我如何找到一块陨石?

芝加哥上空的火球流星点燃了人们的热情和思维——以及科学报告
Michigan meteor
周一,一颗流星划过密歇根州上空,并被警用行车记录仪捕捉到 莫顿格罗夫警察局

周一清晨,一道巨大的闪光照亮了伊利诺伊州和威斯康星州的天空。它向东北方向划过,其亮度足以让纽约到明尼苏达州的人们都能看到,最终坠入密歇根湖。

你可能正在想象一块冒着热气的石头,在撞击到寒冷的五大湖表面时发出短暂的嘶嘶声。但你错了。“那是完全在好莱坞编造的,”美国流星学会的运营经理兼陨石猎人迈克·汉基说道。“当你第一次接触它时,它实际上是冰冷的。”他对此深有体会——他多年来一直在与AMS一起追踪陨石,并找到了许多陨石碎片。“每个人都写信说,他们知道自己找到了陨石,因为它很热,”他说。“不,肯定不是。”

诚然,当你看到天空中流星的闪光时,它确实是白热化的。但它并没有燃烧起来。流星和陨石(如果流星撞击地面,就称为陨石)发光是因为它们前面的空气被压缩并加热,进而加热了陨石本身。几乎所有固体材料在超过977度时都会发光。这被称为德雷珀点,以美国化学学会第一任会长(他在1847年发现了这一现象)的名字命名。白炽灯泡的工作原理与此相同:灯泡内的灯丝被加热到德雷珀点,并发出可见光。陨石的温度可以超过3000度,足以产生明亮的光芒。

所有这些强烈的热量都会汽化一部分流星。再加上大气摩擦,这块岩石会在数英里高空破碎。随着它的减速和解体,它进入了被称为“暗飞行”的阶段。流星碎片冷却并减速,被风带走——几乎无声无息地飞行。到陨石落地时,它已经达到环境温度。

周一的陨石是出乎意料的。流星雨会定期发生,因为地球的轨道穿过彗星尾巴的尘埃云。像这样的零星流星则来自小行星。我们每天的天空中都有很多流星,但大多数都落到世界的偏远地区,或者在白天落下,那时它们通常太暗而看不见。周日的这颗异常大且明亮——如果它没有落在密歇根湖,它很可能会成为每年为陨石猎人提供足够散落的陨石碎片的少数事件之一。它落在了离岸边很近的地方,但考虑到整个暗飞行过程和当时大约是凌晨1点的事实,并没有人看到陨石落入水中。我们之所以知道它落在了哪里,是因为AMS收集了足够的数据,可以在多普勒雷达上找到它。

正是汉基的想法,让AMS主办了一个公民科学网站来报告流星目击事件。他解释说,要追踪一颗流星,通常需要采访目击者或获取视频,或者两者兼有。这意味着你必须去人们家里,然后试图测量他们看到流星的角度,但这一切都相当不精确。取而代之的是,汉基认为,可以开发一款应用程序,让人们立即报告他们的目击事件。汉基的职业是一名软件开发人员——他纯粹出于对陨石的热爱而为AMS工作——因此他处于实现这一想法的理想位置。

Citizen science AMS map
AMS火球报告页面——你可以看到威斯康星州和密歇根州海岸附近报告密度很高,那里是陨石最亮的地方。Sara Chodosh 截图

这个系统奏效了。“我们可以获得非常精确的轨迹,”汉基说,当你知道这不是一群专门的公民科学家在报告发现,而是随机的人们时,这更令人印象深刻。“这是非自愿的公民科学,”汉基说,“当发生这种事件时,这是百年难遇的。对于99%的人来说,这是他们看到的第一颗火球。”

但他表示,“谷歌的美妙之处”在于,基本上每个人都会立刻上网搜索他们刚看到的东西的更多信息。“你无法不被它所吸引。这种事情真的会激发你的思维。”因此,汉基说,人们会输入诸如“我刚看到天空中有一个亮光”之类的内容,然后AMS网站就会出现。在主页上,有一个按钮写着“报告火球”。他们收到了昨晚那颗流星的222份报告,并利用这些报告绘制了轨迹。

根据该轨迹以及他们对流星坠落的确切时间的了解,他们可以查看NOAA和其他政府机构收集的多普勒雷达数据,并寻找一个“雷达云”。不是实际的云,而是由坠落的陨石碎片产生的雷达云。由于多普勒信息是在地面上方收集的,因此不能用于确定坠落的确切位置,但可以将其精度确定在1公里范围内。

Doppler scan of Chicago meteor
你知道他们怎么说:燃烧两倍亮度的火焰会被数百人看到,并永远记录在相机里。NASA/Marc Fries

有时,如果数据足够多,天文学家就能弄清楚流星来自太空的哪个地方。2013年撞击俄罗斯车里雅宾斯克的巨大陨石被如此多的相机捕捉到,以至于研究人员能够追溯并弄清楚陨石的原始轨道

整个系统基本上依赖于人们的惊奇感。事实上,整个AMS都是建立在惊奇感之上的。1911年,查尔斯·奥利维尔想收集流星和流星雨的观测数据,于是他创建了AMS,作为美国天文学会的一个分支。汉基说,过去人们会将他们的观测描述写成信件寄给AMS收集,这一传统一直延续至今。

很多人会寄来照片,以为自己找到了陨石。但大多数情况下,那只是一块沉重的黑石头。汉基说,真正的陨石需要练习才能找到。重而黑的刻板印象是对的。陨石中含有地球岩石所没有的金属,所以它们异常沉重,而且绝对是黑色的。“对于新坠落的陨石,它是如此的黑——比你见过的任何东西都要黑,”他说。由于下降过程,它们也呈空气动力学形状。尽管如此,许多希望在自家后院找到一小块太空碎片的人都感到失望。“这需要训练,需要接触很多真正的陨石。还要找到很多假的陨石。而且要心碎,”汉基说。“我打破了很多人的心。”

(GIF来自威斯康星大学麦迪逊分校空间科学与工程中心(SSEC)和大气与海洋科学系的录像资料)

 

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Sara Chodosh

撰稿人

Sara Chodosh 在《Popular Science》杂志工作了 5 年多,她从编辑助理一路晋升为科学副编辑。在此期间,她逐渐接管了已停刊的杂志的“图表”板块。她对图表的喜爱最终促使她成为《纽约时报》的图形编辑。


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