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12月14日

一年一度的雙子座流星雨

在北京時間20時44分

達到最大值

根據國際流星組織(IMO)的預報

在最理想的條件下

每小時可有上百顆流星

任君觀賞

（2017年12月14日雙子座流星雨，攝於(yu) 四川甘孜州康定縣甲根壩鄉(xiang) 雅哈埡口，攝影師@羅弘揚）

▼

在地球約46億(yi) 年的歲月中

實際上每天都有大小不一的星體(ti)

在向地球墜落

它們(men) 微小時

可以裝點地球的夜空

（2022年5月4日，廣東(dong) 河源野豬嶂，流星劃過夜空，攝影師@唐柏鴻）

▼

巨大時

則可以摧毀地球上的生命

（請橫屏觀看，四川自貢恐龍博物館展出的恐龍標本，攝影師@張豔）

▼

但令許多人更加難以置信的是

在更加久遠的過去

它們(men) 還可能為(wei) 地球帶來水和氨基酸

極有可能促成了生命的誕生

甚至我們(men) 今天的地球

也是由大大小小、難以計數的星體(ti)

組合而成

真可謂

你我皆星塵

（請橫屏觀看，2020年12月雙子座流星雨，攝於(yu) 瀘沽湖，攝影師@阿五在路上）

▼

要想真正了解流星雨

揭開這些太陽係浪子的終極秘密

我們(men) 需要和人類的探測器一起登陸小天體(ti)

但首先

我們(men) 需要從(cong) 一片星雲(yun) 說起

01

浪子的誕生

寰宇起於(yu) 毫末

大約46億(yi) 年前

太陽係還僅(jin) 僅(jin) 是

一片由塵埃與(yu) 氣體(ti) 構建的原始星雲(yun)

（2020年12月12日，流星劃過獵戶座大星雲(yun) 和馬頭星雲(yun) ，攝於(yu) 雲(yun) 南瀘沽湖，攝影師@楊晉）

▼

之後

在引力的作用下

星雲(yun) 開始坍縮

無數的塵埃與(yu) 氣體(ti) 凝聚在一起

逐漸在中心形成了一個(ge) 巨大的天體(ti)

質量居然占到整個(ge) 星係的99.86%

它就是

太陽

而餘(yu) 下的部分也在聚集

其中較大的八個(ge) 個(ge) 體(ti)

清除了同一軌道上的競爭(zheng) 者

或將競爭(zheng) 者納入自己的身體(ti)

或將它們(men) 捕獲成為(wei) 衛星

這便是

八大行星

八大行星的質量

又包攬了餘(yu) 下星係質量的

99%

（太陽和八大行星，製圖@鄭伯容/星球研究所）

▼

而太陽係餘(yu) 下的

約0.002%的質量

是數不盡數的塵埃

是大小不一的碎片

是在行星成長競爭(zheng) 中的失敗者

更是太陽係的流浪者

（冥王星質量僅(jin) 為(wei) 月球的1/6，因無法清除軌道上的競爭(zheng) 者，而被踢出了行星行列，被稱為(wei) “矮行星”，圖片來源@NASA)

▼

它們(men) 飄散在冰冷的太空中

有的分散海王星的外圍

是地球到太陽平均距離的30倍以上

被稱為(wei) 柯伊伯帶

還有的分散在

太陽係的盡頭

在地球與(yu) 太陽平均距離數千至數萬(wan) 倍的地帶

被稱為(wei) 奧爾特雲(yun)

耀眼的太陽和八大行星

以及

眾(zhong) 多不起眼的小天體(ti)

眾(zhong) 多遙遠的流浪者

這才是我們(men) 太陽係的

真實麵貌

（太陽係結構示意，柯伊伯帶和奧爾特雲(yun) 的命名都來自他們(men) 的研究者的名字，冥王星即位於(yu) 柯伊伯帶，製圖@鄭伯容/星球研究所）

▼

但是

一些特別的力量

卻讓這些看似遙遠的流浪者

依然可以時不時與(yu) 我們(men) 交匯

出現在我們(men) 的生活中

這究竟是一種

什麽(me) 力量？

02

星塵之路

漢代古籍《淮南子》曾記載

3000多年前武王伐紂時

夜空中出現了一顆

拖曳著長長尾巴、類似掃帚的星體(ti)

（“手捧”新智彗星，2020年7月18日攝於(yu) 內(nei) 蒙古阿拉善騰格裏沙漠，攝影師@古蒂）

▼

這類星體(ti) 不斷出現

以致在2000多年前的馬王堆漢墓裏

更是直接畫出了20多種圖樣

它們(men) 便是

彗星

（馬王堆漢墓中的部分彗星樣式，彗字最早意為(wei) 掃，或掃的工具掃帚，攝影師@鞠驍）

▼

彗星並非地球的近鄰

而是往往來自

遙遠的柯伊伯帶和奧爾特雲(yun)

在太陽係剛剛誕生的數億(yi) 年間

行星的軌道尚不穩定

木星、土星、天王星、海王星

四顆巨大的外行星

在複雜的引力作用下

變換著軌道

（早期太陽係的行星大遷移假說示意，目前該理論仍存有一定爭(zheng) 議，製圖@王申雯/星球研究所）

▼

在這個(ge) 過程中

一些小天體(ti) 被行星的引力

向彈弓一樣向外甩出

它們(men) 的運行軌道

也因此變成細長的橢圓形

大部分時間位於(yu)

太陽係冰冷的邊緣

要經曆漫長的旅途

才能再次接近太陽和地球

（哈雷彗星軌道示意，製圖@王申雯/星球研究所）

▼

這也導致它們(men) 在人類眼中

每隔數年、數百年，甚至更長時間

便會(hui) 短暫出現在夜空中

然後再次消失在人們(men) 的視線中

呈現強烈的周期性

1695年

洞悉了這種周期性的英國物理學家哈雷

準確地預測出一顆彗星的回歸時間約為(wei) 76年

這顆彗星因此得名

哈雷彗星

（1986哈雷彗星回歸時的照片，圖片來源@視覺中國）

▼****

1950年代

美國天文學家惠普爾

第一次準確描述了彗星的結構

一個(ge) 冰與(yu) 石混合的**“髒雪球”**

正因為(wei) 如此

它們(men) 在靠近太陽時

因溫暖而升華

往往散發出大量的氣體(ti) 與(yu) 塵埃

好似拖著長長的尾巴

（彗星的一般結構圖，通常由彗核、彗發和彗尾構成。圖為(wei) 新智彗星，攝影@林子軒，製圖@王申雯/星球研究所）

▼

而當地球恰好進入塵埃所在的軌道時

眾(zhong) 多塵埃不斷在地球大氣層中發光發熱

星墜如雨

是為(wei) 流星雨

（流星雨成因示意，製圖@王申雯/星球研究所）

▼

這些塵埃在進入大氣層時

往往平行且速度基本一致

但因為(wei) 透視變形的影響

在人類的眼中

同一場流星雨就像是從(cong) 同一個(ge) 點發出的

即為(wei) 輻射點

人們(men) 也因此

根據輻射點所在位置的星座

為(wei) 流星雨命名

（請橫屏觀看，2018年12月16日雙子座流星雨，攝於(yu) 四川阿壩州達格則。流星似乎是從(cong) 同一點射出，攝影師@蔣濤）

▼

每年8月12日前後

斯威夫特-塔特爾彗星的碎片

為(wei) 我們(men) 帶來

英仙座流星雨

（請橫屏觀看，2021年8月14日英仙座流星雨，攝於(yu) 青海小柴旦湖。攝影師@瞿曉峰）

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每年11月17日前後

坦普爾-塔特爾彗星的碎片

為(wei) 我們(men) 帶來

獅子座流星雨

（2022年11月18日獅子座流星雨，攝於(yu) 海南三亞(ya) ，攝影師@羅弘揚）

▼

而1833年11月13日晚

也正是獅子座流星雨

為(wei) 人類帶來了曆史上

可能最大的一場流星雨

每小時超過上萬(wan) 顆流星滑過夜空

（描繪1833年獅子座流星暴雨的藝術作品，圖片來源@wikimedia commons）

▼

但從(cong) 遙遠的寒夜訪問地球的

不隻是彗星

1766年

有天文學家經過計算後推測

火星和木星之間應該還有一顆行星

但後來人們(men) 的觀測證實

這裏密布著大量小行星

它們(men) 由岩石和金屬組成

直徑從(cong) 數米到1000千米不等

由於(yu) 木星強大引力的幹擾

無法凝聚成更大的天體(ti)

隻能漫天散布、各行其是

是為(wei) 小行星主帶

（小行星主帶位置示意，製圖@王申雯/星球研究所）

▼

此外

還有約10%的小行星

分布在太陽係的其他區域

在太陽光壓的作用下

一些小行星同樣會(hui) 逼近太陽和地球

釋放塵埃並形成流星雨

例如編號3200的小行星

它的軌道近日點是如此接近太陽

以至於(yu) 表麵溫度會(hui) 升高到750℃

展現出與(yu) 彗星相似的性質

在其軌道上散落

並在每年12月14日前後

為(wei) 我們(men) 帶來雙子座流星雨

（小行星3200的藝術想象圖，因為(wei) 接近太陽，而又名為(wei) 法厄同，希臘神話中的太陽神之子，圖片來源@NASA）

▼

而每年1月3日左右

編號196256的小行星還為(wei) 我們(men) 帶來

象限儀(yi) 座流星雨

（請橫屏觀看，2019年1月象限儀(yi) 座流星雨，攝於(yu) 陝西延安。該小行星性質尚不清楚，可能為(wei) 彗星殘留形成，圖片來源@視覺中國）

▼

象限儀(yi) 座、英仙座、雙子座流星雨

並稱三大周期性流星雨

而目前已有命名的流星雨

更是高達1000多個(ge)

（北半球全年主要流星雨，攝影師@龍柏山人，製圖@王申雯/星球研究所）

▼

但是

那些從(cong) 遙遠世界闖入我們(men) 夜空的星體(ti)

不僅(jin) 僅(jin) 隻是製造星空盛宴

它們(men) 驚人的能量

足以影響我們(men) 的生活

甚至生死

03

天地碰撞

1908年6月30日晨

俄羅斯西伯利亞(ya) 的通古斯河畔

一個(ge) 巨大的火球劃過天空

並發生空爆

威力相當於(yu) 2000萬(wan) 噸TNT炸藥

造成400km範圍內(nei) 的樹木倒伏或焚毀

其罪魁禍首到底是小行星還是彗星

亦或是極其罕見的隕冰

現在已難下定論

（如今看似平靜的通古斯地區，在百餘(yu) 年前發生了規模空前的大爆炸，圖片來源@視覺中國）

▼

而1994年7月

蘇梅克-列維9號彗星撞擊木星

則給人類提供了千載難逢的機遇

首次全程觀測太陽係天體(ti) 撞擊事件

這次撞擊在木星表麵

留下了一連串的痕跡

其中最大的與(yu) 地球表麵積相仿

釋放的能量

更是達萬(wan) 億(yi) 噸級TNT當量

（1994年7月18日，哈勃太空望遠鏡在撞擊發生後拍攝的撞擊痕跡，圖片來源@NASA）

▼

近年來持續進行的科學研究

更是給我們(men) 提供了詳細的

各類小天體(ti) 撞擊地球的毀滅記錄

在太陽係形成初期

行星們(men) 不斷變換軌道的同時

無數小星體(ti) 在引力的作用下

飛向太陽係內(nei) 部

猶如一場劈頭蓋臉的 “洗禮 ”

幾乎重塑了地球的地貌

並在與(yu) 地球相伴的月球上

留下了無數的撞擊坑

（請橫屏觀看，滿是撞擊坑的月球，該事件被稱為(wei) “後期重轟炸”，攝影師@黃一駿）

▼

幸運的是

那時的地球還不像今天一樣生機勃勃

但這並不是最後一次

6600萬(wan) 年

一顆直徑約10km的小行星

在今天的墨西哥灣留下了

直徑約180km的撞擊坑

這很可能是導致當時的霸主恐龍

（嚴(yan) 格來說是非鳥恐龍）

被一波帶走的重要原因之一

（同一時期是否發生了其他小行星撞擊事件目前尚存爭(zheng) 議，而當時的恐龍群體(ti) 已經較為(wei) 脆弱，而鳥類的祖先得以幸存。圖為(wei) 墨西哥尤卡坦半島的隕石坑示意，目前關(guan) 於(yu) 恐龍滅絕的原因仍有爭(zheng) 議，製圖@鄭藝/星球研究所）

▼

1.29萬(wan) 年前

一場長達1000多年的大規模降溫席卷全球

並促使一眾(zhong) 大型動物種群減少或滅絕

包括我們(men) 所熟知的猛獁象、劍齒虎等

有科學家認為(wei)

這可能是由小行星撞擊所致

（該事件被稱為(wei) 新仙女木事件，這種生長在寒帶的植物，在當時大肆南侵，也有觀點認為(wei) 該事件與(yu) 洋流有關(guan) ，下圖為(wei) 不同種類的猛獁象複原示意，製圖@陳誌浩&漢青&王申雯/星球研究所）

▼

但事物的影響

總是一體(ti) 兩(liang) 麵

氣溫降低與(yu) 大型獸(shou) 類減少

也引發人類食物匱乏

一些人“被迫”放棄單一的狩獵與(yu) 采集生活

開始嚐試種植作物

農(nong) 業(ye)

從(cong) 此開啟了人類文明的新篇章

（廣西龍勝梯田秋景，攝影師@王誌榮）

▼

造訪地球的天體(ti)

也的確帶來了許多積極的影響

有理論認為(wei)

在地球早期

無數小天體(ti) 盡情蹂躪地球表層時

也為(wei) 地球帶來了生命之源

水

（地球上水的來源尚有爭(zheng) 議。賽裏木湖秋季風光，攝影師@蔣晨明）

▼

還有各類氨基酸

甚至還有磷

對生命起源也都是至關(guan) 重要的元素

（1969年人們(men) 目睹了澳大利亞(ya) 默奇遜地區的隕石降落，在該隕石中發現了地外起源的非生物合成氨基酸，可證明是非生物因素產(chan) 生，圖片來源@視覺中國）

▼

此外

人類最早製作的鐵器

也來源於(yu) 隕石中的隕鐵

因其形態獨特

比一般鐵礦更易於(yu) 發現和利用

從(cong) 而成為(wei) 人類鐵器的起點

（槁城台西商代遺址出土的我國最早的鐵器——鐵刃銅鉞，銅鉞刃部的鐵為(wei) 隕鐵。圖片來源@視覺中國）

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1953年

科學家還利用鐵隕石

第一次準確知道了地球的年齡

45.5億(yi) 年（±0.7億(yi) 年）

鐵隕石的形成過程與(yu) 地核一致

它們(men) 的年齡基本可以等同於(yu) 地球的年齡

而其中的鈾同位素會(hui) 衰變為(wei) 鉛

而不同鈾的半衰期不同

衰變成為(wei) 的鉛同位素也有所不同

這好似歲月的時鍾

隻需測得鐵隕石中不同鉛同位素的比例

便可知大地的滄桑幾何

（測出該數據的加州理工學院教授帕特森後來還成為(wei) 鉛汙染防治的先驅，圖為(wei) 巴林傑隕石坑，圖片來源@視覺中國)

▼

而在南非弗裏德堡撞擊坑

周圍還出產(chan) 黃金等諸多礦產(chan)

這也與(yu) 天體(ti) 撞擊有關(guan)

（其具體(ti) 機理還存在一定爭(zheng) 議，南非弗裏德堡撞擊坑地形，製圖@鄭藝/星球研究所）

▼

可見

這些太陽係的浪子

對地球的生命和人類的影響

是何等重要

在它們(men) 闖入地球的同時

我們(men) 也需要走出去

奔向星塵

去揭開它們(men) 更多的秘密

04

奔向星塵

1986年

借著哈雷彗星回歸的契機

一支包含美蘇日歐六艘探測器在內(nei) 的

“哈雷艦隊”相繼升空

人類第一次以596km的超近距離

觀測彗星的真麵目

（歐洲宇航局喬(qiao) 托號拍攝的哈雷彗星彗核，圖片來源@ESA）

▼

2004年

美國星塵號探測器

成功飛掠維爾特二號彗星

並於(yu) 2006年將彗星氣體(ti) 和塵埃樣品帶回地球

（星塵號，圖片來源@NASA）

▼

2019年

日本隼鳥2號探測器

成功登陸一顆名為(wei) 龍宮的小行星

並於(yu) 2020年由回收艙將樣品帶回地球

在其中發現了多種氨基酸

這是目前最確鑿的地外氨基酸證據

（隼鳥2號探測器落地後取出樣品，圖片來源@JAXA）

▼

2022年9月27號

NASA的一艘重達600kg的探測器

主動撞向小行星迪莫菲斯（Dimorphos）

（請橫屏觀看，小行星防禦任務圖示，製圖@王申雯/星球研究所）

▼

並改變了小行星的軌道

完成人類首次小行星改道任務

未來麵對小天體(ti) 撞擊的威脅

人類將不再是手無縛雞之力

而中國也將加入這場角逐

2012年12月13日

嫦娥二號以3.2km的最近距離

飛掠小行星圖塔蒂斯

2022年4月24日中國航天日

國家航天局宣布

將啟動小行星防禦計劃

2025年

天問二號將奔向

小行星2016HO3和彗星311P

（研究表明2016HO3是地球的準衛星，圖為(wei) 該小行星的藝術想象圖，圖片來源@NASA）

▼

我們(men) 已經越來越接近

這些太陽係浪子的終極秘密

2016年4月

在全國中學生天文奧林匹克競賽

國家隊選拔賽的賽場上

一道題目令所有選手猝不及防

（第四題：馬門溪龍看見的恒星-低年級與(yu) 高年級組）

▼

一顆絕對星等為(wei) -3.5等的恒星，在良好觀測條件下，勉強能夠被生活在今天的地球上的視力正常的人用肉眼看到。如果這顆恒星也剛好能被恐龍時期的馬門溪龍勉強看到，請你用適當的公式和數值推演說明，這顆恒星應經曆了怎樣的變化，並詳細說明原因

馬門溪龍最早於(yu) 1954年在四川發現

體(ti) 長可超過20米

其中的中加馬門溪龍

更是世界上脖子最長的恐龍

這是一道沒有標準答案的開放題

但卻提醒我們(men)

曾經的地球霸主恐龍也曾抬頭望天

看流星劃過天際

直到目睹小行星撞擊後

交出霸主寶座

（重慶自然博物館展出的合川馬門溪龍，攝影師@王嘯）

▼

恐龍滅絕的6600萬(wan) 年後

銀河係獵戶懸臂之上

一顆小小的主序星太陽旁

環繞它的小小小小暗淡藍點之中

一種名叫人類的智慧生命

依舊抬頭望向這片恐龍仰望過的星空

（2022年7月27日，深圳天文台上空一顆火流星劃過銀河，攝影師@陸不喝）

▼

不同的是

人類要從(cong) 這小小的暗淡藍點發出

向著宇宙的四方飛去

征途雖遠

甚至沒有返程

但你我本就皆為(wei) 星塵

（旅行者一號拍下的著名照片“暗淡藍點”，圈內(nei) 的光點為(wei) 地球，圖片來源@NASA）

▼

————後記————

盡管我們(men) 中的絕大多數人

還無法奔向星空

那個(ge) 我們(men) 來自的地方

但我們(men) 的思想與(yu) 想象卻可以超脫時空的限製

奔向宇宙的邊疆

2022年11月24日

國家航天局啟動麵向全社會(hui) 的

深空探測重要科學問題全球征集活動

不管是專(zhuan) 業(ye) 人士或是喜歡仰望星空的你

如果你有好的點子和對宇宙洪荒的好奇心

不妨一試

本次征集至2023年1月31日止

大家可點擊文末的閱讀原文查看詳情

（奔向宇宙，我們(men) 已經迫不及待，2015年12月20日雙子座流星雨，攝於(yu) 國家天文台河北興(xing) 隆觀測站，攝影師@Steed）

▼

（向著長流星，許願吧！請橫屏觀看，超長掠地流星，2021年6月12日攝於(yu) 烏(wu) 蘭(lan) 布統，攝影師@申然）

▼

本文創作團隊

撰文：林萱文

編輯：所長

圖片：周昫光

設計：王申雯

審校：雲(yun) 舞空城/竇婧

封麵攝影師：瞿曉峰/葉人豪

專(zhuan) 家審校：haibaraemily

P.S.一般的流星雨觀測無需望遠鏡，在少光汙染，開闊無雲(yun) 的地方觀測即可。不必緊盯輻射點或某一片天。

P.P.S:馬門溪龍最早發現於(yu) 四川宜賓的馬鳴溪渡口，由於(yu) 發現人，著名的古生物學家楊鍾健院士（也是筆者的陝西老鄉(xiang) ）口音較重，工作人員誤記錄為(wei) 馬門溪，由此得名。楊先生還曾經作詩一首：“頭小頸長身軀大，尾巴長的更可怕。身長約有十三米，體(ti) 重更是不成話。”

【參考文獻】可上下滑動查看

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