流星是否會產生聲音?科學家給出了肯定回復,答案很奇妙

2023-06-04     天文在線

原標題:流星是否會產生聲音?科學家給出了肯定回復,答案很奇妙

圖:何為怪事?2018年12月15日,艾瑪. 祖萊哈·祖爾基夫利(Emma Zulaiha Zulkifli)在馬來西亞的婆羅洲撒巴島上抓拍到一張令人驚嘆的照片。照片中,一顆流星掠過金星,劃向右下方。她寫到:「是的,流星確實在金星面前飛過。我只用Photoshop CC2018略微調整了亮度,並進行了降噪處理。」除此之外,一些人聲稱,他們曾聽到流星划過。這是真的嗎?

是否有可能聽到流星?

當我們看到流星時,常常覺得有趣且滿懷敬畏。那些短暫的光線時刻提醒我們,許多小型的甚至比冰顆粒還小的礦物天體(大多數流星比石子還小)進入地球大氣層。其中,大多數流星在抵達地表時便已經燃燒殆盡了。觀測到流星是一件有趣的事,但是,我們是否能夠聽到流星呢?

有時,一些人在觀賞完流星雨後表示,在流星還未進入大氣層時,他們能聽到流星的聲音。一些人則表示,當他們觀測到一些大型流星時,會聽到一段低沉的「嘶嘶」聲,就像烤培根時發出的嘶嘶聲。那麼,我們真的能聽到流星的聲音嗎?

天文學家認為,這是可能的。

圖:2013年,「EarthSky」臉書網友蘇珊.詹森在華盛頓州奧薩德拍攝到一顆方型的流星。

曾收聽到極低頻無線電波?

多年來,專業的天文學家們都將流星發聲這一概念當作科幻小說中的情節,從而幾乎忽略這一情況。是什麼原因呢?通常來說,流星會在地表60英里(100千米)以上燃燒殆盡。由於聲音的傳播速度比光速更慢,因此,我們一般難以在流星划過後的幾分鐘內聽到大型流星的隆隆聲。這個原理就像我們看到閃電之後才會聽到雷聲。

一顆流星在60英里的高空出現後,一般需要五分鐘左右,我們才會聽到轟鳴聲。這是一顆「聲波」流星。其產生的噪聲類似於超音速太空梭產生的轟鳴聲。

但是,有一些流星似乎會在我們肉眼觀測到的時候,便會產生聲音,也就是說,它們的聲音和光線是同步的。那麼,這可能嗎?天文學家給出了肯定的回覆。這便是天文學家所說的「電音流星」。

一般解釋如下,這些電音流星在飛行過程中,會產生近乎光速的極低頻無線電波,儘管你並不能聽到無線電波,但是,這些電波能引發地表上的其他實物的共鳴震動。無線電波產生了聲音,而我們的耳朵則將這一聲音當作是流星划過產生的嘶嘶聲。

嗡嗡聲?嘶嘶聲?噝噝聲?

2013年,Live Science雜誌報道了一篇關於人們聽到流星聲音的文章。公元817年,中國境內觀測到一場流星雨,並產生了流星的聲音。科林.凱伊是澳大利亞紐卡斯特大學的物理學家。在他1992年發表的一篇文章中寫道,當時許多觀測人員聽到了類似嗡嗡聲、噝噝聲或者嘶嘶聲。類似的事情也曾在1719年的英國出現過。

天文學家愛德蒙.哈雷表示:

在其文章中描述的一些偶然現象中,有很多只是純粹的幻想,例如聽到流星的嘶嘶聲,就像它近在咫尺似的。

將這些聽到流星聲音的現象解釋為因驚嚇形成的心理幻想的行為直接導致了對這一現象的研究推遲了近兩個世紀。

註:2017年,波塞迪流星雨在午夜達到巔峰,但是,這一盛況並沒有使克羅埃西亞 西伯利亞的Hrvoje Crnjak停止拍攝波塞迪直至2017年8月12日早晨。注意整個螢幕的亮度和顏色的變化以及螢幕底部的亮度變化。一團蒸發的碎片中似乎發出了響亮的爆裂聲。謝謝Hrvoje!

一顆1978年的流星改變了觀念

直到20世紀70年代以後,科學家才開始認真對待這些報告。當初,凱伊將他的觀測結果發布在《行星彗星流星雜誌》時,聲稱聽到流星聲音的人都被人當作瘋子一樣被解僱了,但是,1978年出現在新南威爾斯的一顆大型流星引發了近百篇的報道。凱伊對其中的36篇文章進行了分析。

極低頻無線電波能以光速傳播,因此,觀測者能夠同時看到並聽到流星。但是,那些電波需要其他實體物質作為變頻器並產生聲音。凱伊發現,像鋁箔、列印紙、針葉樹葉、細線、干髮絲以及金屬絲框架眼鏡等物體都能產生同種聲音。這一現象被稱為電音。

一位觀測者的敘述將這一推測拉入了現實:

1999年獅子座流星雨觀測時,我正在室外。我將我的頭貼近地面,聽到了嘶嘶的聲音。當時,我十分貼近草地和樹葉,並且帶了一副金絲框眼鏡。確實,流星的聲音與它的身影共同出現了。

蒙古上空的流星

1998年,一組科學家團隊在蒙古對獅子座流星雨進行了更深入的研究。

他們認真搜尋了觀測地點:

蒙古中心,無人區,沒有人或動物的夜間行動痕跡,沒有電線,沒有任何電信交流設備等。

白雪覆蓋的高原上溫度極低,僅有華氏零下17度(零下27攝氏度)。除了捕捉到兩顆亮流星的音頻,視覺觀測人員同樣聽到了流星產生的噪音。以下是相關的研究結果。

圖:獅子座流星雨期間記錄到的聲音。來源於地質研究雜誌。

在流星最亮值前聽到聲音

通常來說,你會在流星達到最亮值前聽到聲音。流星音頻位於37至44赫茲之間,而普通人能夠聽到的音頻區間位於20至20000之間,因此,流星音頻極低。當你打開車窗並以高速飛馳在高速路上,你或許曾聽到大約30赫茲的聲音。

如何提高聽到流星聲音的可能性?

這裡有一些建議:燙卷頭髮,戴上金絲眼鏡,躺在靠近干樹葉的塑料布上,並在其周圍放上鋁箔或列印紙。

並不僅僅只有流星產生低頻聲音,極光、地震以及大型火箭助推器再次進入大氣層時都會產生電音的聲音。

圖:藝術家描繪的1833年獅子座流星雨,這次流星雨也是歷史上最為壯觀的流星雨之一。

聽的比看得多?

1999年11月18日的獅子座流星雨期間,科學家對凱伊的假設開展了進一步研究。研究人員探測到了顯著的極低頻聲音,並且發現我們雖然無法用肉眼觀測到許多流星,但是卻能聽到它們。事實上,他們有50多次是僅僅聽到了流星的低頻聲音,卻沒有看到它們。來自美國航天局馬歇爾太空飛行中心的空間物理學家丹尼斯.加拉格爾(Dennis Gallagher)表示:「令人興奮的是,我們討論的現象實際上已經伴隨著人類存在了上千年。即使是現代人聽到這一聲音,都會覺得十分奇怪。凱伊開展這項研究並將他那個時代的人們的經驗理論化也僅僅是在25年前。這表明,大自然中仍然有大量的未解之謎需要我們去發現並理解。我們應該從此次流星聲音的發現之旅中有所反思學習,並進一步拓展我們的思路。」

有趣的小知識:當僅有塵埃大小的隕石塊在大氣層中燃燒殆盡時,我們將它們稱為流星,但是,當大型隕石塊穿過大氣層,幸運地抵達地面時,我們將它們稱為隕石。

圖:2022年8月4日,加思·巴蒂斯塔在卡茨基爾山脈拍攝到這一畫面。加思寫道:「剛過午夜,這顆閃亮的流星便在卡茨基爾山脈燃燒殆盡了。」謝謝你,加思!

BY: EarthSkyand

FY: 秋

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