當我們仰望夜空，看到流星劃過天際時，會被其短暫而絢麗的光芒所吸引。流星發光發熱的現象常被簡單地解釋為“由於與地球大氣層的摩擦”。然而，這一過程背後的科學機制要複雜得多。

流星的形成過程

流星是由進入地球大氣層的小型固體物質（如塵埃顆粒或小隕石）形成的。當這些物質以極高的速度（通常每秒數十公里）進入地球大氣層時，它們與大氣中的氣體分子發生劇烈的相互作用。

流星發光發熱的原因

空氣動力學壓縮：當流星體高速進入地球大氣層時，前方的空氣迅速壓縮。根據熱力學原理，氣體壓縮會導致溫度升高。這種壓縮加熱效應是流星發熱的主要原因，而不僅僅是摩擦。

氣體電離和等離子體形成：由於流星體前方的空氣劇烈升溫，氣體分子被電離，形成等離子體。等離子體是一種含有自由電子和離子的高能狀態物質，能夠發出明亮的光芒。

流星體物質的昇華和燃燒：在高溫下，流星體的表面物質會昇華（直接從固態變為氣態）或燃燒，進一步增強了光的亮度。這種物質的消耗也是流星體逐漸變小甚至完全消失的原因。

摩擦的作用

雖然摩擦在流星發光過程中並不是主要因素，但它仍然在一定程度上參與了流星體表面的加熱。摩擦只是整個動態過程中能量轉換的一部分，而不是唯一或主要的發光原因。

結論

流星發光發熱的現象是由一系列複雜的物理過程共同作用的結果，其中空氣動力學壓縮和氣體電離是關鍵因素。了解這些科學原理不僅幫助我們更好地理解流星現象，也讓我們對自然界的奇觀懷有更深的敬畏之心。下次看到流星劃過夜空時，你將能夠欣賞到其背後隱藏的科學之美。

石見逸 武漢大學學士

齊幹 中國地質環境監測院（自然資源部地質災害技術指導中心）地質災害應急協調室副主任