果壳网的夏季观星活动因为各种天气原因错过了浪漫的七夕，一推再推之后，终于得以在2011年8月20日晚上举行。可是后来遭遇的雾霾让星空还是没有想象中那样清澈。不过那晚我们并没有白跑一趟石塘路，21点10分左右在西方天空看见的明亮气泡状物体，让果壳观星众成为了近年来国内规模最大的一起UFO事件的目击者。UFO，Unidentified Flying Object，字面意义就是“不明飞行物”，奇怪的发光气泡符合此定义，除非，我们把它弄个明白！
【2011年8月20日21:10，北京密云石塘路果壳夏季观星活动现场，西方天边惊现不明气泡状巨大发光物体。（摄影：Greeny）】
全方位目击报告
后来我们才得知，果壳观星众并非这起UFO事件的唯一目击证人。在我们以东距离超过60千米的国家天文台兴隆观测基地，工程师马劲几乎在同一时刻发现了这个气泡。当天晚上23:17，他在新浪微博上写道：“刚发现的时候吓了我一跳，赶紧调整相机，拍了几张，云很白很圆，扩散很快，几分钟就淡的看不见了。”他还附上了自己拍摄的气泡云组照，四张照片的拍摄时间分别是21点06、07、08、09分，气泡的膨胀和变淡跟我们目击到的现象如出一辙。
【国家天文台工程师马劲在兴隆观测基地连续拍摄的“气泡”，可以看到“气泡”在地平线上膨胀鼓起并逐渐变淡的过程。（摄影：马劲）】
与此同时，北京天文馆的詹想正在北京城西的妙峰山拍摄星空。这一位置处在果壳自然控观星地点的西南方，直线距离超过90千米。21点12分，他拍到了这张照片。在发布这张照片的微博里，詹想写道：“一开始这团光更小更亮，可惜当时还没有准备好相机。”“画面中央的亮星是大角星，所以这团光基本位于正西的位置，”对比马劲的照片，“这团光的方位几乎完全一样，可见距离很远。”
【北京天文馆科普部的詹想和柳海培在北京妙峰山拍摄的“气泡”，拍摄时间是21:12，比兴隆观测基地的马劲拍到的照片稍晚，“气泡”也比马劲的照片上扩散得更大、更淡。（摄影：詹想）】
在北京附近，从延庆柳沟村，到金山岭长城，再到大海坨，甚至远在北京以北将近200千米的丰宁坝上大滩镇，北京以北将近400千米的内蒙古克什克腾旗，越来越多的目击报告陆续出现。所有目击者都描述了几乎完全相同的场景：半个巨大的白色气泡在21点过几分时从西方地平线附近急剧膨胀，短短几分钟内扩散到半个天空，在此过程中变淡直至消失不见。
最不可思议的目击报告，来自上千公里外上海附近的空域。民航驾驶员@采姑娘的小蘑菇168在微博上报告说：“20日晚21时6554航班，上海区域，高度一万零七百米发现巨大球状发光天体，由小变大，规则几何圆体，比正常月亮大几百倍，目测直径五十海里以上，持续二十分钟变暗变淡消失，极其震撼，数十架航班机组向上海报告!”
从出现时间和形态变化上看，这个球状发光天体很可能与北京附近我们目击到的那半个气泡是同一物体。如果能够明确6554航班目击时的具体位置和“巨大球状发光天体”出现的确切方位，对于确定这个气泡的实际位置会有很大的帮助，可惜这位驾驶员在微博上语焉不详，对果壳自然控的进一步询问也未予作答。
暂且把6554航班的目击报告排除在外，单考虑北京周边方圆几百千米以内的目击记录，能够让这么多人在如此广阔的地域内几乎同时看到相同现象的巨大气泡，究竟会是何方神圣？或许是受到刘慈欣科幻小说的影响，有人猜测这可能是球状闪电，可能是宏电子，可能是智子的二维展开，甚至可能是光速飞船尾迹。当然，也有人遵循传统思维，猜测这可能是外星人打开了传送门。还有人忧心忡忡，担心这是2012即将到来的前兆。果真如此吗？
夏威夷气泡事件
其实，类似的气泡状UFO并不是头一次在地球上出现。最近一次有视频记录的此类事件就发生在两个月前，目击者可以说是地球上最专业、最忠实、最客观的观星者——夏威夷莫纳克亚天文台望远镜圆顶外专职观天的两台网络摄像头。下面这段视频就是其中一台摄像头记录的视频，它被安装在加拿大－法兰西－夏威夷望远镜（CFHT）圆顶的门外。
【6月22日凌晨，夏威夷莫纳克亚天文台CFHT外的网络摄像头记录到了一次非常类似的“气泡”事件。（来源1）】
从这段视频中可以直观地看到：2011年6月22日凌晨3:39，一团云状物体从画面中的地平线附近腾空而起，随即迅速膨胀成一个巨型气泡，同时越来越淡，最终消散于无形。另一台监视全天的网络摄像头则以不同的视角记录下了同样的事件，可以看到巨型气泡从东北方向扩散到整个天空。8月20日我们在北京附近目击到的气泡，除了没有腾空而起以外，其他过程与这段视频中记录的现象几乎一模一样。
【6月22日凌晨，夏威夷莫纳克亚天文台的另外一台全天网络摄像头记录到了同样的“气泡”扩散过程，气泡出现的时间是在视频后半段凌晨3:40左右。（来源2）】
这两段视频在NASA天文每日一图网站的讨论版Starship Asterisk上引发热议。网友calvin 737最先将这一事件与当天美国加利福尼亚州范登堡空军基地发射的Minuteman III型洲际弹道导弹关联在了一起。这枚导弹是在夏威夷时间3:35发射升空的，飞行路线与气泡出现的时间和方位相当契合。由此可以基本判定，这枚导弹就是形成夏威夷气泡的罪魁祸首。
那么，洲际导弹又是如何形成巨型气泡的呢？天文博客Bad Astronomy的博主、天文学家Phil Plait综合了讨论版上的各种观点后，给出了自己认为比较靠谱的解释：这是那颗洲际导弹第三级火箭熄火之后，剩余燃料在太空中迅速扩散而形成的。
洲际弹道导弹本质上与发射卫星的运载火箭相差不大，区别只在于洲际导弹运载的是弹头，而且弹头不会环绕地球作轨道飞行，而是作弹道飞行之后重返大气层，攻击远处的目标。因此，为了提高弹头的命中精度，洲际导弹的末级火箭必须精确按照设定时间准时熄火。Minuteman III型洲际导弹在第三级火箭上设计了一个“推进终止装置”，实际上就是一个定时爆炸装置。时间一到，该装置立即起爆，破开火箭舱室，突然降低内部气压，从而达到瞬间熄火的目的。
末级火箭熄火时，洲际导弹已经位于绝大多数大气之上，基本处在近似真空的太空之中。剩余燃料在这种环境下会迅速膨胀形成球壳，反射高空中未被地球遮挡的阳光，同时迅速稀释变淡。又由于火箭末级熄火时，导弹已经处在高速运动状态，因此迅速膨胀的燃料气壳也会高速运动。这恰好可以完全解释6月22日凌晨夏威夷莫纳克亚天文台上目击到的那起神秘气泡事件。
疑似洲际导弹试射？
有了夏威夷这个先例，现在就可以来尝试分析一下，北京郊区目击到的那个神秘气泡究竟会是什么了。答案似乎已经呼之欲出了——很可能跟夏威夷事件一样，是某个航天器或者末级火箭在太空中泄漏燃料而形成的迅速扩散的气泡。不过且慢，这样的类推存在一个漏洞！如果气泡源于航天器或者末级火箭，气泡理应像夏威夷事件一样高速运动才对。为什么果壳自然控们和北京周边地区的其他目击者都只看到气泡仿佛固定在地平线上不断膨胀，却并没有腾空而起呢？
新浪微博网友@爱拍星空分析了工程师马劲在国家天文台兴隆观测基地间隔1分钟连续拍摄的5张气泡照片。他的假设非常简单：气泡是标准球形，那么球形的中心便是气泡的源头。根据背景星空中星星的位置作为参照，@爱拍星空将5张照片叠合在一起，标出了5个圆球及其中心所处的位置。结果从图中可以看得一清二楚：气泡中心确实在向西北方向高速运动。
【新浪微博网友@爱拍星空分析了马劲拍摄的照片，发现气泡中心实际上在向西北方向高速运动。（图片提供：@爱拍星空）】
那为什么目击者会觉得，气泡好像固定在地平线上不断膨胀，并没有明显移动呢？其实并不矛盾。如果气泡本身没有迅速膨胀，气泡的高速运动会让它在西方地平线上迅速下沉。好在气泡的扩散速度相当惊人，它的膨胀实际上抵消了下沉，两者效果相抵，反倒是扩散还占了上风。因此，这个气泡给我们这些果壳自然控的目击者们只留下了急剧膨胀的深刻印象，似乎没有谁注意到它还在高速运动。
正是这种被目击者忽略了的高速运动，为确定气泡可能的身份提供了一条重要线索。众所周知，地球本身是自西向东自转的。在发射人造卫星之类的航天器时，运载火箭一般都要向地球自转借力，也就是自西向东发射。这样做可以节省燃料，大大提高发射效率。因此，除了以色列在本土发射卫星时曾经反向发射以外（以色列东边都是敌对的阿拉伯国家，向东发射会遇到政治阻力），几乎所有航天器都是自西向东飞行的。而果壳自然控们目击的那个气泡，却是反向向西飞行的！这一点，又跟夏威夷事件如出一辙。
分析到此，8月20日21时在北京西方地平线上鼓起的那半个气泡，真实身份其实已经基本可以确定了。如同夏威夷事件一样，这个气泡应该是由东南向西北发射的某枚洲际导弹末级火箭熄火后，残余燃料在大气层外的真空环境中迅速扩散而形成的。尽管北京地区太阳已经下山将近2个小时，但在我国西北地区的高空，阳光仍然能够照亮这团不断膨胀的气泡。当然，随着这团燃料云的扩散和稀释，它们反射阳光的能力也在迅速减弱，最终消散在了夜空之中。
【根据“气泡”被阳光照亮，可以大致估算出“气泡”到北京的最近距离和最低高度。】
根据气泡被阳光照亮这一因素，果壳的死理性派们可以大致估算出这个气泡的中心距离北京有多远，距离地面又有多高。8月20日21时，北京地区太阳的地平高度大约为-20度，也就是说太阳在地平线以下20度的位置。 如上图所示，气泡能够被阳光照亮，那它就必须在地球的阴影之外，即位于那条斜线的左侧。由此可以算出，气泡位于北京以西至少1100千米，距离地面的高度至少有100千米。当然，这里算出的只是一个下限，实际位置可能更西，高度也可能更高。不过，这已经足以对气泡的规模有一个大概的了解了——如果以气泡膨胀到视直径60度来计算，此时它的半径将至少达到550千米。
至于到底是哪里发射的哪枚弹道导弹，这个问题大概不可能会有确切答案了。不过，这样也好，至少周末参加了果壳自然控主题站观星活动的各位成员们可以理直气壮地到处炫耀，哥也是目击过UFO的人了！
只不过，这个UFO，与外星人无关。
事件跟进：
本文发出后，文中提到的那位民航飞行员提供了在上海空域目击气泡的具体位置、方位和时间。据他的描述，8月20日21:02，气泡出现在盐城方向，介于9点和10点方位之间，飞机航向正北。根据这些数据，Steed又估算了一下气泡位置，如图（点击看大图）：
有网友提出这样的疑问，如果这一“气泡”真如分析所言，是弹道导弹末级火箭残余燃料在大气层外迅速扩散而形成的，那为什么只有这次被大范围“围观”了呢？事实上，类似事件并非绝无仅有。据天文爱好者爆料，2009年9月20日，就在果壳自然控观星活动的同一地点——北京密云石塘路，也有天文爱好者目击到一起几乎相同的“气泡”事件。那次事件也在大范围内被人目击，现在看来，应该也是某枚弹道导弹惹的祸。目击报告来源在此。
【2009年9月20日在石塘路发现的气泡状云团。（图片来源：oylw / 天之文论坛）】
（本文题图是2009年12月9日黎明时分，挪威北部的东方天空出现神秘螺旋状UFO。这可能是俄罗斯潜艇在白海发射的一枚火箭的某一级，残留的燃料随着箭体的旋转喷撒出来，在高空被即将升起的太阳照亮，于是造成了这一神秘UFO现象。）
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