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火流星

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火流星 火流星

 

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火流星是一种偶发流星,通常火流星的亮度非常高,而且会像条闪闪发光的巨大火龙画过天际,有的火流星会发出“沙沙”的响声,也有的火流星汇有爆炸声,也有极少数亮度非常高的火流星在白天也能看到。

火流星的出现是因为它的流星体质量较大(质量大于几百克),进入地球大气后来不及在高空燃尽而继续闯入稠密的低层大气,以极高的速度和地球大气剧烈摩擦,产生出耀眼的光亮。火流星消失后,在它穿过的路径上,会留下云雾状的长带,称为“流星余迹”;有些余迹消失得很快,有的则可存在几秒钟到几分钟,甚至长达几十分钟。

在天空中最令人惊艳的天文现象,大概火流星可以排上前五名;繁星点点的黑暗中,一道光芒划破天际,在众人的惊呼中,这道短暂的光芒再度归於黑暗。对於火流星的定义,其实每个人的叙述都不同,但根据国际流星组织火流星资料中心(IMO FIDAC)的资料,所有经过【天顶修正】(corrected for zenith position)后亮度比负三等亮(星等越小表示越亮)的流星都被定义为火流星。

  何谓天顶修正?让我们这样想吧,每颗流星距离地表的距离,发出的光线所要通过大气厚度都不同,所以一颗较大的流星可能因为距离观察者较远,所以观察到的亮度反而没有另一颗小流星来得大,为了避免这种情形,我们用下面的公式把所有流星都移到距观察者50公里,仰角90度的地方。公式如下:

M=m+5log(sin h)
M为天顶修正后的值,m 为观察时估计的视星等,h 为流星仰角

  观测火流星不只具有纯学术的价值,实际上它也对预测及预防陨石对大气层外的太空航具所造成的伤害上,有直接的贡献。而静态的照片资料,仍无法取代传统的记录,所以我们对於火流星的观察记录方式,也必须要有所了解。

  我们观察到火流星时,第一件事要记下正确的时间,精确度最好到秒。在欧洲和美国,某些特制的手表或闹钟可以接收特制的广播信号,而随时自动校正时间。但在台湾,你可能需要事先把你的计时器校正一番,在记录时,精确的时间是很重要的。

  第二,趁记忆鲜明时记下它的轨迹,你至少应该记下它轨迹的其中三点。其次,你可能会观察到一些其他的现象,如亮度,流星的尖啸声,以及色彩,以下将分别说明。

  亮度和色彩,一般来说,对於亮度越亮的流星,在估计视星等时,所发生的误差会越大,为了避免这种情形,有时你可以加入一些帮助比较的叙述。如【光度比满月还亮】,【光度估计在-11~-14之间】等等。

  特别要注意的是声音,在观测流星时听到它的尖啸声是蛮罕见的情形。一般来说,由於光速比音速快上许多,所以我们会在流星消失后的三四分钟后才听到伴随着流星而来的声音。但在某些罕见的例子,声音会和流星同时到达,这可不是幻觉!这种现象的成因是因为流星在大气上层飞行时产生的无线电波传至地表时被转换成人耳可闻的声波之故。虽然说一般在-8等以上的火流星才有可能产生声音,但有时人造器械和动物的声音也会被误认为是流星的声音。

  此外,火流星会在空中留下两种痕迹,因为高温而离子化的物质以次稳态(meta-stable)存在而发光的称为残痕(persistent train),而残留下的一般不发光物质称为烟痕(smoke train),烟痕可以在白天因阳光照耀而被看见。

  有时候,在很稀少的机会里,你还有可能看到掉落到地面的流星──陨石

  流星在大气中通过时,由於高速摩擦的影响,陨石的质量会被燃烧掉,同时减速,在动能减少,速度降低之后,大多数即将掉至地面的陨石会有一段不发光的时期,称为无光飞行期(dark flight),这段时间中风力和陨石的形状是影响陨石轨道的重要因素。

  落至地面的陨石表面通常会有数十公釐的厚度是焦黑而且因为高温熔融的结果,相当平滑的。但是这层外壳在短时间之后会脱落,通常碳化物组成的陨石,此种效应更加明显。

  至於火流星的发生频率,一般来说由好几个因素控制。首先,在一些主要流星雨发生的期间,火流星的数目也相对增加。另一个因素是由流星的初始速度所控制。

  流星在大气飞行时,速度越快的流星所发出的光芒是越强的。但是如果初始速度太快的流星,很容易在大气上层就全部烧光了,我们在地面是什么也看不到。所以进入大气的初始速度越低的流星,越容易被观测为火流星。

  那么,在什么样的情形下流星的初始速度会较低呢?以下请大家找一本国中地科课本,翻到有地球公转轨道标明春分秋分的那一页,对照着图看会比较容易了解。我们现在继续。对北半球来说,是在春分前后,因为此时大部分陨石进入大气的速度和地球的运动速度相抵消,称作反向点(antapex),而北半球的秋分时,流星进入大气的速度要和地球的运动速度迭加,此时称为向点(apex),此时的火流星大概只有反向点时的1/3。但对於南半球而言,他们的春天正值向点挂在天空,是火流星出现最频繁的时候。

  而在一天中,18点(当地时间local time)会是火流星出现最多的时间,因为此时反向点(在这里可说是辐射点)在天空中所能达到的最高位置,会有较多的流星被观测到。但是此时由於阳光的影响,可能观测到的火流星没有接近黎明时多。

当然,主要流星群发生的时间还是流星发生频率的高点,上面的分析是在除去其他的变因之后,假设地球公转面上的流星尘都均匀分布所得的结果。

  纬度对於火流星的出现有没有影响呢?答案是有的。如果我们搬到南北极去观测,由於各半年的永昼和永夜,向点/反向点会各出现在空中长达半年,对於以年为单位的火流星频率来讲,会有显着的影响。同时因为造成流星的尘埃大致沿着地球公转轨道(也就是黄道面)分布成盘面,所以在黄道横於天顶的低纬度地区年平均的火流星数目会比高纬度地区来得多。


火流星 亮度在-3等以上,质量在5克以上的大流星。因像火球,故名。因为母体较大,常可进入大气底层甚至成为陨星,更大的火流星还伴有声响,以致在白天也可见。一些特大的火流星可能是小行星彗星的残骸造成的。例如1978年3月8日的吉林陨石雨,最初表现为伴有闷雷般轰鸣声的一个光耀夺目的大火球,它在空中爆裂后成为一场罕见的陨石雨。
火流星是较大的流星体陨落时产生的流星现象。这种流星体在稠密的地球低层大气内的高速运行时,由于它大量的物质在大气中挥发燃烧,发出耀眼的光芒,看起来像一条巨大的火龙,常伴有雷鸣声,这就是火流星。明亮的火流星能把广大区域照得如月明之夜,甚至如同白昼。当天空中的流星余迹被掩没时,又会出现烟柱似的尘埃余迹,可持续几个小时。人们根据这一尘埃余迹可以推测出高层大气内的风向和风速等。 1930年,苏联伏尔加河上空出现一次罕见的火流星。当年4月30日下午1时,人们突然看到天上飞来一个圆圆的“火球”,比月球稍小一些,后面拖着一条长长的“火链”,约飞行了5钞钟就消逝。在消失的地方升起一股烟云,逐渐变浓,持续5分钟,直到烟消云散之后,人们还听到剧烈的轰鸣声,犹如发射火炮,一直延续了半分钟之久。

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