【新唐人北京时间2025年05月18日讯】长久以来,流星雨何时造访地球,一直是天文学界难以预测的天文现象。近期,旨在探索宇宙中生命的起源非营利性组织SETI研究所发现,这种不确定性并非由行星随机引力造成,实际是受到运动的太阳系质心影响。
科学家发现,已知的500场流星雨中,有超过一半是由长周期彗星(LPC)引发,而它们是靠近地球轨道运行。另外,这些彗星不仅对地球构成潜在威胁,也可能危及太空船。目前,只有轨道周期少于4,000年,且有足够流星物质的长周期彗星,才能形成人们可观测的流星雨。
这些长周期彗星的轨道周期均超过200年,它们返回太阳系内时,其运行轨迹与上次存在显着不同。每当彗星靠近太阳时会散落出“流星体”(尘埃和碎屑),“流星体”沿着彗星轨道分布的松散粒子带形成“流星体流”,而这些粒子少部分会逸散,但大多会分布于彗星轨道范围内。
天文学家曾模拟长周期彗星及流星体流的轨迹,通常以太阳为中心进行预测,但结果不够准确。
这次,美国加州SETI研究所发现,长周期彗星(LPC)及其流星体流的动态演化的不确定性,主要源于移动太阳系质心的运动,而非行星随机引力造成的影响。该研究成果于4月20日发表《伊卡洛斯》(Icarus)线上期刊,并收录于詹尼斯肯斯的《地球流星雨图集》(Atlas of Earth’s Meteor Showers)中,此图书入围2025年美国出版商协会PROSE图书奖决选。
研究人员针对200多条长周期彗星留下来的流星体流,进行一套动态建模与年龄计算,以了解如何利用这些碎屑尾迹去追踪彗星本体。
过去天文学家普遍认为流星体轨道的分散,是行星引力造成。不过,该研究团队发现,太阳自身在围绕“太阳系质心”运动才是最关键的因素。该质心是太阳与所有行星共同质量的平衡点,不完全位于太阳本体内部,且基本所有行星都围绕着这个质心进行周期性旋转。
研究人员还注意到,随着太阳系质心运动“流星体流”会在地球轨道内外穿梭。当木星和土星回到轨道上的某个位置时,这些流星体流有很高概率会再次出现“流星雨”。
原因是他们发现,这种现象与木星与土星引力影响太阳绕质心运动有关。由于木星运行轨道为12年、土星运行轨道为30年,可能形成约60年(最小公倍数)的流星雨重复周期。
该研究人员表示,流星群中的流星体与太阳的相遇时间不同,使其受力不一,导致它们会随着时间的推移而出现蜿蜒分散的模样。这种随机性主要源于每颗流星体遇到太阳时,受到太阳在质心轨道上的位置和速度改变所致。
尽管行星的引力仍影响流星体的进动与轨道变化,但这次研究显示太阳绕质心的微小运动,是解释流星雨行为的关键因素。这项发现挑战了以太阳视为静止参考点的传统天文模型,也为预测流星雨的时间与强度提供了全新思路。
流星天文学家、SETI研究所和美国宇航局(NASA)艾姆斯研究中心的合著者彼得‧詹尼斯肯斯(Peter Jenniskens)对该研究所的新闻室表示,“1995年时我们对于流星雨的预测还处于起步阶段,许多人认为预测这些流星雨何时会在地球上出现,就像跟预测天气一样困难。”
他指出:“我们曾在西班牙观测到一次流星雨,见证‘午夜星星坠落’现象持续约40分钟,且几乎每分钟都有明亮流星划过夜空。此前,我们能够在计算机模型中证明,这些流星体会在地球轨道内外徘徊,并随着太阳在摆动,但主要原因却不明朗。”
该研究的主要作者、SETI研究所科学家史都华‧皮洛兹(Stuart Pilorz)则表示,“与传统观念相反,太阳系中所有物体并非绕太阳运行,是与行星共同绕太阳系共同质心运行(太阳系质心)。”
皮洛兹说,“通常我们建立数值模型是以太阳为中心,因为它是太阳系中质量最大的天体,可简化相对论方程。不过,长周期彗星大部分时间都远离太阳系,但仍受到太阳系质心影响,而它们每数百年靠近时,就会受木星和太阳引力作用。”
皮洛兹解释,“我们研究最重要发现,是我们注意到彗星靠近太阳时会因太阳的运动而加速或减速,导致流星体的扩散,就像我们的太空船利用行星引力改变速度一样。”皮洛兹还强调,“如果我们忽略太阳的运动,就无法解释彗星和流星体是如何随时间扩散。”
(转自大纪元/责任编辑:叶萍)