因素是由流星的初始速度所控制。

流星在大氣飛行時(shí)，速度越快的流星所發(fā)出的光芒是越強(qiáng)的。但是如果初始速度太快的流星，很容易在大氣上層就全部燒光了，我們?cè)诘孛媸鞘裁匆部床坏?。所以進(jìn)入大氣的初始速度越低的流星，越容易被觀測(cè)為火流星。

那么，在什么樣的情形下流星的初始速度會(huì)較低呢？對(duì)北半球來(lái)說(shuō)，是在春分前后，因?yàn)榇藭r(shí)大部分隕石進(jìn)入大氣的速度和地球的運(yùn)動(dòng)速度相抵消，稱(chēng)作反向點(diǎn)（antapex），而北半球的秋分時(shí)，流星進(jìn)入大氣的速度要和地球的運(yùn)動(dòng)速度迭加，此時(shí)稱(chēng)為向點(diǎn)（apex），此時(shí)的火流星大概只有反向點(diǎn)時(shí)的1/3。但對(duì)于南半球而言，他們的春天正值向點(diǎn)掛在天空，是火流星出現(xiàn)最頻繁的時(shí)候。

而在一天中，18點(diǎn)（當(dāng)?shù)貢r(shí)間local time）會(huì)是火流星出現(xiàn)最多的時(shí)間，因?yàn)榇藭r(shí)反向點(diǎn)（在這里可說(shuō)是輻射點(diǎn)）在天空中所能達(dá)到的最高位置，會(huì)有較多的流星被觀測(cè)到。但是此時(shí)由于陽(yáng)光的影響，可能觀測(cè)到的火流星沒(méi)有接近黎明時(shí)多。

當(dāng)然，主要流星群發(fā)生的時(shí)間還是流星發(fā)生頻率的高點(diǎn)，上面的分析是在除去其他的變因之后，假設(shè)地球公轉(zhuǎn)面上的流星塵都均勻分布所得的結(jié)果。

緯度對(duì)于火流星的出現(xiàn)有沒(méi)有影響呢？答案是有的。如果我們搬到南北極去觀測(cè)，由于各半年的永晝和永夜，向點(diǎn)/反向點(diǎn)會(huì)各出現(xiàn)在空中長(zhǎng)達(dá)半年，對(duì)于以年為單位的火流星頻率來(lái)講，會(huì)有顯著的影響。同時(shí)因?yàn)樵斐闪餍堑膲m埃大致沿著地球公轉(zhuǎn)軌道（也就是黃道面）分布成盤(pán)面，所以在黃道橫于天頂?shù)牡途暥鹊貐^(qū)年平均的火流星數(shù)目會(huì)比高緯度地區(qū)來(lái)得多。

觀測(cè)方法我們觀察到火流星時(shí)，第一件事要記下正確的時(shí)間，精確度最好到秒。在歐洲和美國(guó)，某些特制的手表或鬧鐘可以接收特制的廣播信號(hào)，而隨時(shí)自動(dòng)校正時(shí)間。但在臺(tái)灣，你可能需要事先把你的計(jì)時(shí)器校正一番，在記錄時(shí)，精確的時(shí)間是很重要的。

第二，趁記憶鮮明時(shí)記下它的軌跡，你至少應(yīng)該記下它軌跡的其中三點(diǎn)。

其次，你可能會(huì)觀察到一些其他的現(xiàn)象，如亮度，流星的尖嘯聲，以及色彩，以下將分別說(shuō)明。

觀測(cè)要點(diǎn)一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于亮度越亮的流星，在估計(jì)視星等時(shí)，所發(fā)生的誤差會(huì)越大，為了避免這種情形，有時(shí)你可以加入一些幫助比較的敘述。如“光度比滿月還亮”，“光度估計(jì)在-11～-14之間”等等。

特別要注意的是聲音，在觀測(cè)流星時(shí)聽(tīng)到它的尖嘯聲是蠻罕見(jiàn)的情形。一般來(lái)說(shuō)，由于光速比音速快上許多，所以我們會(huì)在流星消失后的三四分鐘后才聽(tīng)到伴隨著流星而來(lái)的聲音。但在某些罕見(jiàn)的例子，聲音會(huì)和流星同時(shí)到達(dá)，這可不是幻覺(jué)！這種現(xiàn)象的成因是因?yàn)榱餍窃诖髿馍蠈语w行時(shí)產(chǎn)生的無(wú)線電波傳至地表時(shí)被轉(zhuǎn)換成人耳可聞的聲波之故。雖然說(shuō)一般在-8等以上的火流星才有可能產(chǎn)生聲音，但有時(shí)人造器械和動(dòng)物的聲音也會(huì)被誤認(rèn)為是流星的聲音。

此外，火流星會(huì)在空中留下兩種痕跡，因?yàn)楦邷囟x子化的物質(zhì)以次穩(wěn)態(tài)（meta-stable）存在而發(fā)光的稱(chēng)為殘痕（persistent train），而殘留下的一般不發(fā)光物質(zhì)稱(chēng)為煙痕（smoke train），煙痕可以在白天因陽(yáng)光照耀而被看見(jiàn)。

有時(shí)候，在很稀少的機(jī)會(huì)里，你還有可能看到掉落到地面的流星──隕石。

觀測(cè)意義觀測(cè)火流星不只具有純學(xué)術(shù)的價(jià)值，實(shí)際上它也對(duì)預(yù)測(cè)及預(yù)防隕石對(duì)大氣層外的太空航具所造成的傷害上，有直接的貢獻(xiàn)。而靜態(tài)的照片資料，仍無(wú)法取代傳統(tǒng)的記錄，所以我們對(duì)于火流星的觀察記錄方式，也必須要有所了解。

相關(guān)報(bào)道2008年

2008年10月，據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)報(bào)導(dǎo)，加拿大天文學(xué)家小組成功拍攝到落向地球的一顆火流星。

這個(gè)流星現(xiàn)象是由加拿大西安大略大學(xué)的全天照相機(jī)網(wǎng)路發(fā)現(xiàn)的，美國(guó)東部時(shí)間2008年10月15日5點(diǎn)28分，該網(wǎng)路的7臺(tái)全天照相機(jī)拍攝記錄了在黎明前的天空中出現(xiàn)一道明亮、緩慢的火流星。

西安大略大學(xué)流星研究機(jī)構(gòu)的天文學(xué)家稱(chēng)，這個(gè)流星將分解，最終的隕星殘骸很可能落在安大略湖省圭爾夫市北部地方，這些隕星殘骸的品質(zhì)總共加起來(lái)可能幾百克重。據(jù)悉，流星現(xiàn)象是從彗星或者其他太空巖石中脫落的碎片，當(dāng)它們進(jìn)入大氣層時(shí)，將被加熱并產(chǎn)生明亮的光線軌跡。雖然許多流星在進(jìn)入大氣層的過(guò)程中已被摧毀，但一些流星墜落到地面上，我們將其稱(chēng)為隕星。

西安大略大學(xué)行星科學(xué)博士后研究員菲爾·麥克考斯蘭德(Phil McCausland)說(shuō)，“發(fā)現(xiàn)的這次流星現(xiàn)象是速度緩慢的火流星落入地球大氣層，多數(shù)流星體在到達(dá)距離地面60-70千米高空時(shí)就會(huì)燃燒。”他還強(qiáng)調(diào)稱(chēng)，全天照相機(jī)網(wǎng)路是在37千米高空處發(fā)現(xiàn)該流星現(xiàn)象，它墜落速度較緩慢，很可能至少有一個(gè)或多個(gè)隕星殘骸落在地面上。

通過(guò)天文照相儀器觀測(cè)流星軌跡，研究人員也可以定位一些流星體在未抵達(dá)地球前的運(yùn)行軌道。麥克考斯蘭德說(shuō)，“此次流星現(xiàn)象是典型的穿越地球大氣層的小行星軌跡，因此我們認(rèn)為它可能屬于巖石類(lèi)型的隕星。”2008年3月，全天照相機(jī)網(wǎng)路還拍攝到一段流星視頻，該流星進(jìn)入大氣層最終可能落在了安大略湖省帕里桑德地區(qū)。

2009年

2009年12月13日，北極光游蕩在挪威Tromso附近的Kvaloya島上空。這幅30秒鐘的曝光記錄到北極光的閃爍輝光溫和地照亮了冬季的海岸。同時(shí)，它也捕捉到了來(lái)自2009年12月雙子座流星雨的一個(gè)火流星的突然閃光。流星行跡劃過(guò)北斗斗柄部分后指向雙子座（位于影像的頂部以外）。北極光和流星都發(fā)生在高度100公里左右的地球上層大氣內(nèi)，但北極光是來(lái)自磁層的高能帶電粒子所造成，而流星則是宇宙塵埃穿越大氣留下的行跡3。

2016年

8月12日晚上，這顆明亮的英仙座火流星在美國(guó)亞利桑那州的日落火山口國(guó)家紀(jì)念碑上空閃過(guò)。它沿著夏季的銀河，以每秒鐘60公里的高速進(jìn)入大氣層，英仙座流星能夠激發(fā)氧原子產(chǎn)生綠色的輻射。這顆明亮的英仙座火流星還留下了持續(xù)發(fā)光的流星余跡，它的演變過(guò)程在覆蓋影像底部的3分鐘長(zhǎng)（從左至右）的序列中清楚可見(jiàn)4。

典型事例1930年蘇聯(lián)伏爾加河上空出現(xiàn)一次罕見(jiàn)的火流星。當(dāng)年4月30日下午1時(shí)，人們突然看到天上飛來(lái)一個(gè)圓圓的“火球”，比月球稍小一些，后面拖著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的“火鏈”，約飛行了5鈔鐘就消逝。在消失的地方升起一股煙云，逐漸變濃，持續(xù)5分鐘，直到煙消云散之后，人們還聽(tīng)到劇烈的轟鳴聲，猶如發(fā)射火炮，一直延續(xù)了半分鐘之久。

1963年7月3日晚，中國(guó)北京天文館上空出現(xiàn)了一顆火流星，北京天文館工作人員曾用一幅油畫(huà)將它描繪出來(lái)。由于隕石高溫后解體，造成那次火流星出現(xiàn)爆閃現(xiàn)象。

1978年3月8日的中國(guó)東北地區(qū)吉林隕石雨，最初表現(xiàn)為伴有悶雷般轟鳴聲的一個(gè)光耀奪目的大火球（即火流星），它在空中爆裂后成為一場(chǎng)罕見(jiàn)的隕石雨。

2004年12月11日晚，中國(guó)西北蘭州市很多市民看到空中一個(gè)滿月大小的白色球狀發(fā)光體由西向東快速地劃過(guò)天空，而且還伴隨著巨大的爆炸聲。盡管當(dāng)時(shí)有成百上千名目擊者，警方也出動(dòng)了大批人力搜索，在蘭州市的榆中、西固等地也發(fā)現(xiàn)了“可疑”的隕石碎片蹤跡，但卻始終沒(méi)有找到可以確證的隕石碎片。5

2011年9月14日晚，美國(guó)西南部夜空出現(xiàn)一道耀眼的強(qiáng)光，科學(xué)家懷疑這是小行星碎片進(jìn)入地球大氣層后燃燒形成的火流星。

2011年11月30日傍晚時(shí)分，一金色“不明飛行物”在中國(guó)西北方低空出現(xiàn)，移動(dòng)速度飛快，天津、北京、河北等地一些市民目睹了這一幕。天文專(zhuān)家表示，這是一顆罕見(jiàn)的超亮火流星。

2012年8月13日下午，在吉林以北的松林地區(qū)西部出現(xiàn)火流星和巨響聲音。南京紫金山天文臺(tái)研究員王思潮表示，這是隕石隕落時(shí)產(chǎn)生的火流星現(xiàn)象，估計(jì)隕石已落在松原地區(qū)。6

2014年01月04日午夜至凌晨，山東省青島市出現(xiàn)新年首個(gè)天象——象限儀座流星雨。這場(chǎng)流星雨另所有觀測(cè)者沒(méi)有想到的是，壯觀火流星數(shù)量非常之多，4點(diǎn)至5點(diǎn)之間共出現(xiàn)了17顆，猶如天降火球一般。

2015年9月8日，泰國(guó)曼谷北部日前天降不明火球并發(fā)生爆炸，多處地方居民目擊，引來(lái)墜機(jī)、氣球著火等猜測(cè)，并實(shí)拍到火球降臨一幕。事件中沒(méi)有人受傷。中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員王思潮8日在接受記者采訪時(shí)認(rèn)為，近日泰國(guó)曼谷天降神秘火球并非是發(fā)生爆炸，其實(shí)際為不常見(jiàn)的火流星現(xiàn)象。7

2015年11月6日，11月6日21點(diǎn)56分左右，一顆南金牛座火流星出現(xiàn)在珠三角一帶，亮度達(dá)到負(fù)8等以上，多地市民都有觀測(cè)到這現(xiàn)象，網(wǎng)上有動(dòng)態(tài)檢測(cè)圖。

天頂修正天頂修正？讓我們這樣想吧，每顆流星距離地表的距離，發(fā)出的光線所要通過(guò)大氣厚度都不同，所以一顆較大的流星可能因?yàn)榫嚯x觀察者較遠(yuǎn)，所以觀察到的亮度反而沒(méi)有另一顆小流星來(lái)得大，為了避免這種情形，我們用下面的公式把所有流星都移到距觀察者50公里，仰角90度的地方。公式如下：

M=m+5log(sin h)

M為天頂修正后的值，m 為觀察時(shí)估計(jì)的視星等，h 為流星仰角

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

楊榮佳 - 教授 - 河北大學(xué)