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火流星
(天文現象)
鎖定
- 中文名
- 火流星
- 外文名
- The fireball
- 學 科
- 天文學
- 原 因
- 劇烈摩擦產生出耀眼的光亮
- 意 義
- 學術研究
- 拼 音
- huǒ liú xīng
火流星出現原因
火流星的出現是因為它的流星體質量較大(質量大於幾百克),進入地球大氣後來不及在高空燃盡而繼續闖入稠密的低層大氣,以極高的速度和地球大氣劇烈摩擦,產生出耀眼的光亮。火流星消失後,在它穿過的路徑上,會留下雲霧狀的長帶,稱為“流星餘跡”;有些餘跡消失得很快,有的則可存在幾秒鐘到幾分鐘,甚至長達幾十分鐘。
火流星現象特徵
火流星現象
火流星是較大的流星體隕落時產生的流星現象。這種流星體在稠密的地球低層大氣內的高速運行時,由於它大量的物質在大氣中揮發燃燒,發出耀眼的光芒,看起來像一條巨大的火龍,常伴有雷鳴聲,這就是火流星。明亮的火流星能把廣大區域照得如月明之夜,甚至如同白晝。當天空中的流星餘跡被掩沒時,又會出現煙柱似的塵埃餘跡,可持續幾個小時。人們根據這一塵埃餘跡可以推測出高層大氣內的風向和風速等。
在天空中最令人驚豔的天文現象中,大概火流星可以排上前五名;繁星點點的黑暗中,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於黑暗。對於火流星的定義,其實每個人的敍述都不同,但根據國際流星組織火流星資料中心(IMO FIDAC)的資料,所有經過天頂修正(corrected for zenith position)後亮度比負三等亮(星等越小表示越亮)的流星都被定義為火流星。
火流星特佂
火流星是指亮度在-3等以上,質量在5克以上的大流星。因像火球,故名。因為母體較大,常可進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。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,最初表現為伴有悶雷般轟鳴聲的一個光耀奪目的大火球,它在空中爆裂後成為一場罕見的隕石雨。
火流星影響因素
流星在大氣中通過時,由於高速摩擦的影響,隕石的質量會被燃燒掉,同時減速,在動能減少,速度降低之後,大多數即將掉至地面的隕石會有一段不發光的時期,稱為無光飛行期(dark flight),這段時間中風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有數十公釐的厚度是焦黑而且因為高温熔融的結果,相當平滑的。但是這層外殼在短時間之後會脱落,通常碳化物組成的隕石,此種效應更加明顯。
至於火流星的發生頻率,一般來説由好幾個因素控制。首先,在一些主要流星雨發生的期間,火流星的數目也相對增加。另一個因素是由流星的初始速度所控制。
流星在大氣飛行時,速度越快的流星所發出的光芒是越強的。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,我們在地面是什麼也看不到。所以進入大氣的初始速度越低的流星,越容易被觀測為火流星。
那麼,在什麼樣的情形下流星的初始速度會較低呢?對北半球來説,是在春分前後,因為此時大部分隕石進入大氣的速度和地球的運動速度相抵消,稱作反向點(antapex),而北半球的秋分時,流星進入大氣的速度要和地球的運動速度迭加,此時稱為向點(apex),此時的火流星大概只有反向點時的1/3。但對於南半球而言,他們的春天正值向點掛在天空,是火流星出現最頻繁的時候。
而在一天中,18點(當地時間local time)會是火流星出現最多的時間,因為此時反向點(在這裏可説是輻射點)在天空中所能達到的最高位置,會有較多的流星被觀測到。但是此時由於陽光的影響,可能觀測到的火流星沒有接近黎明時多。
當然,主要流星羣發生的時間還是流星發生頻率的高點,上面的分析是在除去其他的變因之後,假設地球公轉面上的流星塵都均勻分佈所得的結果。
緯度對於火流星的出現有沒有影響呢,答案是有的。如果我們搬到南北極去觀測,由於各半年的永晝和永夜,向點/反向點會各出現在空中長達半年,對於以年為單位的火流星頻率來講,會有顯著的影響。同時因為造成流星的塵埃大致沿着地球公轉軌道(也就是黃道面)分佈成盤面,所以在黃道橫於天頂的低緯度地區年平均的火流星數目會比高緯度地區來得多。
火流星觀測方法
我們觀察到火流星時,第一件事要記下正確的時間,精確度最好到秒。在歐洲和美國,某些特製的手錶或鬧鐘可以接收特製的廣播信號,而隨時自動校正時間。但在台灣,你可能需要事先把你的計時器校正一番,在記錄時,精確的時間是很重要的。
第二,趁記憶鮮明時記下它的軌跡,你至少應該記下它軌跡的其中三點。
其次,你可能會觀察到一些其他的現象,如亮度,流星的尖嘯聲,以及色彩,以下將分別説明。
火流星觀測要點
一般來説,對於亮度越亮的流星,在估計視星等時,所發生的誤差會越大,為了避免這種情形,有時你可以加入一些幫助比較的敍述。如“光度比滿月還亮”,“光度估計在-11~-14之間”等等。
特別要注意的是聲音,在觀測流星時聽到它的尖嘯聲是蠻罕見的情形。一般來説,由於光速比音速快上許多,所以我們會在流星消失後的三四分鐘後才聽到伴隨着流星而來的聲音。但在某些罕見的例子,聲音會和流星同時到達,這可不是幻覺!這種現象的成因是因為流星在大氣上層飛行時產生的無線電波傳至地表時被轉換成人耳可聞的聲波之故。雖然説一般在-8等以上的火流星才有可能產生聲音,但有時人造器械和動物的聲音也會被誤認為是流星的聲音。
此外,火流星會在空中留下兩種痕跡,因為高温而離子化的物質以次穩態(meta-stable)存在而發光的稱為殘痕(persistent train),而殘留下的一般不發光物質稱為煙痕(smoke train),煙痕可以在白天因陽光照耀而被看見。
有時候,在很稀少的機會里,你還有可能看到掉落到地面的流星──隕石。
火流星觀測意義
觀測火流星不只具有純學術的價值,實際上它也對預測及預防隕石對大氣層外的太空航具所造成的傷害上,有直接的貢獻。而靜態的照片資料,仍無法取代傳統的記錄,所以我們對於火流星的觀察記錄方式,也必須要有所瞭解。
火流星相關報道
2008年
2008年10月,據美國太空網報導,加拿大天文學家小組成功拍攝到落向地球的一顆火流星。
西安大略大學流星研究機構的天文學家稱,這個流星將分解,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總共加起來可能幾百克重。據悉,流星現象是從彗星或者其他太空岩石中脱落的碎片,當它們進入大氣層時,將被加熱併產生明亮的光線軌跡。雖然許多流星在進入大氣層的過程中已被摧毀,但一些流星墜落到地面上,我們將其稱為隕星。
西安大略大學行星科學博士後研究員菲爾·麥克考斯蘭德(Phil McCausland)説,“發現的這次流星現象是速度緩慢的火流星落入地球大氣層,多數流星體在到達距離地面60-70千米高空時就會燃燒。”他還強調稱,全天照相機網路是在37千米高空處發現該流星現象,它墜落速度較緩慢,很可能至少有一個或多個隕星殘骸落在地面上。
通過天文照相儀器觀測流星軌跡,研究人員也可以定位一些流星體在未抵達地球前的運行軌道。麥克考斯蘭德説,“此次流星現象是典型的穿越地球大氣層的小行星軌跡,因此我們認為它可能屬於岩石類型的隕星。”2008年3月,全天照相機網路還拍攝到一段流星視頻,該流星進入大氣層最終可能落在了安大略湖省帕裏桑德地區。
2009年
2009年12月13日,北極光遊蕩在挪威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温和地照亮了冬季的海岸。同時,它也捕捉到了來自2009年12月雙子座流星雨的一個火流星的突然閃光。流星行跡劃過北斗斗柄部分後指向雙子座(位於影像的頂部以外)。北極光和流星都發生在高度100公里左右的地球上層大氣內,但北極光是來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。
[5]
2016年8月12日晚上,這顆明亮的英仙座火流星在美國亞利桑那州的日落火山口國家紀念碑上空閃過。它沿着夏季的銀河,以每秒鐘60公里的高速進入大氣層,英仙座流星能夠激發氧原子產生綠色的輻射。這顆明亮的英仙座火流星還留下了持續發光的流星餘跡,它的演變過程在覆蓋影像底部的3分鐘長(從左至右)的序列中清楚可見。
[6]
天文專家介紹,北金牛座流星雨2019年11月13日將迎來極大,如果天氣晴好,中國公眾可見明亮“火流星”。
[1]
2022年4月29日,據英國《衞報》報道,科學家證實,美國南部三個州此前傳出巨大爆炸聲,空中隨後出現一個火球。科學家稱為“火流星”,以每小時5.5萬英里的速度向西南方向飛行,在深入地球大氣層時碎裂,最終在路易斯安那州康科迪亞教區居民點以北55公里的沼澤地帶解體。
[11]
2022年12月15日傍晚,杭州金華等地上空出現“火流星”,一塊碎片在金華市浦江縣城頭村找到,但還需化驗才能確定是否為隕石。
[13-14]
16日,該物經中科院專家的認證,確定為46億年的天外隕石。
[15]
火流星典型事例
1930年蘇聯伏爾加河上空出現一次罕見的火流星。當年4月30日下午1時,人們突然看到天上飛來一個圓圓的“火球”,比月球稍小一些,後面拖着一條長長的“火鏈”,約飛行了5秒鐘就消逝。在消失的地方升起一股煙雲,逐漸變濃,持續5分鐘,直到煙消雲散之後,人們還聽到劇烈的轟鳴聲,猶如發射火炮,一直延續了半分鐘之久。
1963年7月3日晚,中國北京天文館上空出現了一顆火流星,北京天文館工作人員曾用一幅油畫將它描繪出來。由於隕石高温後解體,造成那次火流星出現爆閃現象。
1976年3月8日的中國東北地區吉林隕石雨,最初表現為伴有悶雷般轟鳴聲的一個光耀奪目的大火球(即火流星),它在空中爆裂後成為一場罕見的隕石雨。
[7]
2004年12月11日晚,中國西北蘭州市很多市民看到空中一個滿月大小的白色球狀發光體由西向東快速地劃過天空,而且還伴隨着巨大的爆炸聲。儘管當時有成百上千名目擊者,警方也出動了大批人力搜索,在蘭州市的榆中、西固等地也發現了“可疑”的隕石碎片蹤跡,但卻始終沒有找到可以確證的隕石碎片。
[8]
2011年9月14日晚,美國西南部夜空出現一道耀眼的強光,科學家懷疑這是小行星碎片進入地球大氣層後燃燒形成的火流星。
2011年11月30日傍晚時分,一金色“不明飛行物”在中國西北方低空出現,移動速度飛快,天津、北京、河北等地一些市民目睹了這一幕。天文專家表示,這是一顆罕見的超亮火流星。
2014年01月04日午夜至凌晨,山東省青島市出現新年首個天象——象限儀座流星雨。這場流星雨另所有觀測者沒有想到的是,壯觀火流星數量非常之多,4點至5點之間共出現了17顆,猶如天降火球一般。
2015年9月8日,泰國曼谷北部日前天降不明火球併發生爆炸,多處地方居民目擊,引來墜機、氣球着火等猜測,並實拍到火球降臨一幕。事件中沒有人受傷。中國科學院紫金山天文台研究員王思潮8日在接受記者採訪時認為,近日泰國曼谷天降神秘火球並非是發生爆炸,其實際為不常見的火流星現象。
[10]
2015年11月6日,11月6日21點56分左右,一顆南金牛座火流星出現在珠三角一帶,亮度達到負8等以上,多地市民都有觀測到這現象,網上有動態檢測圖。
火流星天頂修正
天頂修正?讓我們這樣想吧,每顆流星距離地表的距離,發出的光線所要通過大氣厚度都不同,所以一顆較大的流星可能因為距離觀察者較遠,所以觀察到的亮度反而沒有另一顆小流星來得大,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為天頂修正後的值,m為觀察時估計的視星等,h為流星仰角。
- 參考資料
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- 1. 北金牛座流星雨13日迎來極大 .新華網[引用日期2019-11-10]
- 2. 23日凌晨疑似一顆火流星墜入青海玉樹,青海地震台網記錄到此次事件 .環球網[引用日期2020-12-23]
- 3. 火流星
- 4. 彗星·流星
- 5. 北極光裏的火流星 .中國天文科普網[引用日期2017-06-07]
- 6. 日落火山口的火流星 .中國天文科普網[引用日期2017-06-07]
- 7. 吉林省旅遊局導遊人員資格考試教材編寫組編. 吉林省優秀導遊詞精選[M]. 北京:旅遊教育出版社, 2014.06.57
- 8. 新華網:天文館急尋火流星 上月16日劃破北京夜空,2010年01月04日
- 9. 吉林現火流星或落下隕石到松原 網友稱聽到響聲 ..[引用日期2012-08-20]
- 10. 天文台專家:曼谷天降神秘火球系火流星現象 .網易[引用日期2015-09-10]
- 11. 英媒:美國三州當地人稱傳出巨響,天空隨即出現橙色“火球” .環球時報[引用日期2022-04-29]
- 12. 三問雲南迪慶境內"火流星"空爆事件 .央視網[引用日期2022-07-19]
- 13. 直播錄像丨“火流星” 碎片在浙江金華找到,或由雙子座流星雨形成 .澎湃[引用日期2022-12-16]
- 14. 天降“火球”?浙江多地目擊,專家:基本判斷為火流星 .北京日報[引用日期2022-12-16]
- 15. 火流星墜落在浙江,專家認證:為46億年天外隕石 .百家號.2022-12-16
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