科普世界 | 新年第一场流星雨为什么总是来自象限仪座？

一颗超级火流星划过夜空，留下长长的尾焰——近日，世界各地不少天文爱好者都观测到一场绚烂夺目的流星雨。实际上，每年新年前后，这场名为象限仪座的流星雨都会如约而至，出现在北半球夜空，并在新年后几天内达到峰值。

流星雨究竟是怎样形成的？新年第一场流星雨为什么总是来自象限仪座？它又有哪些引人入胜的奥秘呢？

从已有发现来看，绝大部分流星雨与彗星有着千丝万缕的联系。彗星富含水冰、干冰等挥发性物质，宛如宇宙中的“冰库”。当彗星缓缓靠近太阳时，受太阳光辐射加热，水冰和干冰就会从固态升华成气态，升华的水冰会携带石子和尘埃脱离彗星表面。在引力和光压等扰动下，石子和尘埃会散布在彗星走过的轨道上。用一个通俗的比喻，彗星就像一辆运输“渣土”的卡车，在太阳系一路“行驶”，沿途在轨道上遗落无数个从毫米到厘米级尺寸的石子。当地球穿越彗星轨道时，这些遗落的“石子”就会成群结队闯入大气层。在与大气分子的剧烈摩擦中，它们被烧蚀殆尽，化作一道道明亮而短暂的光迹，这便是我们所见的流星雨。

不过，与大多数流星雨不一样，象限仪座流星雨的形成较为独特。多数科学家认为象限仪座流星雨的母体是一颗名为2003 EH1的近地小行星，近日点在地球轨道附近，远日点则延伸至木星轨道附近。与富含水冰的彗星不同，2003 EH1主要由岩石和金属构成，缺乏彗星特有的水冰升华机制，因此无法直接解释“石子”是如何从母体表面脱离的。科学家推测，很可能是这颗小行星在运行过程中遭遇了另外一颗小行星的猛烈撞击，这场宇宙级“交通事故”导致大量微小颗粒被抛撒在轨道上。也有部分科学家认为，象限仪座流星雨可能来自古老彗星的碎片。

新年的序幕由象限仪座流星雨“闪亮”拉开，这一壮丽天象源自地球与流星雨母体在各自既定轨道上的精妙交会。地球在其永恒的公转之旅中，每年绕行太阳一周。而流星雨的母体也在既定的轨道上环绕太阳运行。因此，在几乎恒定的时间段里，地球都会与各具特色的流星雨一次次“邂逅”。当新年的钟声响起，正是地球与象限仪座流星雨相逢的时刻。它与夏末时节的英仙座流星雨、12月中旬的双子座流星雨，共同构成北半球最为壮观的三大流星雨，为夜空增加了别样的亮色，也为人类增添了很多浪漫的想象。

这些流星雨又是怎样命名的呢？在地球与各个流星雨相遇的瞬间，流星颗粒自母体轨道方向呼啸而来，它们看起来都像是从天空中的某一个“点”发散出来，这个“点”就被称为辐射点。天文学家通常以辐射点所在的星座来命名流星雨。比如，象限仪座流星雨的辐射点就位于天龙座、牧夫座和武仙座之间，在18世纪时被命名为象限仪座。

关于撞击形成流星雨还有一些有意思的研究。2022年9月，美国国家航空航天局实施了人类首次小行星防御任务，用一颗大约570千克的轨道航天器，撞击了一颗直径大约160米的小行星。这次撞击试验是为了测试小行星防御技术，但科学家意外发现撞击产生的碎屑与碎片云规模之大，足以形成一场人造的流星雨。不仅在地球上有可能看到这场流星雨，如果将来人类登陆火星，甚至还能在火星上看到这次试验导致的流星雨奇观。

流星雨之奇观，中国古人亦曾仰观并记录其详。《左传》中有“夏四月辛卯，夜，恒星不见。夜中，星陨如雨”的表述，所记载的流星雨发生在鲁庄公七年（公元前687年），是世界上最早的天琴座流星雨记录。《宋书·天文志》则记录了公元461年的一幕壮丽景象：“有流星数千万，或长或短，或大或小，并西行，至晓而止。”

今人不见古时月，今月曾经照古人。在历史的长河中，绚烂的流星雨见证了人类的过去，而今又在我们眼前绽放光彩，未来更将引领我们揭开太阳系深处无尽的奥秘。

（作者为中国科学院国家空间科学中心研究员）

责编：孟祥麟、章凯风