2020年最后一场流星雨,它从哪来,为什么每年都会出现?

2020年最后一场流星雨

在每年的冬至前后一,观星迷们将迎来他们最后一次“盛宴”,这就是小熊座流星雨。与狮子座、英仙座或双子座流星雨比起来,小熊座最多每小时只射出10~20颗流星,似乎过于“小器”了一些,但这些流星来自北极星,并且是北半球一年中最后一次观赏流星的机会,看起来还是有些特殊意义的。

流星雨

说起小熊星座,可能许多人都不太熟悉,但要讲北极星,你一定就不陌生了。我们地球一直在不停的旋转,它自转轴的北方正对着北极星,在浩瀚夜空的繁星中,它是“小北斗七星”的尾巴尖儿,西方的观星家们将小北斗七星称为小熊座,在能见度好的夜晚,它很容易被找到。

小熊星座就是小北斗七星

流星雨来自北斗星?

小熊座流星雨的辐射点是“小北斗七星”中第二亮的“北极二(βUrsae Minoris)”。北极二是一颗巨大的恒星,尽管它的质量只是太阳质量的2.2倍,但它的亮度却是太阳的130倍,并且它的直径也比太阳大42倍。因此天文学家们判断,北极二正在走向其生命的终点,它已经演化成一颗红巨星,在未来的某一天,它的大部分物质将在巨大的爆炸中烟消云散,只留下一小部分核心物质变成白矮星。

北极二即将爆炸

我们看到的小熊座流星雨是来自恒星北极二发射出来的碎片吗?并非如此。北极二距离我们有130.9光年,太遥远了,即使北极二正在爆炸,它的碎片也不可能飞到地球上来。

流星雨到底来自哪里?

天文学家们将流星雨以星座命名,其中一个原因是这些流星常常是集中在一个时间段爆发,并且它们的发射点常常来自于夜空中某一个星座的方向。从地球上观看,它们就像是从这个星座发射出来的一样。

仰望星空,流星雨似乎来自于天上的一个点

事实上我们知道,夜空中我们能看到的绝大多数恒星都距离我们极遥远,其中最近的“三体”比邻星也有4.2光年之遥。由于引力的关系,其它恒星的大颗粒物质基本上不会大量进入太阳系,自然也没机会化作天上的流星。

其实流星进入大气层几乎是平行的

流星雨大部分来自太阳系中彗星残骸和小行星碰撞的碎片。由冰块和太阳系原始尘埃构成的彗星看起来像一团肮脏的雪球,这些雪球来自寒冷的太阳系外围,它们大约几十年甚至几万年才能完成一次围绕太阳的旅行。当接近太阳时,它上面的碎冰粒、小石块和尘土受热崩解陆续散落到太空中,这就是我们常见的彗尾。彗尾在彗星的轨道上绕着太阳运行,并且会保留许多许多年。

流星体大多是彗星尘埃

每年十月下旬的猎户座流星雨就是哈雷彗星留下的碎片和尘埃,而小熊座流星雨则是一颗名为“塔特彗星(8P/Tuttle)”留下的遗迹。

塔特彗星的运行周期是13年

塔特彗星的彗核直径大约有4.5公里,它绕太阳运行的周期是13年。2008年元旦时,塔特彗星距离地球仅0.25个天文单位(3782万公里),2021年8月27日它将再次到达近日点。由于地球运行的轨道刚好穿越彗星留下的尘埃彗尾,这些碎片撞入大气层时与空气剧烈摩擦并燃烧,于是形成流星雨。

塔特彗星的轨道与地球轨道有交会

为什么看起来像来自北极星?

我们地球总是围绕着太阳作周期性运动,如果在地球运行的轨道上存在彗星留下的尘埃,或者小行星撞击留下的碎片团,那么在每年的差不多同一个时间段里,地球都会经过这些碎屑云。

同样地,由于地球自转轴的角度在一些年的某一天前后基本保持一致,因此在这一天我们看到天空的星座也大致处于同一个位置上。

在每年的同一天,恒星在天空的位置几乎不变

塔特彗星的轨道在近日点的日照伸长率约为26°,它的运行轨迹比较“陡峭”,因此当其尘埃撞击地球时,它们基本上来自正北方向,而这个位置刚好就是北极二所在的区域。

小熊座流星雨的发散点在北极二附近

彗星碎片进入大气层的轨迹几乎是平行的,当你站在地面观察这些轨迹时,它似乎是从某一个点发散开来。如果这个点的背景正好是小熊星座,我们就会感觉它是从遥远恒星射出来的一样。

2018年壮观的双子座流星雨