缓慢爆发：双子座流星雨的猛烈诞生

更新时间：2024-12-17 11:14  浏览量：1

双子座流星雨是一年中的天文亮点之一，每年 12 月都会上演一场壮观的流星秀。科学家现在开始了解它们的来源。

那是一个动荡的时代。罗马帝国在亚历山大大帝被刺后陷入混乱，而中国则因连年战乱而陷入动荡。然而，大约 1800 年前，在这些人类阴谋诡计的背后，发生了另一件戏剧性事件——其影响至今仍可见到。

科学家认为，大约在这个时候，一颗名为 3200 Phaethon 的小行星发生了灾难性事件，导致它碎裂并将碎片抛射到围绕太阳的长环中。每年，我们的星球都会穿过这片碎片云，形成最令人印象深刻的流星雨之一——双子座流星雨。

在 12 月中旬晴朗的夜晚仰望天空，你可能会瞥见它们——划过天空的光带。这些是这颗小行星的粒子，它们以高达 79,000 英里/小时（127,000 公里/小时）的速度在我们的大气层中蒸发。

捷克科学院天体物理学家托马斯·亨尼奇表示，双子座流星雨尤其引人注目，因为它呈现出多种颜色，包括黄色、绿色和蓝色。它们也非常明亮，每小时最多有150 颗流星可以用肉眼看到。“你通常会看到漂亮的流星，”亨尼奇说。

但双子座流星雨之所以独特还有另一个原因——它们是已知的唯一一场源自小行星的流星雨。所有其他流星雨都来自彗星在太阳冲击其表面时释放出的冰状碎片。小行星大多由岩石组成，通常不会以这种方式形成流星尾巴。

然而，1983 年，天文学家发现了 3200 Phaethon，这是一颗蓝色小行星，宽约 3.6 英里（5.8 公里），似乎与双子座流星雨相关的碎片路径非常吻合，双子座流星雨因其在天空中达到双子座的最高点而得名。这一发现导致人们得出流星雨可能源自该物体的结论。“很有可能，”Henych 说。这也解释了为什么双子座流星雨有如此广泛的明亮颜色——产生它们的粒子“更硬”，Henych 说，与彗星相比，它们的元素数量更多。

小行星 3200 Phaethon（在多张雷达图像中显示）被认为是双子座流星雨的母体。

英国曼彻斯特大学行星科学家 Rhian Jones 表示，法厄同绕太阳运行的轨道也“非常不寻常”。她说：“它离太阳非常近，比水星还近，”距离约为地球与太阳距离的 0.14 倍。“因此，它的温度非常高”，最高可达750 摄氏度（1,400 华氏度）。

这个不寻常的轨道为科学家们提供了一些有关双子座流星雨如何诞生的线索。

024 年 3 月，俄罗斯业余天文学家 Danila Milanov 和同事模拟了流星碎片的路径和 Phaethon 的轨道，如今两者之间的距离约为 20,000 公里（12,000 英里）。他们发现，1,200 至 2,400 年前，两者似乎相交。“我们认为在这个时间尺度上发生了一场灾难性事件”，形成了流星，Milanov 说，尽管另一项研究表明，该事件可能发生在 18,000 年前。

关于那次事件究竟是怎么回事，人们争论不休。一种可能是小行星与另一个物体相撞后解体。但一直在研究双子座流星雨的芝加哥大学天文学和天体物理学博士生沃尔夫·库克尔 (Wolf Cukier) 表示，这种情况不太可能发生，因为太阳附近很少看到小行星。这表明有一种共同的机制可以将它们移除，而小行星碰撞很少见。“它们肯定不能全部用碰撞来解释，”他说。可能是因为靠近太阳的极端高温意味着很少有小行星能够幸存下来。看来，法厄同是个例外。

事实上，对双子座流星雨的更佳解释是，法厄同被小行星带推向太阳，可能是由于与木星等行星的逐渐引力相互作用。然后，大约 1,800 年前，它的轨道将小行星带到了离太阳足够近的地方，热量导致它分裂。

2023 年，库克利用美国宇航局的帕克太阳探测器数据进一步了解了这一过程。帕克曾于 2020 年在太空中秘密观测了双子座流星雨碎片流的另一部分。通过这些观测，库克得出结论，双子座流星雨很可能来自一次剧烈的事件，而不是像彗星那样连续释放碎片。

库克尔说，那次事件可能是一次“低速爆炸”。“当小行星接近太阳时，它们会变热，从而导致小行星内部产生热应力。如果它们变得太热，这种应力可能会累积到小行星碎裂成一堆碎片的程度。”

另一种可能性是，这颗小行星因自转而分裂。亚利桑那州洛厄尔天文台的天文学家张启程表示，法厄同目前每 3.6 小时自转一次，速度“非常快”，这可能是太阳加热其表面，并在辐射从表面飞出时产生旋转速度的结果，即所谓的约普效应。

2023 年，张观察到Phaethon 释放出钠，这可能与这一过程有关。“它可能在碎片脱落时失去了大量表面，露出了下面的新鲜钠，”他说。

马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学的研究人员认为，每次小行星回到太阳附近时，其表面可能仍会损失少量物质。他们表示，小行星的蓝色色调是由于其最接近太阳时极端加热所致，他们估计这会导致 其表面的一层微观岩石物质、氧化铁和辉石升华。

双子座流星雨格外明亮，色彩绚丽多彩，这对于流星雨来说并不常见。

一项名为Destiny+ 的日本任务将于2028 年发射，它或许能给我们答案。该航天器将飞过 Phaethon，拍摄其表面的图像。如果快速旋转的想法是正确的，“你会看到山体滑坡和岩石流向赤道，离心力会将物体推开，”张说。

英国伦敦大学学院行星科学家 Minjae Kim 表示，解开双子座流星雨的神秘起源不仅能帮助我们更好地了解一年一度的壮观灯光秀，还能让我们更多地了解整个太阳系。“它告诉我们流星雨可以通过多种不同的机制形成，”Kim 说。还有其他小行星也被认为非常接近太阳，这表明我们“未来可能会形成类似的流星雨”。

张教授说，预计法厄同流星群最终将在 1 万年左右坠入太阳，只留下双子座流星雨。最终它们也将被我们的恒星卷走。

“法厄同向我们展示了小行星是如何消亡的，”张说。

但就目前而言，这意味着我们恰好有幸观测到这场流星雨。“我们恰好处于地球飞过双子座流星雨的时空点上，”库基尔说。