英仙座流星雨是每年最著名且最活躍的流星雨之一，通常在7月中旬至8月下旬出現，其峰值時間通常在8月12日至14日。
英仙座流星雨之所以被稱為「英仙座流星雨」，是因為它的放射線點（即流星在天空中似乎源自的點）位於英仙座的方向。英仙座流星雨源於彗星109P/Swift-Tuttle，每小時可以觀測到60到100顆流星，因其速度快、亮度高且尾跡明顯，成為夏季夜空中最受歡迎的天文現象之一。
流星雨
（圖片來源：作者AI生成）
為什麽流星顏色各式各樣？
流星會呈現出不同顏色是由於其組成在進入地球大氣層時被高溫加熱，導致各種元素和化合物燃燒並行出特定的光譜。
當流星體進入地球大氣層時，它們會與大量空氣分子發生劇烈碰撞。這些碰撞導致流星體表面的物質因高溫而汽化，形成鈉、鐵和鎂等原子的蒸氣。
在隨後的碰撞中，電子被撞入距離原子核平均距離更大的軌域。當電子回落到靜止位置時，就會發光，這與瓦斯放電燈的過程相同。
不同成分的流星在高溫下燃燒產生不同顏色的光，這與我們在中學學過的焰色反應類似。 在焰色反應中，金屬鹽在高溫下燃燒會產生特定的顏色，這也是火焰分析法的基礎。例如：
鈉（Na）：黃色
鎂（Mg）：藍綠色
鈣（Ca）：紫色
鐵（Fe）：黃色至橙色
矽（Si）：紅色或橙色
當流星進入地球大氣層時，除了流星本身，其高速運動導致與空氣中的氮氣（N2）和氧氣（O2）分子發生劇烈碰撞。這些碰撞產生的能量使氮氣和氧氣分子被激發和游離，從而導致它們發光。其中，激發是指分子的電子吸收能量，從基態躍遷到激發態。游離是指分子的電子吸收足夠能量後脫離分子，形成離子。比如，氧氣燃燒會產生綠色或紅色的光，而氮氣燃燒則會產生紫色的光。
同一顆流星會變顏色是什麽原理？
就在2023年8月的英仙座流星雨，作者就看到了一個會變色的火流星。火流星是一種極為明亮的流星，其亮度通常達到或超過-4等，顯著超過普通流星。火流星通常持續時間較長，顏色多樣，還可能出現爆炸現象，甚至伴隨響亮的音爆聲和碎片散落。
會變色的火流星
（圖片來源：作者拍攝）
流星顏色的變化可以受到其他因素的影響，如流星進入地球大氣層的速度、所處的高度以及流星體積的大小等。這些因素共同作用，決定了流星在燃燒時所呈現的具體顏色變化。
一顆火流星
（圖片來源：作者AI生成）
1.組成成分的不同
流星通常由多種元素和化合物組成，不同的成分在高溫下燃燒會發出不同的顏色。例如，流星的某一部份可能富含鎂，而另一部份可能富含鈉。當流星燃燒時，這些不同的成分分別發出藍綠色和黃色的光。
2.燃燒溫度的變化
隨著流星在大氣層中不斷加速並受到空氣阻力的作用，它的燃燒溫度也會變化。不同溫度下的燃燒會導致不同元素或化合物的光譜變化。例如，相對較低溫度下可能主要是鈉的黃色光，而在較高溫度下，可能會出現鎂的藍綠色光。
3.大氣密度的變化
流星在進入地球大氣層的過程中，從高空稀薄的大氣層進入低空稠密的大氣層。大氣密度的變化會影響流星的燃燒過程和發光特性。在較高的地方，燃燒可能不完全，某些成分會發出一種顏色的光；而在較低的地方，大氣密度增加，燃燒更加劇烈，可能會發出另一種顏色。
觀測指南
英仙座流星雨即將到來，這是每年最壯觀的天文現象之一。讓我們一起在某個特別的夜晚，仰望星空，欣賞流星劃過天際的美麗景象。以下是為大家準備的觀測攻略，希望能給大家帶來最佳觀賞體驗。
觀看流星
（圖片來源：作者AI生成）
最佳觀測時間： 2024年8月12日至14日由於月亮的影響，午夜到黎明前幾小時是觀測英仙座流星雨的最佳時間。12日月亮會在23:28落下；13日月亮會在00:09落下地平線；14日月亮會在00:57落下地平線，因為可以選擇在月亮落下前的1-2小時。
觀測地點選擇： 遠離城市燈光汙染，最好駕車選擇一個離城市100公裏以上的視野開闊且黑暗的地方，如鄉村或山頂。確保天氣晴朗無雲，以獲得最佳觀測效果。
準備工作： 帶上躺椅或毯子，以便舒適地躺下仰望夜空。攜帶足夠的衣物保暖，同時帶上驅蚊用品以及藍芽音箱。
觀測技巧： 最好躺在椅子或攤子上，可以使用一些APP來幫助定位英仙座。不必只盯著英仙座看，流星可能會出現在夜空的任何地方，保持廣泛的視野是關鍵。耐心等待，每小時可見多達100顆流星，甚至可能看到驚艷的火流星！
單眼相機拍攝技巧： 單眼相機需要配有廣角鏡頭或大光圈定焦鏡頭，以及穩定的三腳架。把相機的光圈設定最大光，15-30秒的長曝光時間，需要高感光度（ISO800-3200）。並把手動對焦至無限遠，使用間隔拍攝功能或遙控器連續拍攝，選擇有趣的前景如樹木或山脈。拍攝後進行降噪、堆疊合成和色彩調整，將捕捉到更多美麗的流星瞬間。
總結
英仙座流星雨是每年最受歡迎的天文現象之一，其豐富的流星數量、絢麗的色彩變化和獨特的觀測體驗，使它成為夏季夜空中的一大亮點。相信大家不僅對流星雨有了更深入地了解，也掌握了如何更好地觀測和拍攝流星雨的技巧。願每一位觀星者都能在英仙座流星雨的陪伴下，度過一個充滿奇跡與浪漫的夜晚。讓我們一同期待，仰望星空，去偶遇那顆會漸變顏色的流星吧！
參考文獻：
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.
出品：科普中國
作者：Denovo團隊
監制：中國科普博覽
