“快許愿！”當(dāng)流星劃過夜空，浪漫的祈愿儀式即將再次上演。

天文通最新觀測數(shù)據(jù)顯示，8月13日，將迎來入秋的第一場流星雨——英仙座流星雨。這場秋夜流星雨，將帶我們見證宇宙最詩意的科學(xué)奇跡。你準(zhǔn)備好許下心愿了嗎？在雙手合十之前，不妨先了解這些劃過夜空的“宇宙信使”背后，都藏著哪些令人驚嘆的秘密。

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01 受引力“邀請”的“客人”

雖然那些劃破夜空的“外來者”們被統(tǒng)稱為流星，但實(shí)際上它們的來源卻是多種多樣的。可以這么理解，凡是經(jīng)過地球附近的小型天體，因?yàn)榫嚯x過近而被地球的引力所捕獲，它們都會進(jìn)入大氣層墜落到地表，形成“流星”。而這些“外來者”主要有以下幾種：

彗星殘骸

當(dāng)彗星接近太陽時(shí)，它的彗核表面因?yàn)椤疤栵L(fēng)”的吹拂，會有大量固體物質(zhì)升華形成“冰火山”。在這個(gè)過程中，彗星會噴涌大量含有硅酸鹽塵埃的冰晶顆粒。這些冰晶顆粒如果被地球的引力所捕獲，就會形成壯觀的“流星雨”。例如著名的“獅子座流星雨”，就來源于一顆名為“坦普爾-塔特爾”的彗星所噴發(fā)的硅酸鹽顆粒。

小行星碎片

太陽系除了八大行星，實(shí)際上還存在數(shù)不勝數(shù)的小行星。例如在火星與木星軌道之間，分布著超過107萬顆小行星，這片區(qū)域因此被稱為小行星主帶。除此之外，在海王星軌道外側(cè)，存在一片名為柯伊伯帶的小行星區(qū)域，這片區(qū)域里存在大量以冰物質(zhì)形態(tài)呈現(xiàn)的小行星。在這些數(shù)以千百萬計(jì)的小行星中，總會時(shí)不時(shí)有一些“迷途的羔羊”離開固定的軌道區(qū)域，朝著太陽系中心位置開始流浪。如果它們流浪的路徑恰好經(jīng)過地球，同樣有可能因?yàn)橐υ颍魈爝叺牧餍恰?/p>

太陽系外星體

相比前兩者，太陽系外星體要稀少得多。畢竟穿越廣袤的銀河系進(jìn)入太陽系，那是一段漫長的歷程，更不用說在進(jìn)入太陽系后恰好“撞上”地球的概率了。不過稀少并不等于不存在，2014年1月8日，一顆后來被命名為“cneos 2014-01-08”的流星墜落在巴布亞新幾內(nèi)亞東北海岸。據(jù)天文學(xué)家研究，這顆小行星極有可能來自另一個(gè)恒星系統(tǒng)，它也是迄今已知的首個(gè)地球太陽系外訪客。

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02 很小，但很明亮

在部分人想象中，能夠在遙遠(yuǎn)夜空中拖著長長尾跡墜下的流星，應(yīng)該都是龐然大物，但事實(shí)往往是反直覺的。絕大多數(shù)流星，直徑都在1毫米到1厘米之間，直觀看來只有豆子大小。如果超過拳頭大小，都稱得上龐然大物了。

絕大多數(shù)流星體積不大，不過它們在進(jìn)入地球大氣層的過程中卻能發(fā)出極度耀眼的光芒。這是因?yàn)楫?dāng)它們闖入大氣層，前方被極致壓縮的空氣在千分之一秒內(nèi)升溫至3000℃，此時(shí)并非簡單摩擦生熱，而是更加劇烈的物理化學(xué)變化。因?yàn)楦咚俚牧Ｗ幼矒艨梢允沽餍侵車目諝夥肿与婋x，形成溫度高達(dá)12000℃的等離子體包層，這個(gè)包層就能釋放出耀眼的光芒。

除此之外，根據(jù)流星不同成分的區(qū)別，它的本體還會給光芒加上顏色——含有鈉原子的流星能發(fā)出橙黃光，含鎂的釋放藍(lán)綠光，而含鐵的則會閃耀金色的光澤。

03 “穿越”的結(jié)局

由于大部分流星體積很小，它們往往在進(jìn)入大氣層的過程中，就燃盡了自己，將整個(gè)身體化作了那劃破蒼穹的一道光線。不過總有例外——那些直徑能以米為尺度計(jì)算的流星，雖然它們在流星中占的比例很小，但是考慮到墜入大氣層的流星基數(shù)十分龐大（據(jù)估計(jì)每天能達(dá)到上百億顆），所以這種尺寸的流星也并不在少數(shù)。它們在墜落過程中并不會完全燃燒，殘骸將墜落在地表，成為我們熟知的隕石。

而那些直徑超過15米的流星在穿越過大氣層后，爆發(fā)的能量是可怕的。2013年在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州，一顆直徑超過17米的隕石沖入大氣層后，在距地面約24公里時(shí)爆炸，據(jù)估計(jì)爆炸威力高達(dá)50萬噸TNT當(dāng)量，相當(dāng)于美國投放在廣島那顆原子彈的30倍。這顆隕石爆炸后產(chǎn)生的碎片造成了大量建筑損毀以及上千人受傷。

而更為震撼的是1908年發(fā)生于現(xiàn)俄羅斯西伯利亞通古斯河附近的大爆炸事件，這次爆炸威力高達(dá)2000萬噸TNT當(dāng)量，摧毀了2000平方公里的針葉林。據(jù)科學(xué)家們研究估計(jì)，造成通古斯大爆炸的元兇，是一顆直徑約65米的巨大隕石。這種尺寸的隕石如果墜落在海洋里，所引發(fā)的海嘯甚至能吞沒沿岸數(shù)十公里的城市。這些巨大隕石帶著巨大的動能撞擊地表，足以造成地質(zhì)以及生態(tài)災(zāi)難。也正因?yàn)橛写讼壤栽谌祟惻臄z的災(zāi)難片中，總少不了天降巨大隕石滅世的橋段。

04 物種進(jìn)化的“催化劑”

體積過大的隕石造成滅世災(zāi)難，這其實(shí)不僅僅存在于人類的想象中，而是地球數(shù)億年物種進(jìn)化史上的真實(shí)事件。

在地球生命進(jìn)化的歷程中，曾經(jīng)歷了五次大滅絕事件。其中至少兩次明確由巨大隕石撞擊地球引發(fā)，還有一次也極可能與之相關(guān)。它們分別是4.45億年前的奧陶紀(jì)冰川事件，3.7億年前的泥盆紀(jì)大滅絕，以及6600萬年前的白堊紀(jì)大滅絕。其中白堊紀(jì)大滅絕正是造成恐龍退出物種進(jìn)化舞臺的大事件。

當(dāng)然，隕石帶來的不光是毀滅，在物種進(jìn)化史上，它往往也代表著“革新”，能夠推動物種的進(jìn)化。就以白堊紀(jì)大滅絕來說，要不是巨大隕石對恐龍?jiān)斐傻臍缧源驌簦瑸榈厍虻奈锓N進(jìn)化騰出生態(tài)位，哺乳動物也許至今都還躲在叢林的角落瑟瑟發(fā)抖，更輪不到咱們?nèi)祟愓驹诘厍蚴澄镦滍敹肆恕?/p>

不僅如此，有生物學(xué)家甚至認(rèn)為地球生命的起源也與隕石有巨大關(guān)系。四十多億年前的地球，地表大部分都被原始海洋所覆蓋，那時(shí)候也沒有生命的存在。而天外的隕石墜入海洋之中，其攜帶的氨基酸與核酸堿基在漫長歲月中經(jīng)過極小概率的化學(xué)反應(yīng)，生成了帶有原始細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)體，這就是生命的雛形。

雖然這種觀點(diǎn)到目前為止依然是地球生命起源眾多假說中的一種，但它也足以說明，來自天外的隕石與地球生命演化的進(jìn)程有著密切的關(guān)系。

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05 隕鐵真能造神器嗎？

無論是東方傳說還是西方神話，用“天外隕鐵”鍛造神兵的橋段屢見不鮮。古人為何如此推崇隕石？其實(shí)，這背后有一定科學(xué)依據(jù)。

古代冶煉技術(shù)有限，工匠們只能憑直覺與經(jīng)驗(yàn)，提升金屬制品的性能，偶然用隕鐵打造武器時(shí)，發(fā)現(xiàn)其性能遠(yuǎn)超普通鐵器——更鋒利、更堅(jiān)韌，且不易生銹。于是，“神兵利器”的傳說便流傳開來。

其實(shí)站在科學(xué)的角度來看，這事并沒有那么神奇。墜入地球的隕石成分多樣，除了鐵之外，還含有少量的鎳和鈷。這兩種金屬具有高強(qiáng)度、高韌性、高耐腐蝕度的特性，在現(xiàn)代廣泛用于特種合金鋼冶煉，許多航空航天設(shè)備的關(guān)鍵部位都會用到它們所冶煉而成的合金鋼。但是古人并不具備將鎳和鈷與鐵冶煉成合金的技術(shù)，因此這些來自流星的“隕鐵”自然就變成了無法批量生產(chǎn)，極其稀缺的“天才地寶”。

如今，我們早已可以冶煉出性能更加優(yōu)秀的合金鋼，這些隕石自然也褪去了神秘的面紗。

當(dāng)新疆哈密博物館的“銀駱駝”鐵隕石在展柜中靜臥，當(dāng)芝加哥菲爾德博物館的威拉姆特隕石吸引游客驚嘆，這些來自深空的信使仍在訴說著宇宙的故事。它們既是毀滅恐龍的天火，也是孕育生命的星塵。在每次流星劃過的瞬息光亮中，我們見證的不僅是物質(zhì)形態(tài)的轉(zhuǎn)換，更是宇宙與地球億萬年的深情對話。正如天文學(xué)家卡爾·薩根所言：“我們由星塵所鑄，而今仰望群星。”這或許就是隕石帶給人類最深刻的啟示。

供稿單位：重慶科技館

作者：CPU，科普作者

審核專家：李春藜

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來源: 重慶市科學(xué)技術(shù)協(xié)會

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