流星留下的美丽、持久的空中列车比我们想象的更频繁地出现

我们对这种美丽的现象仍然只有部分了解，但现在有一些关于如何发现它的提示。

大多数流星列车持续数十秒。 “持久列车”可持续长达一个小时。  

图片来源：Cordonnier 等人，2024，JGR 空间物理 

明亮的流星有时会带来两种效应，分别称为尾迹和火车。小径很好理解，但火车却是另一回事。大多数火车会在几秒钟内消失，但少数火车可以持续长达一个小时。摄影技术的进步使科学家能够更深入地研究这种现象，证明持续的彗星比以前想象的要普遍得多，并且通常与一个彗星家族留下的碎片有关。 

一颗明亮的流星即使是最有经验的观星者也能振奋精神。我们建议北半球居民抓住机会目睹英仙座流星雨，如果可以的话，目前英仙座流星雨正在显着提高流星发生率。

流星之所以如此令人兴奋，不仅在于它总是让人措手不及的强烈闪光，还在于它的亮度、速度和颜色的变化。明亮的流星有时还具有在最初的闪光消失后仍留在天空中的火车的附加特征。国际天文学联合会将流星定义为“流星经过后沿流星轨迹留下的光或电离。 ”

大多数火车最多持续几十秒。然而，持久列车可持续长达一个小时。

就像罕见的流星声音一样，科学家们很难解释持续存在的列车，但人们认为这与流星中的铁与臭氧结合产生氧化铁和氧气有关。陨石中的其他金属可能也发挥了作用。显然，在流星经过之后，反应的能量仍能维持光很长一段时间。

第一次对流星列车的科学研究是在一个多世纪前进行的，但在 1999 年至 2002 年的狮子座流星雨之后，人们对持久列车的兴趣猛增。即使在这些令人惊叹的事件中，一些火车的持续存在（据报道比平时更常见）还是引起了人们的好奇。

天文学家已经建立了宽视场相机来尝试追踪潜在陨石到着陆点的轨迹，并取得了相当大的成功。新墨西哥大学博士生 Logan Cordonnier 及其同事在他的家乡以宽场持久列车相机的形式部署了类似的技术。这些数据与全球流星网络数据库中的记录进行了检查，该数据库提供了有关明亮事件的信息，有时揭示了太空尘埃的来源和成分，以及列车的高度。

在近两年的时间里，双方共捕获了 4,726 颗流星，其中 636 颗流星产生了火车。 19年从一颗流星上看到的持续流星现象比较罕见，但比之前想象的要常见得多。分析显示，速度较慢的流星比速度较快的流星更有可能产生持续的列车，这与之前的研究相矛盾。作者将此归因于这样一个事实：速度较慢的流星更有可能在足够低的高度生存，到达距地球表面 93 公里（58 英里）以下的高度（他们计算出的分界点），而速度较快的流星首先解体。

更令人惊讶的是，持续存在的流星串在较暗的流星中很常见，尽管来自较亮流星的流星串确实持续时间更长。在该团队观察到的所有流星雨中，鲜为人知的仙女座流星雨产生的列车比例最高。仙女座流星雨发生在 11 月下旬，很少引起人们的注意，因为它们的流星非常罕见，而且通常很微弱且缓慢，尽管在 19 世纪末的某些年份出现了令人印象深刻的数量，并且 2021 年标志着部分恢复。

所有流星雨（除了其中之一）都是由彗星碎片引起的。仙女座流星雨来自前彗星 3D/Biela。与其他产生大量流星雨的源头一样，这是一颗木星家族彗星，这意味着它的轨道不到 20 年，因此经常受到木星引力的影响。

为什么木星家族彗星会产生更多的火车仍然未知，但这对于天文火车观测者来说是一个很好的提示。作者还怀疑最近分裂的彗星流星更有可能拥有持久的轨迹。

火车从最初的余辉开始，其颜色揭示了在穿过大气层时从陨石中分离出来的金属的存在，并被加热直至发光。当这些元素冷却时，它们与大气中的电子重组，产生重组相。 

这两个过程都很好理解，但最多持续几十秒。第三阶段比较罕见，但更令人费解。

这项新研究的作者承认，之前的理论是基于对狮子座流星雨的观测。由于这些是我们遇到的一些最快的流星，因此对于该样本来说，这种解释可能是准确的，但它们与此处看到的较慢的例子不一致。

火车受到高层大气风的影响，在适当的情况下可以变成螺旋状甚至结状。

持久的列车可以提供一种探测臭氧层大气化学的方法。 Cordonnier 告诉《科学新闻》 这个区域令人沮丧：“对于气象气球来说，它的大气层太高，而卫星又太低，无法进行直接测量。这是一个很难探测的区域。 ” 观看流星列车可能就是答案。

相比之下，痕迹是日落后不久或日出前流星燃烧并被散射的阳光照亮时留下的烟雾。

该研究已在《地球物理研究杂志 - 空间物理学》上开放获取。