送你一场人造流星雨

2020-10-12 14:38宋媛媛
科学大众(中学) 2020年4期
关键词:流星雨彗星大气层

宋媛媛

相信大家都知道人工降雨,可你们听说过人造流星雨吗?据此前新闻报道,2020年7月,第32届夏季奥林匹克运动会将在日本东京举办,开幕式上,主办方将为观众们制造一场夏夜流星雨。

听上去很不可思议吧!人造流星雨真的能实现吗?我们不妨从科学角度来了解一下!

天然的流星和流星雨

流星划过夜空,明亮、美丽却转瞬即逝,让人产生无限遐思,流星雨更是地球上最浪漫的景象之一。流星并不是星星在移动或者滑落,而是非常微小的天体被吸引进入地球大气层,受地球重力作用高速下落,与大气层摩擦燃烧,使周围的大气分子受激而发光的现象。这些微小的天体,就被称为流星体。

流星体有多大呢?其实大部分流星体只有一颗沙粒大小!如果你有幸看到一颗光芒夺目的“火流星”,有时它还能发出轰隆的巨响,那它会比沙粒更大一些。如果流星体进入大气层还没有燃烧完,落到地面上,那就是陨石。流星体就是这样大小不一,有的小如尘埃,也有的和最小的小行星一样大了,它们的质量从百万分之一克到100吨,一般是由石块或者金属构成的。

这些流星体是怎么来的呢?它们主要来源于被太阳和大行星的引力撕碎的彗星和小行星,少量来自月球、火星或者其他卫星因撞击而散落的碎屑。据统计,每天都有大约250万颗流星体、尘埃等进入大气层!但是,为什么我们很少看到这些流星呢?首先,一天中有一半是白天,太阳的光芒让一切星光都变得黯淡,更不要提更加微弱的流星了;而到了夜晚,城市的灯光也掩盖了它们的光芒。要想观测到流星,你要找一個没有灯光、没有月亮干扰、没有遮挡物的开阔平坦的地方,对着天空仔细观察,运气好的话,你能看到几颗流星的踪影。这样单独、偶然出现的流星叫偶发流星,没有固定的方向。

有时候,地球公转到一定位置上,正好到了某颗彗星绕太阳运行的轨道附近,由于太阳的照射,彗星在轨道附近留下了大量的细沙、尘埃等散落物,这些散落物被地球吸引,纷纷进入大气层,就形成了壮观的流星雨,有时甚至形成“流星暴雨”。比如每年11月17日或侣日,地球会到达坦普尔一塔特尔彗星轨道的最近点,在这前后几天,我们在地球上能看到流星雨。由于透视的原因,从地球上看过去,这些流星都是从某个辐射点发出来的,我们就以辐射点所在的星座为流星雨命名。坦普尔一塔特尔彗星造成的流星雨辐射点在狮子座,因此被称为狮子座流星雨,此外还有英仙座流星雨、宝瓶座流星雨等。

人造流星如何实现

了解了真正的流星雨是怎么来的,我们就能发现其实人造流星雨并不难实现:只要制造一些流星体就行了!

2019年1月18日,日本ALE公司成功发射了一颗卫星ALE-1。这颗卫星的长和宽各有60厘米,高有80厘米,重约68千克,在距离地面390千米的轨道环绕地球飞行。这颗小小的卫星,就是专门用来制造流星雨的!根据指令,卫星可以释放直径大约1厘米的金属小球,这些金属小球进入大气层后,在60-80千米的高空,会与大气摩擦燃烧形成流星,方圆200千米之内的人们都能看到美丽、明亮的人造流星划过。这家公司预计2020年春天在广岛濑户内海的区域上空制造第一场流星雨,同时还计划在东京奥运会开幕式上制造精彩的流星雨。

虽然说起来容易,真正实现人造流星雨也有不少难题和争议。

首先,想要晚上在灯火通明的城市里看到流星并不是件容易的事,流星要达到足够亮度才行。不过据介绍,ALE-1卫星一次可释放5-20颗金属球,形成的流星亮度足够,发光时间为3-10秒,比自然流星发光时间更长。而且这些金属球有不同的颜色,在燃烧时会释放不同颜色的光芒,更加美丽动人。

其次,自然流星雨的流星体数量很多,只要处在地球的黑夜中的人们都有机会看到,而人造流星雨只在特定范围内可见。要保证人造卫星在特定的区域出现并形成流星,需要非常精确地计算发射这些金属小球的时间、速度和方向。

最后,不少人担心这些金属球会对地球大气造成污染,或者小球没能进入地球形成太空垃圾。不过现在金属小球的化学成分还被严格保密,ALE公司声称不会造成污染,且每次发射的数量很少,只能说暂时不用担心污染的问题。

还有就是人造流星雨会不会干扰我们对自然流星雨的观测和记录呢7也许接下来我们要学会的技能就是区分人造流星雨和自然流星雨了。

不管怎样,我们还是期待日本ALE公司发射的这颗卫星能够创造出美丽的流星雨,即使造价昂贵——一颗人造流星的成本是100万日元(约合6.5万人民币)!据日本媒体报道,已有来自中东地区的“土豪”们下单预约了!

还有哪些人造天象

早在1984年,美国、英国和德国就共同制造了一颗人造彗星,但它并不是用来“浪漫”的,而是用于研究太阳风。不过由于需要用小型望远镜才能观测到这颗人造彗星,所以它在当时并没有受到关注。其实在地球上,我们能用肉眼看到的人造天象还是以人造卫星、空间站为主。

在所有人造天体中,最亮的要数国际空间站了,它那巨大的高反射性太阳能电池板使它看上去就是一颗明亮的星,甚至像金星一样明亮。如果在夜晚你看到一颗明亮的“星星”在快速移动,而它既不像流星一样稍纵即逝,也不像飞机一样会闪烁,那么它很有可能就是国际空间站了。借助天文望远镜,我们还能看到国际空间站在太阳、月球表面经过的景象,这种现象被称为国际空间站凌日或者国际空间站凌月,是很受天文摄影师欢迎的拍摄题材。

2018年年底,中国也发射了具有娱乐功能的“瓢虫系列”卫星,其中主星“瓢虫一号”由九天微星设计并研制,有星光闪烁、太空自拍和太空VR三大娱乐功能。特别是“瓢虫一号”运行后,多次在北京、太原等地的上空过境,利用自带的LED灯阵,通过长闪烁和短闪烁表达含义,爱好者用相机拍下,再利用摩斯密码翻译成文字,非常有趣。

随着技术发展,人们已经在试图把天文景象商业化,也许在不久的将来,我们能看到更多的人造天象,比如人造星空、人造银河、人造日食。如今,真正热爱天文的爱好者,会耐着暑热或严寒熬夜看一场壮观的流星雨,或者到人烟稀少的地方欣赏星空和银河,又或是不远万里跨国去追寻日全食的踪迹……历经一番辛苦才能看到的天文美景让我们深深着迷,而人造天象也会像自然现象那样打动我们吗?我们只能拭目以待。

(责任编辑:白玉磊责任校对:赵梦祺)

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