流星雨|每年12月，双子座流星雨观赏法，你知多少？_天文|双子座流星雨|双子座|科

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说到观赏流星雨，大多数人都是走出后院五分钟，抬头一看，什么也没看到，失望地走进屋里。一个重要的原因是，大多数流星雨并不像我们通常看到的照片或图画那样壮观。
但是关于流星雨是从哪里来的，它们是如何影响地球的，是什么导致了它们的活动，以及如何看到尽可能多的流星值得一提。等你读完本文，你就知道怎么玩转它了。
一切都是从一颗彗星或小行星开始的，它被扔进太阳系内部，离太阳足够近，长出了一条尾巴。

图源：S.Deiries/ESO 。
不要被一个常见的误解所迷惑：尾巴本身根本就不是导致流星雨的原因。因为太阳将尾部粒子直接吹离彗星所在的位置，所以当它们再次与地球相撞时，它们的相干性不足以引起“阵雨” 。这些微小的尘埃颗粒最终形成了遍布行星际空间的微米级星体的一部分。
但是由于太阳和太阳系其他大质量天体的潮汐力，彗星的核心受到了压力，导致它一点点碎裂。多亏了斯皮策太空望远镜的红外成像能力，我们才真正看到了这个现象！

图源：NASA/JPL Caltech/W.Reach（SSC/Caltech）。
【流星雨|每年12月，双子座流星雨观赏法，你知多少？】这些微小的尘埃颗粒——彗星碎片之间的颗粒——随着时间的推移逐渐伸展到整个彗星（或小行星）的椭圆轨道上，该轨道穿过地球轨道时，这些粒子将与我们的高层大气相撞。
你们可能会想起一个物理入门课上的运动物体动能的公式：E=1/2 mv2 。即使这些单个尘埃颗粒的质量很小，大概是从一粒沙子的质量到一个小卵石的质量的范围，但当它们撞击我们的大气层时，它们速度高达每小时数万甚至数十万英里（或每秒米）。速度一经平方效果大有不同！

图解：从太空看狮子座流星雨（1997年）。图源：美国国家航空航天局NASA 。
当一次撞击发生时，我们会看到一道持续几秒钟的光带（如果它是一个特别大的碎片，则持续几秒钟），被称为流星或流星。有三个要点能让阵雨变得壮观：
1.流星有多频繁。这与地球通过的粒子流密度有关。
2.流星有多亮。这有点取决于碎片的大小，但更取决于碎片的速度。
3.流星的可视性如何。这取决于你的天空有多暗。
第一种是我们几乎可以完全预测的；我们掌握了大多数粒子流的物理学，因此我们有极好的能力预测今年的大流星雨。一般来说，英仙座（8月）和双子座（12月）是最常见的。

图解：2013年双子座流星雨。图源：Asim Patel 。
第二个——流星有多亮——是我们可以部分预测的。因为我们知道引起阵雨的彗星和小行星的轨道，我们可以完全预测它们撞击地球时的移动速度，因此我们知道它们的速度。但是质量， 0.1盎司的岩石和1.0盎司的岩石之间的差别是能量的10倍。这就是为什么我们能看到亮度跨度很大的流星。有时候，流星雨的亮度让我们吃惊，仅仅是因为粒子的大小！
但第三个问题，即流星的可见度，则取决于天空中自然和人为的光污染量。
图片来源：创建与免费软件恒星，公共领域，最初为天空和望远镜。
原始的、黑暗的天空和城市的、受光污染的天空之间的差别绝对是巨大的。在污染严重的天空中仍然可以看到最亮、最罕见的流星，但它们并不十分壮观。另一方面，一个非常黑暗的天空中，你可以看到10倍的流星，更明亮的流星显得更壮观！
虽然历史上最大的流星雨——比如狮子座流星雨每33年一次的高峰——每小时能给我们带来1000颗流星，平均每3-4秒就有一颗流星从天空飞过，但这种活动水平是极其罕见的。更常见的是，一场“优质”的流星雨每小时的流星数约为60-200颗，这意味着如果条件有利的话，你每分钟会看到1到3颗流星。你经常看到的壮观的图像（如下图所示）是延时图像，通常是在多个晚上的过程中，大量的流星被合成在一起。同时看到很多流星实属罕见。

图源：Michael Menefee（Fort Photo on flickr），网址：viahttps://www.flickr.com/photos/fortphoto/7823333570/in/set-72157634989518344 。
看到一道明亮的光迅速地穿过天空，似乎不是什么特别的事情，但当你考虑到巨大的宇宙给我们渺小的人类带来了此等美景，心中必然欢喜。即使你没看到任何流星，花时间沉浸于黑暗天空也会给你一个难得的体验。如果你十二月有时间，等到新月落下，在空中找到猎户座，追踪明亮的蓝色恒星（参宿七）到明亮的红色恒星（参宿四），找到刚好位于明亮的“孪生”恒星卡斯特和波卢斯之上的位置。

图源：E.Siegel ，用免费软件制作， Stellarium 。
这是一个辐射点，所有流星出现的起点。每一个流星雨都有一个辐射点， 12月的这一个叫双子座，因为辐射发生在双子座，以双子星卡斯特和波卢斯命名。你尽可以在天空中的任何地方寻找流星，但如果你的焦点稍微远离辐射源，观察天空中从那一点发出的流星，可能会看到更多。双子座流星的峰值应该在每小时140颗左右，比英仙座流星数量更多，但亮度略低，因为它们的移动速度稍慢。
作者: Ethan Siegel
FY: 也么
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