流星雨從哪裡來？一起去「聽」流星雨吧

　　來源：科學大院

　　人們總是對流星雨充滿了浪漫的想像。想看到流星雨，一般要去遠離光污染的郊外，但是在城市生活的我們，年年都聽說有流星雨，但就是從來沒有見到過。

　　如果你缺少特意跑到郊外看流星的「追星」熱情，又想趁此機會浪漫一下，該怎麼辦？或許你可以閉上眼睛，用另外一種方式感知流星，聽流星的「聲音」。

（圖片來源：網路截圖）

　　流星雨從哪裡來

　　流星雨來自太陽系中某些彗星、小行星的碎片。這些星體運行在大橢圓軌道上，幾十年至上百年繞太陽一周，當它們接近太陽時，受到太陽風的作用會噴射出大量顆粒。這些顆粒直徑介於100微米至10米之間，密度、質量很低（0.1~0.5 g/cm^3），含有鈉、鋰、鐵、鎂、鋁、鈣等多種元素。在幾個世紀的時間內，這些顆粒在彗星或小行星的軌道附近形成一條廣闊的塵埃帶。

　　每當地球穿越這些塵埃帶時，彗星或小行星的碎片以18km/s的平均速度投射進地球大氣，流星雨就會降臨地球。由於地球軌道與塵埃帶之間的方位是固定的，因此在夜空上看來流星雨似乎是從同一個位置投射出來，流星雨的名字就用輻射中心處的星座命名。

圖1 地球在彗星留下的流星體帶中穿行而過

　　例如每年12月中旬，地球會從小行星Phaeton產生的碎片帶中穿行而過，在觀測條件好的情況下，以雙子座為中心，平均每小時能看到120顆流星，這就是雙子座流星雨。

　　那麼我們要如何才能聽到流星呢？這要從我們熟悉的收音機說起。

　　高層大氣電離 傳播電波信號

　　距地表60公里至幾千公里的高層大氣被太陽紫外線電離，稱為電離層。電離層能夠反射頻率低於30MHz的短波無線電波。電波在地面和電離層之間來回反射，可以傳播到上千公里之外。

　　常聽廣播的朋友可能會注意到，收音機可以接收到的廣播頻段分為兩種，一種是頻率比較低（3-30MHz）的AM調幅廣播，另一種為頻率較高（87.5-108MHz）的FM調頻廣播。AM調幅廣播就是利用電離層反射的方式傳播的。條件好的情況下，來自大洋彼岸的AM廣播都能被接收到。一般來講，電離層只能反射低頻的無線電波。頻率較高的FM調頻廣播不會受電離層反射，在大氣層中只能沿直線傳播。由於廣播信號受地平線阻擋，傳播距離會大大縮短。正因為如此，收音機通常只能接收到同城幾十公里以內的FM廣播信號。

圖2 電離層反射無線電波

　　流星「轉播」聲音的原理與電離層傳播AM廣播信號的原理類似。當流星雨來臨時，大量的流星體在電離層底部與大氣作用，燒蝕殆盡，留下一道道被電離的軌跡。這些軌跡可能有幾十公里長，位於距離地面80~120公里的高度上，稱為流星余跡。流星余跡增大了低層電離層的電子、離子密度。在一些情況下，流星余跡會像電離層對AM無線電波的作用一樣，反射高頻率的FM無線電波。這樣我們就能突然聽到由流星帶來的遠方電台的聲音。

圖3 流星產生余跡（圖來自網路）

　　一起去「聽」流星雨 

　　怎樣收聽流星「轉播」的FM廣播呢？首先我們需要找到一個目標電台。由於流星余跡的高度在100公里左右，它能夠「轉播」的電台與收聽者的距離需要在1000至2000公里之間。我們可以拿出中國地圖，在距離本地1000至2000公里之間找一個大城市，上網查詢一下這個城市熱門的廣播電台頻率。電台功率越大，收聽到的幾率也就越大。選擇一個跟本地電台頻率不衝突的電台，把收音機調到這個頻率上。

　　如果你足夠幸運，當一顆流星幸運地出現在收聽者和電台的正中間時（距離我們500至1000公里處），收音機里的「嘶嘶」聲會突然變為電台節目的聲音。由於流星尾跡在幾秒的時間內快速消散，信號就會消失，收音機里很快會又會變回無信號的狀態。如果這顆幸運流星遲遲不出現，我們還可以試試其它方向的電台，碰碰運氣。

　　為我們「轉播」節目的流星一般離我們很遠，位於地平線附近，因此是看不到的，只能通過這種方法聽到它們的「聲音」。這一現象稱為流星突發通信。它可使半徑2000 km 以內的兩個點之間短暫達到通信條件，而不需要中繼器的幫助。實際上，更多情況下流星雨對電波通信的影響是負面的。流星尾跡的等離子體可能引起不規則反射和漫反射，改變電波傳播的路徑、分散電波的強度，降低通訊質量。例如在1966 年超大規模的獅子座流星雨來臨時，流星尾跡造成電離層電子密度上升了100倍，電波傳播被嚴重破壞。

　　比較精確的流星雨預報一般參考國際流星組織（IMO）的年度流星雨日曆，每年6-8月以及10-12月均有較大的流星雨出現。

　　下次流星雨來臨時，雖然在城市中難以一睹流星的真容，但可以打開收音機，試試收聽流星的「聲音」，想想也是非常浪漫呢~

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！