一位NASA行星科学研究员解释了他是如何发现一场与一颗正在解体的小行星相关的新流星雨的。
流星雨是任何天文爱好者都值得关注的重要事件。（图片来源：盖蒂图片社）
在全球范围内，每天晚上，成千上万的自动观星设备都在等待拍摄流星。我是研究这些流星的科学家之一。
大多数电影和新闻警报都聚焦于可能毁灭地球的大型小行星。你的手机每隔几个月就会通知你，有一个九个洗衣机宽的物体将与地球擦肩而过。然而，每天进入地球大气层的微小尘埃和碎石也讲述着同样有趣的故事。
我和我的行星科学同事们利用夜空的相机观测，以更好地了解太阳系中的尘埃、汽车大小的小行星以及彗星碎片。
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在近期发表的一项研究中，我检索了由加拿大、日本、加利福尼亚和欧洲的全天空相机网络收集的数百万条流星观测数据，发现了一个新形成的小型星团。与该星团相关的282颗流星讲述了一颗小行星过于靠近太阳的故事。
流星形成
当沙粒大小的太空岩石撞击地球大气层时，它几乎会立即升温，使其表层汽化并转化为带电气体。整个碎片开始发光——这就是我们所说的流星。如果物体更大，比如一块巨石，并且更亮，就被称为火流星或火球。这些物体撞击大气层的平均速度超过每秒15英里。对于细小的尘埃或沙粒大小的物体来说，整个过程只持续一瞬间就会完全消失。
太阳系中大多数这种沙粒大小的碎片都来自彗星——这些是来自太阳系外围的寒冷、多冰的天体。当彗星经过太阳时，其冰质成分会转化为气体，释放出大量尘埃。这就是为什么彗星常被称为脏雪球，且在望远镜图像中看起来模糊的原因。
另一方面，小行星是早期太阳系形成时遗留下的物质，它们形成于离太阳更近的地方。它们干燥且多岩石，没有那些赋予彗星特征性彗尾的冰。
双子座流星雨是由小行星3200法厄同的碎片形成的。（图片来源：乔丹莱伊盖蒂图片社）
积极活跃意味着什么？
天文学家将小行星或彗星在释放尘埃、气体或较大碎片时称为活跃的。这种活动是由太空物体受到的某种外力引起的，比如来自太阳的热量、小型撞击，或者小行星旋转过快而解体。
理解和识别活动有助于科学家更好地了解这些物体如何随时间变化。
对于彗星而言，冰的升华——即固态冰直接转化为气体，跳过液态阶段——是其活动的主要原因。然而，对于小行星来说，其活动的原因则千差万别。
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比如，美国国家航空航天局（NASA）的OSIRISREx任务——该任务发射到太空以研究名为贝努的小行星——观测到了其表面的活动，热应力和小型撞击是主要的解释原因之一。
小行星活动的其他原因包括小行星因旋转过快而破裂、小行星在与行星近距离接触时被潮汐力撕裂，或者气体释放。
研究人员最常使用望远镜来搜寻天体活动。天文学家可以观察天体周围是否有彗尾或模糊区域。这种彗尾是该天体周围存在气体和尘埃的明显迹象。但还有另一种搜寻活动的方法——流星雨。
通过流星雨寻找隐藏的小行星
最著名的活跃小行星是3200法厄同。它是每年12月中旬发生的双子座流星雨的母体。在过去接近太阳的过程中，法厄同释放了大量的尘埃和较大的碎片。随着时间的推移，这些法厄同的碎屑沿着其整个轨道散开，形成了现在的双子座流星群。
我们观测到的每一场流星雨，都是地球穿过这些碎片流时发生的。因此，如果天文学家能探测到流星雨，它们也可以被用来寻找太空中的活跃天体。
起初，小行星或彗星脱落的碎片紧密地聚集在一起。想象一下，将一滴食用色素挤入流动的水流中：最初，色素会保持在一个紧密、集中的团状。但随着水流流动，水中的漩涡会拉扯色素，使其扩散并变淡。
在太空中，经过的行星产生的引力牵引就像那些水流一样。它们以略微不同的方式拉扯单个流星碎片，导致曾经紧密的流星流逐渐散开，直到完全稀释到太阳系的背景尘埃中。
这张图表展示了辐射点——夜空中新发现的流星雨的流星看似起源的那个点。（图片来源：PatrickShoberNASAJSC）
岩质彗星的发现
在发表于《天体物理学杂志》的一项研究中，我利用数百万次流星观测数据，寻找地球附近小行星近期未知的活动。我发现了一个明显的、由282颗流星组成的星团。
这个发现之所以如此令人兴奋，是因为我们实际上正在见证一颗隐藏的小行星被烤得粉碎。这条新确认的流星群沿着一条极端轨道运行，其与太阳的距离几乎比地球近五倍。
根据这些流星进入地球大气层时的破裂方式，我们可以判断它们具有中等易碎性，但比彗星物质更坚固。这一发现表明，强烈的太阳热量确实在使小行星表面开裂，烘烤出被困气体并导致其碎裂。这可能是法厄同星过去活动的主要原因，也是地球上陨石如此多样化的主要原因。
寻找源头
为什么发现一颗隐藏的、正在碎裂的小行星很重要？流星观测是一种极其灵敏的探测手段，能让我们研究那些传统望远镜完全观测不到的天体。
除了解决天文学谜团外，分析这些碎片还有助于我们了解太阳系中小行星和彗星的物理演化过程。更重要的是，它能揭示近地小行星的隐藏群体，这对行星防御来说是至关重要的信息。
新流星雨的母小行星仍然难以捉摸。不过，美国国家航空航天局（NASA）的近地天体勘测者任务计划于2027年发射，将提供一个有希望的解决方案。这台专门用于行星防御和发现黑暗、危险、靠近太阳的小行星的太空望远镜，将是寻找该流星雨起源的理想工具。