天上有一把免费的尺子,你手上也有一把。学会用它们,你就能自己判断刚才看到的是什么。
今天的 NASA 天文每日一图不是静态照片,而是一段每秒 24 帧的视频。
视频很短。画面里是 2026 年 8 月 12 日的太阳,被月亮咬掉了一块,低低地挂在西班牙的天边。然后有个东西横着划过日面,然后不见了。
拍摄者是 Juan Pablo Castañeda,地点在西班牙北纬 40°34′30.3″、西经 1°12′28.8″——特鲁埃尔省的一片高原上,特鲁埃尔城以北不远。时间是当地 20:28。每秒 24 帧。
那天正是英仙座流星雨的极大期。
于是问题来了:这是一颗流星吗?
NASA 页面上的文字用了一个很少见的开头词:Whatdunit——“这是什么干的?”接着一句:让我们把证据摆出来。
我很喜欢这篇 APOD,因为它没有直接给答案,而是把破案过程写给你看。下面我们就跟着走一遍,因为这套方法你今晚抬头的时候就能用上。
证据一:天上有一把免费的尺子
先说一个可能会让你意外的事实:太阳和月亮在天上看起来差不多一样大,都是大约半度。
具体一点。太阳的直径约 139 万公里,地球到太阳的距离在一年里从 1.471 亿公里变到 1.521 亿公里,算下来太阳的角直径在 31.45 角分到 32.52 角分之间摆动。月亮直径 3,475 公里,距离在 35.65 万到 40.67 万公里之间,角直径从 29.37 角分摆到 33.51 角分。
一度有 60 角分,所以两个都是“半度上下”。顺带一句:月亮的摆幅比太阳大得多——这正是为什么有时候月亮盖得住太阳(日全食),有时候盖不住(日环食)。
现在把这把尺子搬到你手上。伸直手臂,钱德拉 X 射线天文台的教育页面给出了两个基准:小指的宽度约 1 度,一个拳头约 10 度。 天文教育材料还补了两档:并排三根手指约 5 度,拇指和小指张成大 V 约 20 度(有的机构给 25 度——因为每个人的手不一样大)。关键是手臂一定要伸直。
伸直手臂,抬起小指。太阳只有你小指的一半宽。
美国流星协会给出了几组用星星校准的标尺,比手更准:北斗七星的指极二星相距 5 度,双子座的北河二和北河三相距 5 度,猎户座的腰带三星横跨 3 度,北斗斗口的开口 10 度。这些数字背下来,你就随时带着一把尺子。
证据二:这道亮线太短了
APOD 说,那个东西在天上划过的角度小于半度——比太阳自己还窄。
真正的流星有多长?流星发光的那一段,实际飞行距离是“几公里到几十公里”。流星大多在一百公里左右的高空燃烧,我们把实际长度换算成角度看看:
- 3 公里长 → 1.7 度
- 5 公里 → 2.9 度
- 10 公里 → 5.7 度
- 20 公里 → 11.4 度
也就是说,一颗典型的流星在天上要划过好几度——差不多是三根手指的宽度,亮的能扫过一个拳头。美国流星协会给观测者的提醒从反面证实了这一点:新手总是高估流星的路径长度,“如果你经常记录到超过 10 度的路径,说明你估过头了”。
所以真流星的量级是“几度”,而这个东西不到半度。它短了一个数量级。
第一条硬证据成立。但短不等于不是流星——近地平线、离辐射点近的流星本来就短。所以还得往下查。
证据三:它一离开太阳就熄灭了——这是全案的钥匙
APOD 的第二条证据是一句很轻的话,但它是整篇文章里最重的一句:它的亮度并没有延伸到太阳之外多远。可是一颗在天上燃烧的流星,并不需要阳光才能被看见。
停在这里想一想。这句话是什么意思?
流星是自己点着的。 它冲进大气,表面被加热到大约 2200 K 开始发光,通常发生在 80 到 90 公里的高空;发出来的光,是被剥离出来的金属蒸气原子在碰撞中被激发、又辐射退激发出的谱线,主要是铁。换句话说,流星的光来自它自己的动能。太阳在天上的哪个位置,跟它一点关系都没有。 它在夜空任何角落都一样亮。
凝结尾是借光的。 飞机发动机吐出又热又湿的废气,和外面又冷又干的空气混合。如果混合的过程中“擦到了水饱和这条线”,水汽就会在废气里的碳黑微粒上凝成水滴,再冻成冰晶——这条“擦到就成云”的判据,在大气科学里叫 Schmidt–Appleman 判据。这些冰晶自己不发光,只能反射和散射阳光。
而冰晶散射阳光有个很强的偏好:绝大部分光被朝前散射。 论文给出的不对称参数约 0.8,意思是光基本是“顺着原方向继续走”。这就带来一个后果:一条又薄又新的凝结尾,只在离太阳方向几度以内才会亮得刺眼;一旦离开太阳附近,它立刻变成天上一条几乎看不见的淡痕。而且太阳越低,前向散射越占主导,尾迹越显亮。
于是那句轻描淡写的观察变成了判决书:
流星是自己点着的,飞机只是被太阳照着的。所以一条“离开太阳就熄灭”的亮线,不是在发光,是在借光。
证据四:太阳只有 6 度高,所以那架飞机不可能在头顶
这一条 APOD 没有明说,但它藏在“cross-referencing the location, time, and point in the sky”这句里——查数据库要查的,不只是“什么时候、在哪里”,还有“天上的哪个方向”。这三个字是全案含金量最高的地方。
那天 20:28,西班牙用的是夏令时(比世界时快两小时),所以是世界时 18:28,北京时间 8 月 13 日 02:28。西班牙国家地理院的官方页面说,全国的食甚集中在 20:28 到 20:32 之间,太阳高度从帕尔马的约 2 度到拉科鲁尼亚的约 12 度,并特地提醒观测者要找“向西视野开阔的地方”。按拍摄点的经纬度算,那一刻太阳高度约 6.2 度,方位约 284 度——西北西,几乎贴着地平线。
现在做一道几何题。凡是叠在日面上的东西,它的仰角就必须也是 6.2 度。 一架在一万米上下巡航的客机,如果出现在日面上,它离你有多远?
- 10 公里高 → 斜距 92.6 公里
- 11 公里高 → 斜距 101.9 公里
- 12 公里高 → 斜距 111.1 公里
它在一百公里外。 不在头顶,而是在西北西方向、一百公里开外的天上。查飞行数据库的时候,如果只查“我头上有谁”,什么也查不到。
顺着这个距离往下算,几个数字忽然都对上了:
在 105 公里处,一架波音 777 的翼展 64.8 米,张角只有 2.1 角分——太阳直径的十五分之一。一个点,不是一条线。而“不到半度”的那条亮线,在 105 公里处对应的实物长度是 916 米;同一距离上,太阳自己宽 977 米。
那道“流星”,其实是一段不到一公里长、刚刚生出来的冰云。 和太阳几乎一样宽。

证据五:每秒 24 帧,就是一台测速仪
最后一条,也是最漂亮的一条:为什么 APOD 特地告诉你“24 frames per second”?
因为帧率就是时间刻度。知道每帧间隔 1/24 秒,你就能把“移动了多少像素”变成“每秒多少度”。
英仙座流星的速度是每秒 59 公里。在 105 公里外,它的角速度是每秒 32 度。这意味着单独一帧的时间里,它就要划过 1.34 度——大约两个半太阳的宽度。 所以 24 帧视频里的流星只能出现在一两帧,而且每一帧都是一条长长的拖影。
而一架每秒 230 米的巡航客机,在 105 公里外的角速度是每秒 0.126 度。一帧里它只挪动 19 角秒,是太阳直径的百分之一。它必须连续爬几百帧,才能穿过日面。
两者差 250 倍。
国际流星组织的观测手册给了对应的定性判据:流星的持续时间通常不到一秒;离辐射点越远、地平高度越高,流星看起来越快。美国流星协会更具体:大多数流星只有 0.2 到 0.3 秒,快到“只看见一道闪,看不见移动的物体”。
这里还有一个反转值得一提:那天英仙座的辐射点在东北方,而太阳在西北西、只有 6 度高。如果它真是英仙座流星,它离辐射点很远——按一般规律,它应该属于“最快最长”的那一类,而不是最短最慢的那一类。
证据到此齐了。位置、时间、天上的方向,三样一起送进飞行数据库,凶手落网:一架飞机的凝结尾。
顺手带走一份田野手册
破了这一案,我们其实拿到了一套可以反复用的判据。天上被认错的东西比你想的多:
卫星:慢、亮度稳定、能划过好几分钟;只在日落后和日出前可见,因为那时它还在阳光里、地面已经黑了;飞进地球阴影就中途消失。有些卫星的太阳能板会反光,突然闪亮几秒。
国际空间站:比金星还亮,几分钟横穿天空;关键判据是它不闪(偶尔会整体变亮一下,但不会规律地一明一暗)。NASA 有个叫 Spot the Station 的官方网站,可以查它什么时候过你家。
再入的太空垃圾:ESA 说再入前速度约每小时 2.8 万公里,约在 120 公里高进入,加热段可持续到落地前十分钟——所以它看起来慢,还会分裂成好几块。
飞机:最干净的一条判据来自适航规章。美国联邦法规 14 CFR 25.1401 要求防撞灯的闪光频率不低于每分钟 40 次、不高于 100 次。所以——
会闪的是人造灯,不闪的是借来的太阳。
还有一类没法用物理判断的。NASA 自己讲过一个案例:密歇根湖上空多人报告火流星,查下来是某能量饮料公司的特技表演——一个人带着照明弹从飞机上跳了下来。
“只是一架飞机”,为什么是个好结局
读到“凶手是凝结尾”,你可能有点失落。别。
2013 年 2 月,一颗小行星在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸。当时几乎没有专业设备对着那片天,但俄罗斯人的车上全装着行车记录仪——为了防碰瓷买的那种廉价摄像头。科学家把这些视频、加上安保摄像头的画面,配合次声、地震和卫星传感器,反演出了整件事。
《自然》上的那篇论文给出直径约 19 米、能量 500 ± 100 千吨 TNT、质量约 1.1 万吨;同期《科学》上的论文给出直径 19.8 ± 4.6 米、能量 570 ± 150 千吨、进入大气前质量约 1.3 万吨。两组数字在各自的误差范围内相容。更惊人的是:他们还反演出了它撞上地球之前,绕太阳运行的轨道——半长轴 1.76 天文单位、偏心率 0.581、倾角 4.93 度。
一堆为了防碰瓷而买的行车记录仪,量出了一颗小行星的轨道。 素材不需要专业,只需要有时间戳、有位置、数量足够多。
再看一个更利落的。2021 年 2 月 28 日,一颗火流星划过英国上空。三套相机网络同时拍到了它,美国流星协会还收到一千多条公众报告。靠这些数据算出的落区,让人们在第二天上午就在一户民宅的车道上找到了陨石——总共五百多克,是一块碳质球粒陨石,“非常新鲜、未经风化”。它现在叫温奇科姆陨石。
这两件事和今天这段视频,用的是同一套方法。 唯一的区别是,这一次答案是“飞机”。而一个能得出“飞机”这个答案的方法,才是可信的方法——如果它每次都说“是流星”,那它什么都没证明。
资料:NASA 天文每日一图 2026 年 8 月 19 日页面、Ceplecha & Borovička 流星物理综述(Space Science Reviews)、国际流星组织 2026 年流星雨日历与目视观测方法手册、美国流星协会目视观测教程、钱德拉 X 射线天文台角尺度教育页、NASA GLOBE 与美国联邦航空局关于凝结尾的说明、Atmospheric Chemistry and Physics 关于 Schmidt–Appleman 判据与冰晶前向散射的论文、西班牙国家地理院 2026 年 8 月 12 日日全食官方页、美国联邦法规 14 CFR 25.1401、ESA 太空碎片再入说明、NASA Spot the Station、Brown et al.(Nature, 2013)与 Popova et al.(Science, 2013)关于车里雅宾斯克的论文、FRIPON 关于温奇科姆火流星与陨石回收的记述、NASA 2026 年 8 月观星指南、Stellarium 官方站、国家天文科学数据中心火流星上报系统