09:天文总第7953期 >2025-08-22编印

小流星,大宇宙:那些划过夜空的奇迹
刊发日期:2025-08-22 阅读次数: 作者:  语音阅读:

8月13日,迎来了入秋的第一场流星雨——英仙座流星雨。这场秋夜流星雨,带我们见证宇宙最诗意的科学奇迹。但是你知道这些划过夜空的“宇宙信使”背后,都藏着哪些令人惊叹的秘密。

很小,但很明亮

在部分人想象中,能够在遥远夜空中拖着长长尾迹坠下的流星,应该都是庞然大物,但事实往往是反直觉的。绝大多数流星,直径都在1毫米到1厘米之间,直观看来只有豆子大小。如果超过拳头大小,都称得上庞然大物了。

绝大多数流星体积不大,不过它们在进入地球大气层的过程中却能发出极度耀眼的光芒。这是因为当它们闯入大气层,前方被极致压缩的空气在千分之一秒内升温至3000℃,此时并非简单摩擦生热,而是更加剧烈的物理化学变化。因为高速的粒子撞击可以使流星周围的空气分子电离,形成温度高达12000℃的等离子体包层,这个包层就能释放出耀眼的光芒。

除此之外,根据流星不同成分的区别,它的本体还会给光芒加上颜色——含有钠原子的流星能发出橙黄光,含镁的释放蓝绿光,而含铁的则会闪耀金色的光泽。

 “穿越”的结局

由于大部分流星体积很小,它们往往在进入大气层的过程中,就燃尽了自己,将整个身体化作了那划破苍穹的一道光线。不过总有例外——那些直径能以米为尺度计算的流星,虽然它们在流星中占的比例很小,但是考虑到坠入大气层的流星基数十分庞大(据估计每天能达到上百亿颗),所以这种尺寸的流星也并不在少数。它们在坠落过程中并不会完全燃烧,残骸将坠落在地表,成为我们熟知的陨石。

而那些直径超过15米的流星在穿越过大气层后,爆发的能量是可怕的。2013年在俄罗斯车里雅宾斯克州,一颗直径超过17米的陨石冲入大气层后,在距地面约24公里时爆炸,据估计爆炸威力高达50万吨TNT当量,相当于美国投放在广岛那颗原子弹的30倍。这颗陨石爆炸后产生的碎片造成了大量建筑损毁以及上千人受伤。

物种进化的“催化剂”

体积过大的陨石造成灭世灾难,这其实不仅仅存在于人类的想象中,而是地球数亿年物种进化史上的真实事件。

在地球生命进化的历程中,曾经历了五次大灭绝事件。其中至少两次明确由巨大陨石撞击地球引发,还有一次也极可能与之相关。它们分别是4.45亿年前的奥陶纪冰川事件,3.7亿年前的泥盆纪大灭绝,以及6600万年前的白垩纪大灭绝。其中白垩纪大灭绝正是造成恐龙退出物种进化舞台的大事件。

当然,陨石带来的不光是毁灭,在物种进化史上,它往往也代表着“革新”,能够推动物种的进化。就以白垩纪大灭绝来说,要不是巨大陨石对恐龙造成的毁灭性打击,为地球的物种进化腾出生态位,哺乳动物也许至今都还躲在丛林的角落瑟瑟发抖,更轮不到咱们人类站在地球食物链顶端了。

不仅如此,有生物学家甚至认为地球生命的起源也与陨石有巨大关系。虽然这种观点到目前为止依然是地球生命起源众多假说中的一种,但它也足以说明,来自天外的陨石与地球生命演化的进程有着密切的关系。

陨铁真能造神器吗?

无论是东方传说还是西方神话,用“天外陨铁”锻造神兵的桥段屡见不鲜。古人为何如此推崇陨石?其实站在科学的角度来看,这事并没有那么神奇。坠入地球的陨石成分多样,除了铁之外,还含有少量的镍和钴。这两种金属具有高强度、高韧性、高耐腐蚀度的特性,在现代广泛用于特种合金钢冶炼,许多航空航天设备的关键部位都会用到它们所冶炼而成的合金钢。但是古人并不具备将镍和钴与铁冶炼成合金的技术,因此这些来自流星的“陨铁”自然就变成了无法批量生产、极其稀缺的“天材地宝”。

如今,我们早已可以冶炼出性能更加优秀的合金钢,这些陨石自然也褪去了神秘的面纱。

当新疆哈密博物馆的“银骆驼”铁陨石在展柜中静卧,当芝加哥菲尔德博物馆的威拉姆特陨石吸引游客惊叹,这些来自深空的信使仍在诉说着宇宙的故事。它们既是毁灭恐龙的天火,也是孕育生命的星尘。在每次流星划过的瞬息光亮中,我们见证的不仅是物质形态的转换,更是宇宙与地球亿万年的深情对话。正如天文学家卡尔·萨根所言:“我们由星尘所铸,而今仰望群星。”这或许就是陨石带给人类最深刻的启示。

来源:科普中国