一张照片装下了一整夜的天空,和 1706 条光痕。要把它们分类,靠的不是它们出现在哪里,而是它们指回哪里。

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图片:NASA 天文每日一图(APOD)· Image Credit & Copyright: Jakub Koukal (Valašské Meziříčí Observatory) · 当日页面 https://apod.nasa.gov/apod/ap260822.html

今天是 8 月 22 日,星期六。今年英仙座流星雨的极大已经过去 9 天了。

NASA 天文每日一图今天放上来的,正是那一夜——8 月 12 日到 13 日的夜晚。照片来自捷克的瓦拉什斯凯梅济日奇天文台(Hvězdárna Valašské Meziříčí),四台专门盯着流星的相机整夜不眠,拍下的画面被对齐、叠加,压成了这一张全天空、全夜晚的图。那一夜,它们数出了 1706 颗流星。

一张照片里的一整夜

按 APOD 的说明,画面里绝大多数光痕都属于英仙座流星雨——那一夜恰好是 2026 年英仙座流星雨活动最强的时候,数量压倒性地多,多到一眼就能认出来。而它们全都指向同一个地方:画面右上方的一个点。那个点落在英仙座里,这场流星雨的名字就是从那儿来的。

但照片里还有别的东西。有一批光痕是斜着穿过英仙座那些流星的,它们指回的方向不在英仙座,而在天鹅座——那是另一场流星雨,叫天鹅座 κ 流星雨。再往下,靠近宝瓶座、正对着太阳背面的那一大片天区,也能认出一点微弱的痕迹。

一张照片,三个来源。问题是:凭什么分得出来?

辐射点不是天上的一个地方

这是整件事里最漂亮的一步,也是所有肉眼天文里最值得讲给孩子听的一个道理。

英仙座流星雨的那些沙粒,并不是从英仙座那个点向四面八方飞散出来的。它们的路径几乎是平行的——一大群碎屑排着队,朝同一个方向、以差不多的速度飞。是地球正迎面撞进这条队列里,你抬头看到的,是一群平行线在天穹上的投影。

平行线在投影里会怎么样?会汇向一点。铁轨在远处并成一点,云缝里的太阳光看着像从云后散射出来的扇面——维基百科的辐射点条目就用了后面这个类比:这个几何效应和曙暮光条纹完全相同,本来平行的阳光看起来在张开。下雪的时候坐在开动的车里,透过前窗看出去,雪花也像是从正前方某一点朝你飞出来的。雪花当然不是从那一点冒出来的,那只是你正在冲过去的方向。

所以:辐射点不是流星飞出来的地方,而是它们飞来的方向;你看见的是一群平行飞行的沙粒,被透视挤成了一个点。

明白了这一句,照片就解锁了。分类的依据从来不是流星出现在天上哪个位置——1706 条光痕铺满了整个天空,哪儿都有。依据是它们指回哪里。把每一条光痕往后延长,延长线交在英仙座那个点上的,是英仙座流星;交在天鹅座的,是另一群;哪儿都交不上的,就是偶发流星。四台相机拍下来的不是一堆漂亮的划痕,而是 1706 条可以做几何反演的直线。

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顺带一个能自己验证的细节:辐射点会走。地球每天在轨道上前进大约 1 度,迎面撞进流星群的角度也就跟着每天挪 1 度左右。所以到了 8 月下旬,这场雨的辐射点已经从英仙座漂出去了——按国际流星组织周报给出的位置,8 月 22 日到 28 日这一周,英仙座流星雨的辐射点在赤经 4 时 04 分、赤纬 +58 度,落在鹿豹座南部。名字还叫英仙座流星雨,辐射点却已经不在英仙座了。

快和慢,其实是同一件事

既然辐射点是“来向”,那么同一个来向还决定了另一件事:速度。

英仙座流星的地心速度是每秒 59 公里,这个数字来自国际流星组织 2026 年流星雨历。为什么这么快?因为它们的母彗星走的是一条逆行轨道。喷气推进实验室小天体数据库给出斯威夫特—塔特尔彗星的轨道倾角是 113.45 度——超过 90 度,意味着它绕太阳的方向和地球相反。两个反向运动的东西相遇,速度是相加的。地球公转每秒 29.8 公里,迎头撞上一群逆行的碎屑,就撞出了每秒 59 公里。按《不列颠百科全书》的说法,流星体相对地球的速度最高可达每秒 72 公里,那已经是正面对撞的物理上限。英仙座流星雨离这个上限不远。

每秒 59 公里是多快?北京到上海大约 1200 公里,这个速度 20 秒就到了。

再看那些斜着穿过去的天鹅座 κ 流星:每秒 23 公里。不到英仙座流星的四成。它们的候选母体是小行星 2008 ED69,轨道倾角 36.3 度,是顺行的——地球不是迎头撞上它们,更像是在同一条路上追尾。同样质量的一颗沙粒,速度差 2.6 倍,动能就差 6.6 倍。

于是这两件看起来无关的事情——一颗流星在天上属于哪个辐射点,和它划过去有多快——其实是同一个答案的两面:这股碎屑相对地球往哪个方向走、走多快。国际流星组织的历书说得很实际:天鹅座 κ 流星雨的辐射点结构复杂,一直延伸到天龙座和天琴座,所以要认它,得同时用上孤立的辐射点位置和那个偏低的速度。照片里那些斜线,就是这两条判据一起工作的样子。

那颗 133 年才回来一次的彗星

英仙座流星雨的碎屑,来自 109P/斯威夫特—塔特尔彗星。

这颗彗星是 1862 年被发现的,发现者是刘易斯·斯威夫特和霍勒斯·塔特尔,两人各自独立看到了它。三年后的 1865 年,意大利天文学家斯基亚帕雷利指出,每年 8 月的那场流星雨就是它留下的——这是人类第一次把一场流星雨和一颗具体的彗星绑在一起。到今年,发现它已经 164 年了。

喷气推进实验室的轨道解算给出的数字很有画面感:轨道周期 133.3 年,近日点 0.96 天文单位(比地球轨道还稍微靠内一点),远日点 51.22 天文单位——比海王星到太阳的距离还远出约七成。它一头扎到太阳身边,再甩到柯伊伯带的外缘,一个来回 133 年。上一次过近日点是 1992 年 12 月 12 日,距今 33 年多;NASA 的 109P 专页写的是下一次要等到 2125 年。

这里要多说两句,因为数字本身就在打架。同一个 NASA 网站上,流星雨科普页写的是这颗彗星“每 135 年”回到太阳身边一次,而 NASA 自己的 109P 专页和喷气推进实验室的数据库都是 133 年。以喷气推进实验室的轨道解算(133.3 年,基于 1737 至 1995 年间 652 次观测)为准更硬。

而下一次回归的年份,也有同样的分歧:NASA 的 109P 专页写 2125 年,但拿喷气推进实验室自己的周期去推——1992 年底过近日点,加上 133.3 年——落点在 2126 年上半年,多数天文资料给的也是 2126 年。这一年之差没什么要紧,可它恰好说明了一件事:**你在网上看到的每一个天文数字,背后都有一次具体的计算,而计算是可以被追到底的。**喷气推进实验室的小天体数据库对任何人开放,输入 109P 就能看到那 652 次观测、那条轨道,以及它是什么时候被算出来的。

它的彗核直径约 26 公里。NASA 的说法是,这比人们认为撞出恐龙灭绝的那个天体还要大一倍以上。不必因此紧张——这颗彗星的下一次回归在下个世纪初,它的轨道被算得很清楚,写在公开数据库里,任何人都能查。

真正每年都在发生的,是另一件事。彗星一次次经过近日点,被太阳烤出来的尘埃和沙粒并没有跟着它跑掉,而是沿着它的整条轨道摊开,形成一个套在轨道上的、极其稀薄的环。地球的轨道和这个环交叉。于是每年 8 月中旬的同一时间,地球都会开进那片碎屑里——不是彗星来了,是我们每年准时地路过它掉的东西。

斜着穿过去的那些

天鹅座 κ 流星雨值得单独说几句,因为它太少被写到。

按国际流星组织 2026 年历书的工作表:编号 012 KCG,活动期 8 月 3 日到 28 日,极大在 8 月 17 日(太阳黄经 144 度),辐射点赤经 288 度、赤纬 +55 度,速度每秒 23 公里,天顶每时出现率 3。英仙座流星雨那一栏写的是 100。也就是说,在照片里那些斜着穿过去的光痕,本来是三十几分之一的少数派——只有把整夜、全天空都拍下来,它们才凑得出足够多的样本,让人认出那个第二个辐射点。

(关于它的极大日期,国际流星组织的年度历书和它自己的每周活动展望不太一致,周报里出现过 8 月 14 日、16 日、17 日三种说法。年度历书给的是 8 月 17 日、太阳黄经 144 度,这是更硬的那个来源。)

它的母体是个好故事。2008 年,詹尼斯肯斯和沃拜永在《天文学报》(第 136 卷第 725 页)上指出,小行星 2008 ED69 的轨道正好能解释天鹅座 κ 流星雨。这颗小天体绝对星等 16.7 ± 0.3,轨道倾角 36.3 度。他们的结论是:大约在公元前 4000 年到公元前 1600 年之间,有一个母体碎裂了,碎屑成了今天的流星群,2008 ED69 是留下来的一块。

论文里还有一句让人愣一下的话:碎裂产生的大部分尘埃,如今运行在靠近金星轨道的地方——所以天鹅座 κ 流星雨在金星上,是一场相当可观的流星雨。地球上一小时不到一颗的东西,在另一颗行星的天空里正下得很热闹。

另外,国际流星组织的历书提到,这场雨在 2007、2014、2021 年出现过活动增强,看着像 7 年一个周期;照这个规律,2026 年不预期有增强。

对着太阳的背面

APOD 说明里最后那句提到的“对日方向”(antihelion complex),是这张照片里最不像“流星雨”的东西——因为它确实不是一场流星雨。

它没有母彗星,没有名字取自哪个星座的辐射点,甚至不能算一个流星群。它是一个方向:太阳的正对面。

国际流星组织的历书是这样定义它的:一片大致椭圆的天区,赤经方向约 30 度、赤纬方向约 15 度,中心位于黄道上、太阳对冲点以东约 12 度。它不是一场雨,而是一片天区,里面有若干时强时弱的微弱小流星群的辐射点。天顶每时出现率 4,速度每秒 30 公里。

它在天上一年走一圈,因为它跟着太阳走。历书描述了它的路线:4 月从室女座东南部经过天秤座,5 月穿过天蝎座北部到蛇夫座南部,6 月大部分时间在人马座,7 月则从人马座东部经摩羯座北部进入宝瓶座西南。

到 8 月下旬,太阳在狮子座。太阳的正对面,就是宝瓶座。这就是 APOD 那句“宝瓶座附近、天上与太阳相对的一片区域”的全部意思——它不需要任何额外的天文知识,只需要你知道太阳这个月在哪儿。国际流星组织周报给出的具体位置是:8 月 15 日到 21 日那一周,对日辐射点在赤经 22 时 24 分、赤纬 −8 度,位于宝瓶座西部,在 4 等星宝瓶座 θ 的东南方 1 度;到 8 月 22 日到 28 日这一周,移到赤经 342 度、赤纬 −6 度。

方向对了,观测时间也就跟着定了。太阳的正对面在天上最高的时刻,就是当地的午夜——因为那一刻你正好背对太阳,站在地球的夜面正中。历书说这片天区的中心比对冲点再往东 12 度,赤经上 12 度等于 48 分钟,所以严格说,它在当地午夜之后大约三刻钟才最高。

最后是这件事里最让人回味的一层。罗伯特·伦斯福德在《流星及其观测方法》(Springer,2009)里指出,对日方向并不孤单:它有一个对称的孪生兄弟,叫“向日方向”(Helion),活跃程度和它一样;只是那个方向朝着太阳,所以永远淹没在白天里,肉眼永远看不到。地球在自己的轨道上,一边迎面、一边背面各扫起一堆碎屑,而我们只看得见背对太阳那一半。

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四台相机,和一张能算出轨道的照片

再说回拍下这张照片的地方。

瓦拉什斯凯梅济日奇天文台在捷克东部。按中欧流星网(CEMeNt)官网的台站清单,它是网内配置最完整的一站:四套广角巡天系统,加五台高分辨率光谱仪。APOD 说的“四台专门监测流星的相机”,就是这四套广角系统。

中欧流星网本身成立于 2010 年,创办者是斯洛伐克的罗曼·皮夫尔和捷克的雅库布·库卡尔——后面这个名字,就是今天这张照片的署名者。今天的官网清单显示,这个网现在有 18 个台站,捷克 13 个、斯洛伐克 5 个,相机总数超过 40 台。

为什么要这么多台站?因为一台相机只能告诉你流星在天上划过的那条线,而两台不同位置的相机同时拍到同一颗流星,两条视线在空中交于一处,那颗沙粒真正的三维路径就出来了——多高进入大气、往哪个方向、多快、在哪里烧完。有了三维路径和速度,就能把它的日心轨道反推出来,进而判断它属于哪个流星群、来自哪颗彗星。

这一步的成本很诚实。网络自己发表的 2016 年综述(发在国际流星组织会刊 WGN 上)给出的数字是:2010 到 2015 年间,全网探测到 147368 颗流星,其中 26207 颗被不止一个台站看到,因而可以算出大气轨迹和轨道。也就是说,只有不到五分之一的流星拿到了自己的轨道。剩下四分之三以上,永远只是一条漂亮的划痕。

这些轨道最后汇到一个叫 EDMOND 的公开数据库里(欧洲视频流星网数据库,由中欧流星网维护)。最新的 6.01 版发布于 2025 年 5 月,收录了 628271 条经过精算的流星轨道,时间跨度 2001 到 2024 年,任何人都可以按年份免费下载。今天照片上的每一条光痕,命运都是变成这样一行数字。

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中国这边的那张网

同样的活儿,中国也在干,而且干得很具体。

2024 年 1 月 29 日晚 19 点 40 分(北京时间),一颗明亮的火流星划过北京上空,在空中连续爆裂几次,碎成几片后消失。中国科学院大学天文与空间科学学院和中科院国家天文台联合建设的流星多站视频监测网抓到了它——四个站点:国家天文台兴隆观测基地、武清观测站、长哨营满族乡中心小学、百花山国家级自然保护区,覆盖范围约 20 万平方公里,差不多是北京市面积的 12 倍。

四个站点。和捷克那台天文台的四台相机,是同一个数字,同一个道理。

博士生李镇业据此算出了它的路径:从北京东侧进入大气,在平谷区上空空爆,消失在顺义区;模拟给出的落点是昌平和顺义之间一条长条形的区域。1 月 31 日,一支搜寻队按这个结果进了山——按国科大新闻的说法,什么也没找到,后续搜寻同样一无所获。

这个结尾很重要。算得出轨迹,不等于捡得到石头。真实的科学工作大部分时候就是这样。

如果你自己看到过一颗火流星,中国有一个正规的地方可以上报。国家天文科学数据中心的火流星上报系统 2023 年 8 月 14 日上线,由该中心领衔开发,中科院国家天文台副研究员李广伟组织协调,太原理工大学智能光学成像实验室贾鹏团队开发,目标是建成一个公众参与平台和研究太阳系起源与演化的公共数据库。规则很朴素:必须是你本人观测到的,经纬度要精确到小数点后两位,可以上传 JPG、GIF 图片和 MP4 视频,一次最多 3 个文件、单个不超过 10 MB。平台在 2024 年底的一篇看点汇总里展示过实际收上来的数据,包括上海流星监测网的记录,以及去年 11 月狮子座流星雨期间 22 个观测站给出的天顶每时出现率——持续在 5 到 10 之间,最高到 13。

而中国人看流星的记录,比望远镜早得多。2026 年 8 月 10 日,中新社报道了“古文字与中华文明传承发展工程”首期成果《甲骨文摹本大系》中的一条:一片商代甲骨上刻着三个字——星、率、西。清华大学出土文献研究与保护中心的黄天树解释,甲骨是刀刻的,所以“星”字形偏方;“率”相当于今天的“皆”,表示成批;“西”在这里当动词用,指划过夜空之后朝西边坠落。三个字连起来,说的是流星像下雨一样成批坠落。距今三千多年。

(有海外媒体把它称作“人类最早的流星雨文字记录”。中新社的报道没有下这个论断,只说它是三千多年前记录流星雨的重要天文资料。这里按中新社的说法。)

这不是孤例,而是一条极长的链条的开头。杨氏等人 2005 年的论文《历史流星与流星雨记录分析:韩国、中国与日本》(提交国际天文学联合会,见 arXiv:astro-ph/0501216)统计过:截至 1911 年,中国留下了约 5700 条流星记录和 276 条流星雨记录;韩国 3861 条流星记录、31 条流星雨记录(公元前 57 年至 1910 年);日本 431 条和 13 条(636 至 1867 年)。把这些记录按一年中的日期摊开,英仙座流星雨自己就从统计里浮了出来——记录明显在一年的第 220 天前后堆积,正落在英仙座流星雨的活动期里。

一千多年前的人不知道有一颗叫斯威夫特—塔特尔的彗星,不知道什么是辐射点。但他们年年在同一个日子抬头,把看到的写下来。今天我们把这些记录排成一条曲线,那条曲线的峰,就落在 8 月中旬。


资料:NASA 天文每日一图 2026 年 8 月 22 日《Mostly Perseids》页面;国际流星组织《2026 年流星雨历》(IMO INFO(3-25));国际流星组织与美国流星学会每周流星活动展望(8 月 1—7 日、8—14 日、15—21 日、22—28 日);国际流星组织观测问答;喷气推进实验室小天体数据库 109P/Swift-Tuttle 轨道与物理参数;NASA 科学网站 109P/Swift-Tuttle 专页、流星与陨石事实页、流星雨页;《不列颠百科全书》meteor 条目;维基百科 Radiant (meteor shower)、Kappa Cygnids 条目;Jenniskens & Vaubaillon,《Minor Planet 2008 ED69 and the Kappa Cygnid Meteor Shower》,《天文学报》136 卷 725 页(2008);Robert Lunsford,《Meteors and How to Observe Them》(Springer,2009)第 2 章;中欧流星网(CEMeNt)官网台站页与《Central European MetEor NeTwork: Current status and future activities》(WGN,2016,载于瓦拉什斯凯梅济日奇天文台官网);EDMOND 欧洲视频流星网数据库 6.01 版说明;美国海军天文台月相计算数据;中国科学院大学新闻《国科大成功监测火流星轨迹并估算出可能落点》;国家天文科学数据中心火流星上报系统及其上线公告、2024 年 12 月看点汇总;中国新闻社 2026 年 8 月 10 日《古文字研究工程首期成果丰硕 甲骨文还原 3000 年前“流星雨”》;杨氏等《Analysis of Historical Meteor and Meteor Shower Records: Korea, China and Japan》(arXiv:astro-ph/0501216);新华社“星空有约”2026 年 8 月 10 日报道;捷克瓦拉什斯凯梅济日奇天文台官网。