流星雨(天文现象)

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流星雨是在夜空中有许多的流星从天空中一个所谓的辐射点发射出来的天文现象。这些流星是宇宙中被称为流星体的碎片，在平行的轨道上运行时以极高速度投射进入地球大气层的流束。大部分的流星体都比沙砾还要小，因此几乎所有的流星体都会在大气层内被销毁，不会击中地球的表面；能够撞击到地球表面的碎片称为陨石。数量特别庞大或表现不寻常的流星雨会被称为“流星突出”或“流星暴”，可能会每小时出现的流星会超过1,000颗以上。

命名

国际天文联会在2007年定下命名规则属下的第22委员会由2009年开始确认决定了的流星雨名字。流星雨会以高峰期最靠近辐射点的星座，如有需要，加上希腊或罗马字母名称的亮星来标定流星雨的名字，并且将拉丁文所有格星座名称的字尾修改或者加上id或ids来称呼,如：id 是用于复合（Complex）来源的流星群（shower group），如果超过一组来源，再在Complex前加上大写罗马数字I、II来细分。例如：牧夫-北冕座流星群（00332 BCB = Bootid-Coronae Borealid Complex），由 321/TCB, 322/LBO, 323/XCB 三个流星雨来源组成；船尾-船帆座第一组流星群（00255 PUV = Puppid-Velid I Complex），船尾-船帆座第二组流星群（00039 VEL = Puppid-Velid II Complex），ids是用于单独来源的流星雨，例如：英仙座流星雨（00007 PER = Perseids）；辐射点靠近白羊座δ星的流星雨，会称为白羊座δ流星雨（00631 DAT = delta Arietids）。

流星雨和流星群的名称不可以互换，完全相同的星座名称只能属于其中一类，不会两者兼备。国际天文联合会有一个专责的任务工作小组负责追踪流星和建立流星资料中心，并为已经确认的流星雨命名。截止2020年12月31日，国际天文联会将流星区分成为24个流星群，112 个确定流星雨，1 个等候确定流星雨，722 个普通流星雨，合共有835个命名了的流星雨。此外还有157个曾经出现，但因为各种原因，现在已经除名的流星雨。

辐射点

因为流星雨的粒子在天空中运行的路径是平行的，而且速度也是相同的，因此在观测者的眼中它们似乎都是由天空中一个相同的点辐射出来的，这个点就称为流星的辐射点。辐射点的产生类似于路径上的铁轨在地平线上消逝点前会聚合在一起，是一种图型上透视的效果。流星雨也总是以辐射点所在的星座来命名，这个点在天空中并不是固定不动的点，会在夜晚的天球上逐渐移动，由于地球也绕着轴自转，天上的星星一样也会逐渐的移动（每日的东升西没）。辐射点也会因为地球绕太阳的公转，在背景的星星之间每日产生些微的移动（辐射点漂移），可以参考“IMO” Meteor Shower Calendar 2007国际流星组织的辐射点漂移图。

流星雨会以高峰期最靠近辐射点，且有希腊或罗马字母名称的亮星来标式，并且将拉丁文所有格星座名称的字为“id”或“ids”来称呼。因此，流星辐射点靠近宝瓶座δ星的流星雨会称为宝瓶座δ星流星雨（delta Aquariids）。国际天文联合会有一个专责的任务工作小组负责追踪流星雨和建立流星雨资料中心，并为已经被确认的流星雨命名。

规模

有的流星是单个出现的，在方向和时间上都很随机，也无任何辐射点可言，这种流星称为偶发流星。流星雨与偶发流星有着本质的不同，流星雨的重要特征之一是所有流星的反向延长线都相交于辐射点。

流星雨的规模大不相同。有时在一小时中只出现几颗流星，但它们看起来都是从同一个辐射点“流出”的，因此也属于流星雨的范畴；有时在短时间内，在同一辐射点中能迸发出成千上万颗流星，就像节日中人们燃放的礼花那样壮观。当流星雨的每小时天顶流量（ZHR）超过1000时，称为“流星暴”。

偶发流星每天都会产生，发生的天区和时间都具有随机性，流星雨具有时间上的周期性，有些可以科学地预测，因此流星雨也被称作周期流星；另外，所有流星的反向延长线都相交于辐射点是流星雨的重要特征。

历史记载

流星雨的发现和记载，也是中国最早，《竹书纪年》中就有“夏帝癸十五年，夜中星陨如雨”的记载，最详细的记录见于《左传》：“鲁庄公七年夏四月辛卯夜，恒星不见，夜中星陨如雨。”鲁庄公七年是公元前687年，这是世界上天琴座流星雨的最早记录。

中国古代关于流星雨的记录，大约有180次之多。其中天琴座流星雨记录大约有9次，英仙座流星雨大约12次，狮子座流星雨记录有7次。这些记录，对于研究流星群轨道的演变，也将是重要的资料。

流星雨的出现，场面相当动人。中国古记录也很精彩。试举天琴座流星雨的一次记录作例：南北朝时期刘宋孝武帝“大明五年……三月，月掩轩辕。……有流星数千万，或长或短，或大或小，并西行，至晓而止。”（《宋书·天文志》）这是在公元461年。当然，这里的所谓“数千万”并非确数，而是“为数极多”的泛称。

而英仙座流星雨出现时的情景，从古记录上看来，也令人难以忘怀。请看：唐玄宗：“开元二年五月乙卯晦，有星西北流，或如瓮，或如斗，贯北极，小者不可胜数，天星尽摇，至曙乃止。”（《新唐书·天文志》）开元二年是公元714年。

流星体坠落到地面便成为陨石或陨铁，这一事实，中国也有记载。《史记·天官书》中就有“星陨至地，则石也”的解释。到了北宋，沈括更发现陨石中有以铁为主要成分的。他在《梦溪笔谈》卷二十里就写着：“治平元年，常州日禺时，天有大声如雷，乃一大星，几如月，见于东南。少时而又震一声，移著西南。又一震而坠在宜兴县民许氏园中，远近皆见，火光赫然照天，……视地中只有一窍如杯大，极深。下视之，星在其中，荧荧然，良久渐暗，尚热不可近。又久之，发其窍，深三尺余，乃得一圆石，犹热，其大如拳，一头微锐，色如铁，重亦如之。”宋英宗治平元年是公元1064年。沈括已经注意到陨石的成分了。

在欧洲直到1803年以后，人们才认识到陨石是流星体坠落到地面的残留部分。

在中国现在保存的最古年代的陨铁是四川隆川陨铁，大约是在明代陨落的，清康熙五十五年（公元1716年）掘出，重58.5千克。现在保存在成都地质学院。

特征

来源

流星雨是行星和彗星的碎片流交互作用造成的结果。

彗星的瓦解和水蒸气的喷发可以拖曳和产生碎片，因此Fred Whipple在1951年提出，惠普尔发展出彗星的"脏雪球"理论：环绕太阳的彗星是冰中嵌入岩石的小天体，这些冰可能是水、甲烷、氨、或其它的挥发物单独或混合著的组合；岩石可以如同灰尘般的大小，也可以有其他如同卵石般不同的尺寸。尘粒大小的固体在数量级上是最普遍的，它们比常见的沙粒和卵石大小等等的颗粒更为常见。当这些冰因为温暖而升华时，他门的蒸发会拖曳出灰尘、沙粒、和卵石等固体。彗星在轨道上每接近太阳一次，就会有一些冰被蒸发和倾卸出一些流星体。这些流星体散开成为一个流星体流，也就是尘埃尾，沿着整个的彗星轨道周围散布著（非常小的颗粒会受到太阳的辐射压力快速的膨胀和远离，而有别于一般彗星的尘埃尾）。

近来，Peter Jenniskens质疑短周期彗星流星雨不是由正常的水蒸气蒸发的活动彗星，而是由罕见的已经休眠的彗星大量瓦解和溃散的碎片。这种例子包括象限仪座流星雨和双子座流星雨，它们是来自小行星2003 EH1和法厄同（Phaethon），分别在500和1,000年前产生的碎片形成的。这些碎片倾向于快速的形成尘埃、沙粒和卵石，并且沿着彗星的轨道快速形成流星体密集的溪流，随后沿着地球的轨道发展。

形成

外空间的尘埃颗粒闯入地球大气，与大气摩擦，产生大量热，从而使尘埃颗粒气化。在该过程中发光形成流星。尘埃颗粒叫做流星体。

速度

一个微小的流星体就足以产生在几百公里之外就能看见的亮光，其原因就在于流星体的高速度。

颜色

一个流星的颜色是流星体的化学成分及反应温度的体现：钠原子发出橘黄色的光、铁为黄色、镁是蓝绿色、钙为紫色、硅是红色。

声音

流星通常不会发出可以听见的声音。如果你没有看到它的话，它就会悄无声息的一扫而过。对于非常亮的流星，曾经有人听到过声音。这些声响主要集中在低频波段。一个非常亮的流星，如火流星，可能会听到声音。

持久余迹

流星有时会在它通过的轨道上留下一条持久的余迹。余迹主体颜色多为绿色，是中性的氧原子。持续时间通常为1到10秒。可见余迹亮度迅速下降，在极限星等为4到5等的情况下，一般可持续1到30分钟。这些亮光来自炽热空气和流星体中的金属原子。

活动性

位于彗星轨道的尘埃粒子云被称为“流星体群”。当流星体颗粒刚从彗星喷出时，它们的分布是比较规则的。由于大行星引力的作用，这些颗粒便逐渐散布于整个彗星轨道。目前，这个过程还不是十分清楚。在地球穿过流星体群时，各种形式的流星雨就有可能发生了。

流星体流的动态演化

在惠普预测尘埃粒子以非常低的速度相对于彗星运行后不久， Milos Plavec第一个提供观测流星尘的想法，当时他正计算流星体一旦脱离彗星，在自由的完整绕行轨道一周之后，多数会在彗星的前方还是后方。这种效果是单纯的轨道力学－这些物质无论是从彗星的前方或后方漂移，都只有些微的横向移动，因为这些粒子只会使轨道更为宽阔。有时可以在彗星的中红外线影像 (热辐射) 观测到这些粒子，此时的尘埃痕迹是上一回行经太阳时散布在彗星轨道上的。

当尘埃痕迹通过地球的轨道时，行星引力的影响很像用软管将水喷洒在远方植物的园丁。多数的年度里，尘埃痕迹不会和地球交会在一起，但是在某些年地球上会出现流星雨。这种效果在1995年麒麟座α流星雨的观测首度被证实，并且也从较早但未被广泛注意到的狮子座流星暴获得验证。

在1890年代，爱尔兰天文学家George Johnstone Stoney (1826-1911)和英国天文学家Arthur Matthew Weld Downing (1850-1917)，最先尝试计算流星体痕迹在地球轨道上的位置。他们研究55P/Tempel-Tuttle彗星在1866年喷出的尘埃粒子，之前预测会在1898年和1899年提升狮子座的流星雨，但最后的计算显示大部分的尘埃痕迹仍在远离地球轨道内的位置上；在德国柏林皇家天文计算机构的Adolf Berberich也独立计算得到相同的结果。虽然当时没有流星暴，证实了计算的结果，但仍然需要更多和更好的计算工具来达到更可靠的预测。

在1985年，喀山州立大学的E. D. Kondrat'eva和E. A. Reznikov 第一次正确的辨识出造成过去几个狮子座流星暴年的尘埃团块。对1999年狮子座流星暴的预测， Robert H. McNaught[6]、David Asher和芬兰的Esko Lyytinen 是最早使用这种方法的西方天文学家。Peter Jenniskens已经发表未来50年与尘埃尾接触，结果会是“流星暴(meteor storms)”或“流星爆发 (meteor outbursts)”的预测。

在长时间里，尘埃痕迹的发展是很复杂的。一种效果是彗星重复的经过轨道，而流星体会离开它们，或是与木星或其他的大行星在共振轨道上－其中一颗多次公转的次数与另一颗的公转次数相匹配。因此随着时间的推移，每经历相同的时间，将与木星(或大行星)有相同的位置关系，这种间歇性的相对位置，往往会将流星体保持在固定的相对位置上。这将创造出称为“filamen”的流星雨成分。

第二种效果是与一颗行星密切的接触。当流星体经过地球附近时，有些会被加速(轨道增长)，有些会被减速(轨道缩短)，结果是在下次回来时造成尘埃痕迹中的缝隙 (像打开一个窗帘，尘埃粒子的堆积会有开始和结束的空隙)。同样的，木星的摄动可以对尘埃的轨迹造成极大的改变，特别是对短周期彗星，当这些颗粒接近大行星时，通常是在远离太阳的位置上，移动得最慢的时段。结果是，痕迹会形成丛集 (clumping)、编结 (braiding)或月牙形的纠结 (tangling)，而每个都拥有自己的材料。

第三种效应是辐射压，这会将质量较小的粒子推入离太阳较远的轨道，而质量较大的物体(能成为火流星或火球的流星体)受到辐射压的影响则较小。这会使在遭遇时尘埃痕迹有一些有明亮的流星，而有些只有黯淡的流星。随着时间流逝，这些影响会使流星体散布成更广泛的流束。因为地球每年绕行轨道一周，因此这些流星流束会成为年流星雨，每年定期出现相同的流星雨。

当这些流星体与在黄道尘内的其他流星体相互碰撞，就会失去与流束的关联性，并成为出现在背景中的散在流星。这些与流束失联的流星体可以来自任何的流束或尘埃痕迹，但它们已经孤立不属于任何的流星雨。这些随机出现的流星不会来自流星雨的辐射点。

观测方法

流星雨的观测方法有以下几种：目视观测、照相观测、分光观测、光电观测、电视观测、雷达观测、空间观测等。但业余爱好者多用目视观测和照相观测。根据长期观测事实表明，天空流星的出现有一定的规律，表现如下几点：

一、流星数与其大小有关，对于肉眼不能见的暗弱流星平均每降低一个星等（因为星等数小的星更亮，所以天文学上习惯把星等数增加称为降低），流星数平均增加2~5倍。即流星体质量越小，数目越多。

二、在同一天中，流星出现的概率以黎明前为最大，傍晚时为最小，即下半夜的流星比上半夜多。

三、在同一年中，下半年的流星数比上半年多，秋季的流星比春季多。尽管每天落向地球的流星数目由于观测手段不一，会有不同的结果，但大体上能反映出一定规律是相仿的。

观测误区

首先要更正有些人一番的一个错误的概念：流星雨是很高级的天文观测，没有望远镜不能完成。这个概念是极端错误的。观测流星雨需要有宽敞的视野，如果使用了望远镜，视场会大大减小，观测到的流星的数量会大大减少，而且看到的流星也只能看到镜头中一亮，什么都看不清，所以，要观测流星雨时最好不要使用望远镜，只须我们的双眼和晴朗黑暗的天空。

其次，观测流星雨并不是象想像的那样如同下雨一般，其实如果观测一些流量比较小的流星雨，或者是观测流星雨的条件不佳（天空不够黑暗），几小时才看到一颗流星也是很平常的事。

流星雨有些是流量较大的著名流星雨，如果在观测的当天有着晴朗的天空，这些流星雨的流量一般是不会令各位失望的，但无论多大的流星雨，一般而言，在1分钟内平均只能看见几颗，某些可能达到几十颗（如2001年的狮子座流星雨），而像下雨一样多的流星雨是极少的（历史上有发生过，如1833年11月的狮子座流星雨，那是历史上最为壮观的一次大流星雨，每小时下落的流星数达35000之多）。

观测注意事项

观测流星的时候，我们的视野方向在一定的时间段内要固定，并记录下自己视野的中心位置，用赤经和赤纬表示。

如果大家一起观测，可以各自负责一块天区。即便别人观看的天区出现了流星，也不要随意转过去，以免会错过自己天区中出现的流星。这对于观测者的确是一个考验。

我们观测视野范围越大，就越可能看到更多的流星。因此，我们应尽量选择没有障碍的环境进行观测。视场中被遮挡的情况要记录下来，采用占总视场的百分比来表示。

如果是建筑物或树木还好确定，因为它们是静止的，只需要在改变观测区域的时候记录一次即可。而如果是天空中的云，情况会复杂一些。由于云经常变化，我们应该经常记录云占观测视场的百分比。

如果视场中被遮挡的范围超过20%，就应该中断观测，也可以改变观测方向。当然在出现流星暴雨的时候可以例外。

著名分类

狮子座

狮子座流星雨在每年的11月14日至11月21日左右出现。一般来说，流星的数目大约为每小时10至15颗，但平均每33至34年狮子座流星雨会出现一次高峰期，流星数目可超过每小时数千颗。这个现象与谭普-塔特而彗星的周期有关。流星雨产生时，流星看来会像由天空上某个特定的点发射出来，这个点称为“辐射点”，由于狮子座流星雨的辐射点位于狮子座，因而得名。

双子座

双子座流星雨在每年的12月13日至12月14日左右出现，最高时流量可以达到每小时120颗，且流量极大的持续时间比较长。双子座流星雨源自小行星1983TB，该小行星由IRAS卫星在1983年发现，科学家判断其可能是“燃尽”的彗星遗骸。双子座流星雨辐射点位于双子座，是著名的流星雨。

英仙座

英仙座流星雨每年固定在7月17日到8月24日这段时间出现，它不但数量多，而且几乎从来没有在夏季星空中缺席过，是最适合非专业流星观测者的流星雨，地位列全年三大周期性流星雨之首。彗星Swift-Tuttle是英仙座流星雨之母，1992年该彗星通过近日点前后，英仙座流星雨大放异彩，流星数目达到每小时400颗以上。

猎户座

猎户座流星雨有两种，辐射点在参宿四附近的流星雨一般在11月20日左右出现；辐射点在ν附近的流星雨则发生于10月15日到10月30日，极大日在10月21日，我们常说的猎户座流星雨是后者，它是由著名的哈雷彗星造成的，哈雷彗星每76年就会回到太阳系的核心区，散布在彗星轨道上的碎片，形成了著名的猎户座流星雨。

金牛座

金牛座流星雨在每年的10月25日至11月25日左右出现，一般11月8日是其极大日，Encke彗星轨道上的碎片形成了该流星雨，极大日时平均每小时可观测到五颗流星曳空而过，虽然其流量不大，但由于其周期稳定，所以也是广大天文爱好者热衷的对象之一。

天龙座

天龙座流星雨在每年的10月6日至10月10日左右出现，极大日是10月8日，该流星雨是全年三大周期性流星雨之一，最高时流量可以达到每小时120颗，其极大日一般接近新月，较无月光影响，为观测者提供了很好的观测条件。Giacobini-Zinner彗星是天龙座流星雨的本源。

天琴座

天琴座流星雨一般出现于每年的4月19日至4月23日，通常22日是极大日。该流星雨是我国最早记录的流星雨，在古代典籍《春秋》中就有对其在公元前687年大爆发的生动记载。彗星1861I的轨道碎片形成了天琴座流星雨，该流星雨作为全年三大周期性流星雨之一在天文学中也占有的极其重要的地位。

季节出现

第一季

一月：象限仪座流星雨

二月：半人马座流星雨，狮子座γ流星雨

三月：矩尺座γ流星雨

第二季

四月：天琴座流星雨，船尾座π流星雨

五月：宝瓶座η流星雨，天琴座ε流星雨

六月：牧夫座流星雨

第三季

七月：南鱼座流星雨，宝瓶座δ南流星雨，摩羯座α流星雨

八月：英仙座流星雨，天鹅座κ流星雨

九月：英仙座流星雨，御夫座δ流星雨

第四季

十月：天龙座流星雨，双子座ε流星雨，猎户座流星雨，小狮座流星雨/n

十一月：金牛座南流星雨，金牛座北流星雨，狮子座流星雨，麒麟座α流星雨，凤凰座流星雨/n

十二月：船尾座流星雨，麒麟座流星雨，长蛇座α流星雨，双子座流星雨，后发座流星雨，小熊座流星雨/n

1.象限仪流星雨（1月3日）/n

作为２００９年天宇奉献给公众的第一场演出，象限仪流星雨的极大值将出现在北京时间１月３日２１时左右。虽然预报的极大值我国很难看到，但后半夜的观测条件还是非常不错的。/n

2.英仙座流星雨（8月12日）/n

英仙座流星雨可说是最著名的流星雨之一，它不但数量多，而且几乎从来没有在夏季星空中缺席过，每年固定时间稳定出现，是最活跃、最常被观测到的流星雨，为全年三大周期性流星雨之首。２００９年８月１２日晚１１时开始至第二天凌晨，它将为公众奉献一场精彩纷呈的夏夜星空大戏，人们用肉眼就可以看到流星从天空划过的美丽景象。其峰值每小时６０颗流星左右。/n

3.狮子座流星雨（11月18日）/n

据国际天文学家日前的预报，２００９年将有较为强烈的狮子座流星雨出现。这一预测打破了几年来的“狮子座流星雨处于宁静期”的说法。狮子座流星雨的峰值将出现在北京时间１１月１８日５时４３分（可能会后延３０分钟－６０分钟）。届时，每小时最大流量约为５００颗，这将是“次暴雨级别”的。公众从１８日凌晨２时至天亮都可对该流星雨进行观测。/n

4.双子座流星雨（12月7日-12月17日）/n就如贺岁大片一样，双子座流星雨一般都会在岁末如期而至，“上映档期”将从１２月７日一直持续到１７日。２００９年双子座流星雨将于１５日凌晨达到极盛，每小时理论流星数最多可达到１２０颗。双子座流星雨非常适合观测，不但流星的速度较慢，而且明亮的流星还会留下白色/n/n

对人类活动的威胁

1.可能对航天器造成威胁。1993年英仙座流星暴使欧洲航天局的Olympus卫星因遭到一颗流星体的撞击而一度失控。

2.陨星可能击中人类或牲畜。关于人体被陨星直接击中尚未见报道，1969年澳大利亚曾发生过陨星击穿屋顶事件。

3.大批流星群闯入地球大气层造成的电离效应可能使远距离电讯发生异常。

4.可以利用流星出现时，流星体燃烧形成的长条电离子柱对无线电讯号的反射作用，进行高频或甚高频通讯，作用距离可达1800公里。因流星通讯不受太阳活动或核爆炸影响，在军事上有重要意义。可能对航天器造成威胁。流星群颗粒大都很小（<1mm），但速度极高。

影响和研究意义

虽然，流星雨的质量都很小（一般小于1mm），在进入大气后大部分烧掉，流星暴雨对生活在地面上的人不会造成直接危害，不会影响人们的日常生活。但是，因速度极高，流星暴雨对太空中的航天飞行器的安全构成威胁，同时对地球大气高层的电离层和其他物理状态也会产生影响。大批流星体尘埃散入地球大气，提供了额外的水汽凝结中心，会使云层和雨量增大。

流星暴雨的观测研究，对于近地空间环境监测、航天灾害性事件预防、电离层通信安全以及深入了解太阳系天体相互关系和起源、演化，都具有巨大的实用价值和理论价值。探索流星暴雨之迷，只靠专家的理论研究是不够的，要靠全球专业的、业余的观测网联手观测。

通过实践，我们认为长期观测流星可取得很有价值的资料，可以了解流星体在太阳系空间的分布状况，对于研究太阳系演化提供有用的线索，保证航天飞行的安全。而流星余迹可以利用来进行不干扰的无线电通讯，在军事上有重要的意义。通过对流星体在大气中产生的声、光、热、电磁等效应，还可以研究地球大气的物理状况。20世纪以来的百年间，曾有几次流星暴雨出现，中国均无缘与之相会，然而，在21世纪的第1年，中国首次成功地观测到狮子座流星暴，又迎来2004的英仙座流星雨极盛，这对推动中国的天文学研究，向公众开展科学普及教育有着积极的意义。对人类了解太阳系的流星体（群），认识人类如何在宇宙环境的可持续发展意义重大。

地球之外

在太阳系内任何一颗有着适当且透明大气层的天体都可以有流星雨。已知的实例，火星就曾出现流星雨。然而因为火星和地球的轨道不同，与彗星轨道相交会的方式也不同，它们不同于地球上看到的那些。

虽然火星大气层的密度只有地球表面的1%，但是在大气层的上缘，和流星体的撞击，这两点是相似的。因为流星出现的高度有着类似的空气压力，效果是一样的。只有因为与太阳距离的增加，导致流星体的运动速度较慢的关系，使流星的亮度略为减少了一些。但下降速度的减慢意味着火星的流星有更多的时间用于烧蚀上而得到了平衡。

在2004年3月7日，火星探测漫游者精神号的全景摄影机记录到了一场流星雨的痕迹，被认为是与114P/怀斯曼-史基福彗星遭遇的结果。预测在2007年12月20日会沐浴在强大的流星雨之下，这是与地球的宝瓶座η流星雨有关系的“双子座λ”流星雨(因为两者都是与哈雷彗星有关)，“大犬座β”流星雨和13p/奥伯斯彗星有关联，和来自达摩克里斯(Damocles)的“天龙座流星雨”。

流星雨