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絕美他拍如何形成?象限儀座流星雨的靚照,由宇航員為你奉上

由 天文線上 發表于 舞蹈2023-01-07
簡介自太空中俯瞰一份壯美,今日,邀你同賞象限儀座流星雨象限儀座流星雨於地球上方燃燒時的合成圖片(由數張單圖合成),由國際空間站攝於2020年1月4日

流星雨是什麼樣子的 真實照片

絕美他拍如何形成?象限儀座流星雨的靚照,由宇航員為你奉上

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

自太空中俯瞰一份壯美,今日,邀你同賞象限儀座流星雨

絕美他拍如何形成?象限儀座流星雨的靚照,由宇航員為你奉上

象限儀座流星雨於地球上方燃燒時的合成圖片(由數張單圖合成),由國際空間站攝於2020年1月4日。圖中,自北方可見北極光的青碧光芒。 圖片來源:NASA

今年一月初的象限儀座流星雨著實令人沮喪;儘管它確實產生了流星,但並沒有達到預期的速度(預期速度的絕對最大值為100/小時,然而對於大多數人來說,速度只達到該數值的一半)。筆者希望最終能看到相關論文來解釋緣由。

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但有些人可是完美地觀賞了流星雨。出乎意料,這人並非“仰望”流星於大氣層中燃燒,而是必須“俯視”流星。

國際空間站的宇航員、克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch),在象限儀座流星雨達到峰值的幾天後發了推特:

哇!快看左邊:你能看到一片小行星2003EH的尾跡,它們正以特超音速飛過我們的大氣層,離地面約有100km。而這時,空間站比它們還要高出320km。

第一次看到這照片時,我就開始了擔憂,但科赫的解釋很快令我放心下來:她明確指出,圖片是由數張照片合成而來。啊,這就說得通了!類似這樣的照片都曝光時間極其短暫,而通常拍到流星的機率又很低,更何況三個流星,這就是我懷疑警鐘驟然敲響的原因。

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儘管如此,我並不確定照片是如何合成的。本著打破砂鍋的精神,我去了地球宇航員攝影入口網站,這可是個絕妙網站,裡面有大量線上的宇航員攝影照。更妙之處在於,它們都可以被搜尋! 我們已知流星的高峰在1月4日,我便將檢索限定在這個日期(點選此處,接著點選``未分類影象搜尋‘’按鈕,然後輸入2020年1月4日作為開始日期和結束日期),接著便能快速查詢用於合成的系列照片。

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如果你這樣試著做的話,就會看到一座城市(我懷疑是加拿大艾伯塔省的埃德蒙頓,因為當時國際空間站正位於它的西南方),在許多鏡頭中照片中的位置都非常突出,隨著國際空間站在地球上空移動,它也移到了左下方(網站照片以時間倒序顯示)。 儘管照片很多,但不難發現其中有一對流星條紋:

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國際空間站觀測到的象限儀座流星雨,攝於2020年1月4日11:30:17,格林尼治平時。圖片來源:NASA

第二次鏡頭在初鏡的31秒後拍下;你能看到城市燈光業已遊移,雲層也有了些微變化,大約是因為國際空間站正以每秒八千米的速度略過該地區上空,視角便有所改變。我嘗試了移動圖片來讓它們重疊,但由於照片拍攝角度的不同而不奏效;當我移動圖片好使城市保持在同一位置時,另一處光點卻不能很好地對應上。

我懷疑合成照片的人剪下了流星尾跡,並將它們貼上在了不同的圖裡——我很確信,只要我在文件中翻個仔細,我能找到這張傑作。凡心所向,素履以往嘛。

這可就太酷了!如果照片是合成品,那也是真實的(我不介意合成的照片,一些騙子或內容搬運賬號也喜歡這樣抓取東西,並作為單張照片發出去,充其量只算嚴重誤導),且這圖片展示了令人驚歎的景色,即太空中的流星雨是何等光彩。

或許你會好奇,流星雨期間的空間站有多危險。答案是:這也沒那麼可怕。自然,風險是有的,但也很小。

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由宇航員羅恩·加蘭(Ron Garan)拍攝的英仙座流星雨,2001年攝於國際空間站甲板上。來源:NASA

回到2011年,我的朋友、宇航員羅恩·加蘭,自國際空間站上拍了一張英仙座流星雨的標誌性圖片。那時我也寫了有關它的文章(這是我為《發現》雜誌供稿前的事),我還嘗試用數學弄清楚其危險性如何。我得到的數字是,平均來說,國際空間站每8000年會被英仙流星雨擊中一次。即使加上所有的流星雨,空間站也不會在任一宇航員逗留期間被擊中。當然,日久年深之後,空間站將不可避免地遭受撞擊,但這時間跨度將長達幾世紀,所以我們大不必日日憂慮。

此外,國際空間站上也確有為小漏孔準備的緊急補丁。由於常見的流星雨流星體比沙粒都小,移動速度約略在40至80千米每秒,所以它只會留下一個極小的小孔,它穿過空間站的牆,就好像完全不存在那樣。只要它不撞到什麼特別重要的人或物,比如計算機,儲氣罐或宇航員,工作人員就有足夠的時間找到並修復漏孔。 空氣會非常緩慢地洩漏出去。

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結論就是,空間站相對於地球很小,且太空足夠大,空間站遭遇撞擊到的機率很小……但是,我們還在不斷向太空發射更多的硬體。過去這些年,至少有一兩顆衛星被擊中,最終它們失控甚至停工。我們朝太空中發射的越多,這種事就越容易發生,這也是工程師們需要注意的一點。

還有件事值得一提:從地表來看,我們看到流星似乎來自於天空中的一點,此處喚作輻射點,這是個透視效應。而從太空中看去,流星餘跡應當是平行的,但它們卻沒出現在圖片中!我再一次認為,這是由於太空站在環地球運動,但我並不能確定。此處的幾何學可有點棘手。如果你有什麼想法,歡迎在下方留言!我對此很好奇,想知道具有解釋國際空間站圖片相關經驗的人對此有何言談。

作者: Phil Plait

FY: 晨歌

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