流星和小行星是一回事吗?宇宙中有恒星类型的流星吗?
事实上,世界上每年都会发生壮观的流星雨天象。在辽阔而寂静的夜晚空,明亮而明快的线条不断交叉,带给我们惊喜的同时,也人为地赋予了某些美好的愿景。所以,在流星上许愿成了很多人看到流星时的必选,既美好又浪漫。那么,带来这一壮观景象的流星和我们常说的小行星是一回事吗?
我们先来看看流星。在宇宙空中,除了恒星、行星、绕行星运行的卫星和周期性绕恒星运行的彗星之外,还有相对稀薄的星际气体和由尘埃、岩石或冰组成的固体块。其中大部分,尤其是尘埃和固体块,在引力的作用下沿着一定的轨道绕恒星运行,小部分绕行星和卫星运行。大部分的尘埃和固体块都很小,即使在太外空的飞船上也无法直接观测到。
由于星际尘埃和固体块的质量和体积普遍较小,当有外部大质量天体经过时,会对这些微小物质的轨道产生非常明显的影响。比如,当星际尘埃接近地球,或者在地球运动时经过其轨道时,这部分物质就有很大几率被地球引力捕获,进入地球大气层。当尘埃和固体块的直径大于0.1cm时,会与大气中的气体分子产生明显的摩擦和碰撞作用。它们坠入地球时与地球表面的夹角越大,相对运动速度就越高,摩擦碰撞产生的能量也就越大。当与地球的相对速度大于10km/s时,大气分子会被强烈电离,在其运动路线上会形成明亮的光。我们可以看到地球上的一道亮光与周围的黑夜相连
根据流星的大小、速度和数量,它们在黑夜空中的发光效果也是不同的。相当一部分落入地球大气层的尘埃和固体块,由于质量很小,在地球上我们肉眼是看不到的,所以不会引起明显的发光。另外,在能看到的流星中,大部分都是单发的,在穿过大气层时完全汽化。当一个固体质量达到几百克,大角度下落时,它和大气之间的摩擦力会非常剧烈,这使得它们在地球上看起来非常明显。人们习惯称这种流星为火球。如果来自一个目标的星际尘埃和固体块的量特别大,那么就有一定的概率。我们在地球上看到很多流星,从黑夜中的一个点空辐射出来,这是比较罕见的流星雨现象。
让我们再来看看小行星。从概念上来说,小行星也是围绕恒星周期性旋转的恒星,但其质量与行星相比较小,但比星际尘埃和固体块大得多。从物体来源来看,流星的成分一方面是恒星、行星、卫星等大质量天体在恒星系统中聚集后留下的物质,另一方面是彗星接近恒星时高温分解的物质。小行星的起源也包括两个方面。一种是在一个恒星系统的行星形成过程中,当没有足够的物质聚合成质量更大的行星时,只能形成行星的“半成品”,分散漂浮在恒星系统的某个轨道上,比如太阳系的小行星带;另一方面,恒星形成后,在恒星风的作用下,一些星际物质逐渐被吹离远离恒星的轨道区域,逐渐形成以冰晶为主的小行星体,如太阳系中的柯伊伯带。
一般来说,小行星和其他恒星是独立存在的,它们有自己的轨道和相对固定的周期。当小行星在运行过程中由于引力扰动的影响而相互碰撞,从而改变原有轨道时。此时,如果小行星偏离轨道靠近地球,就会被地球引力拉得更近,其中一部分会坠入大气层。这个过程和流星的原理是一样的。在高速状态下,沿途的气体分子被电离,空中的自由电子与原子复合释放出一定的能量。我们那些没有完全燃烧的小行星落在地面上形成了陨石。所以,流星和小行星不是一回事。
至于宇宙中是否存在恒星类型的流星,按照我们对流星的定义,显然不存在这种“巨无霸”流星,因为恒星是不可能坠入地球大气层的。当然,如果我们放宽对流星的定义,只要它以一定的空区间高速运行,并且在其运行轨迹上留下明显痕迹的恒星就可以称为流星,那么我们就可以通过特殊的观测仪器发现这样一颗恒星的存在。
比如在一个恒星很多的球状星团里,在特定的时期会发现这种情况。球状星团中有成千上万甚至更多的恒星,恒星的分布密度比银河系中围绕太阳的要高很多倍,越是在核心,分布密度越高。在球状星团的中心,它具有强大的引力,维持着星团的整体稳定性。但当球状星团靠近另一个大质量天体时,比如星系的中心区域,星团两端会产生非常强的引力差,进而形成潮汐力,将整个星团挤压在两侧,星团外围的一些恒星可能会被“挤出”。
这些被“挤出”的恒星运动速度很高,当它们经过致密的星际气体和尘埃区时,会与这些物质产生强烈的摩擦和碰撞。一些物质被恒星吸入其中,在恒星高速通过时,运动路线边缘的星际物质会被迅速抬升,从而在紫外波段图像中形成非常宽且明显的运动痕迹。因此,我们可以把这种被球状星云“挤出来”的恒星估算为一颗巨大的“流星”。