英仙座流星雨是每年最著名且最活跃的流星雨之一，通常在7月中旬至8月下旬出现，其峰值时间通常在8月12日至14日。
英仙座流星雨的辐射点（即流星在天空中看似起源的点）位于英仙座方向。英仙座流星雨源于彗星109P/斯威夫特·塔特尔，每小时可以观测到60到100颗流星，因其速度快、亮度高且尾迹明显，成为夏季夜空中最受欢迎的天文现象之一。
为什么流星的颜色各式各样？
流星在进入地球大气层时被高温加热，导致组成它的各种元素和化合物燃烧并发出特定光谱，从而呈现出不同颜色。
当流星体进入地球大气层时，它们会与大量空气分子发生剧烈碰撞。这些碰撞导致流星体表面物质因高温而汽化，形成钠、铁和镁等原子的蒸气。在随后的碰撞中，电子被撞入距离原子核平均距离更大的轨道，当电子回落到静止位置时就会发光，这与气体放电灯的过程相同。
不同成分的流星在高温下燃烧产生不同颜色的光，这与我们在中学学过的焰色反应类似。在焰色反应中，金属盐在高温下燃烧会产生特定的颜色，这也是火焰分析法的基础。例如：
钠（Na）：黄色
镁（Mg）：蓝绿色
钙（Ca）：紫色
铁（Fe）：黄色至橙色
硅（Si）：红色或橙色
当流星进入地球大气层时，除了流星本身发光之外，其在高速运动的过程中与空气中的氮气分子、氧气分子发生剧烈碰撞，这些碰撞产生的能量使氮气分子和氧气分子被激发和电离，导致它们发光。其中，激发是指分子的电子吸收能量从基态跃迁到激发态；电离是指分子的电子吸收足够多的能量后脱离分子，形成离子。比如，氧气燃烧会产生绿色或红色的光，而氮气燃烧则会产生紫色的光。
同一颗流星会变颜色，
这是什么原理？
2023年8月的英仙座流星雨，作者看到了一个会变色的火流星。火流星是一种极为明亮的流星，其亮度通常达到或超过-4等，显著超过普通流星。火流星通常持续时间较长，颜色多样，还可能出现爆炸现象，甚至伴随响亮的音爆声和碎片散落。
会变色的火流星。图片来源：作者拍摄
流星颜色的变化受其他因素影响，如流星进入地球大气层的速度、所处的高度以及流星体积的大小等。这些因素的共同作用，决定了流星在燃烧时所呈现的具体颜色变化。
1.组成成分的不同
流星通常由多种元素和化合物组成，不同的成分在高温下燃烧会发出不同的颜色。例如，流星的某一部分可能富含镁，而另一部分可能富含钠。当流星燃烧时，这些不同的成分能分别发出蓝绿色和黄色的光。
2.燃烧温度的变化
随着流星在大气层中不断加速并受到空气阻力的作用，它的燃烧温度也会变化。不同温度下的燃烧会导致不同元素或化合物光谱的变化。例如，在相对较低温度下，可能主要是钠的黄色光，而在较高温度下，可能会出现镁的蓝绿色光。
3.大气密度的高低
流星在进入地球大气层的过程中，从高空稀薄的大气层进入低空稠密的大气层，大气密度的变化会影响流星的燃烧过程和发光特性。在较高的地方，燃烧可能不完全，某些成分会发出一种颜色的光；而在较低的地方，大气密度增加，燃烧更加剧烈，可能会发出另一种颜色。
观测指南
英仙座流星雨即将到来，这是每年最壮观的天文现象之一。让我们一起在某个特别的夜晚，仰望星空，欣赏流星划过天际的美丽景象。以下是为大家准备的观测攻略，希望能给大家带来最佳观赏体验。
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最佳观测时间
2024年8月12日至14日，受月亮影响，午夜到黎明的前几个小时是观测英仙座流星雨的最佳时间。12日23:28，月亮下落；13日00:09，月亮开始落入地平线；14日00:57，月亮落下地平线，可以选择在月亮落下前的1-2小时内观测。
观测地点选择
远离城市灯光污染，最好选择一个距离城市100公里以上，视野开阔且黑暗的地方，如乡村或山顶，确保天气晴朗无云，获得最佳观测效果。
准备工作
带上躺椅或毯子，携带足量保暖衣物，带上驱蚊用品以及蓝牙音箱。
观测技巧
最好躺在椅子或毯子上，使用导航软件帮助定位英仙座。不必只盯着英仙座看，流星可能会出现在夜空的任何地方，保持视野开阔是关键。耐心等待，每小时可见多达100颗流星，甚至能看到惊艳的火流星！
单反相机拍摄技巧
单反相机需要配有广角镜头或大光圈定焦镜头，以及稳定的三脚架。把相机光圈设置成最大光，15秒-30秒的长曝光时间需要高感光度（ISO800-3200），同时手动对焦至无限远，使用间隔拍摄功能或遥控器连续拍摄，选择有趣的前景如树木或山脉，拍摄后进行降噪、堆栈合成和色彩调整，以便捕捉到更多美丽的流星瞬间。
总结
英仙座流星雨是每年最受欢迎的天文现象之一，其丰富的流星数量、绚丽的色彩变化和独特的观测体验，使它成为夏季夜空中的一大亮点。读完这篇文章，相信大家对流星雨有了更深入地了解，也掌握了如何更好地观测和拍摄流星雨的技巧。愿每一位观星者都能在英仙座流星雨的陪伴下，度过一个充满奇迹与浪漫的夜晚。
参考文献
[1]Zhilyaev, Boris Ephimovich , et al. "Methods for estimating some characteristics of meteoroids in the wake of intrusions." 22 International scientific conference Astronomical School of Young Scientists. December 11–12 2020, p. 20-22 2020.
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出品丨科普中国
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