地理首页
地理资讯
地理教学
教学用图
地理科普
地理课本
地理书库
地理试题
地理课件
中国地图
世界地图
地理教案
地理学案
旅游景点
行政区划
精品资料
站务管理

披发曳裙的彗星

时间:2023-02-09 归属:大环境地理学
  彗星的特征彗星(comet)俗名“扫帚星”,因外貌类似扫帚而得名。它 有鲜明的头发,又拖着淡淡的白色长裙,在天球视面上成为装束华丽的明星。 如果有一颗大彗星偶尔出来绕日亮相,势必轰动全世界,家家户户大人小孩 都要向它注目。事实上它比天上任何星都美,它才是明星。必须指出,它并 不向地球星散播什么灾害,地球星上每年发生的水灾、旱灾、地震及战争, 与它都毫无关系。 彗星有以下特征:(A)彗星与恒星不同。彗星象一团白色云雾,轮廓不 够清楚,但有一颗明亮的核。而恒星在夜空内只是一个小光点。(B)彗星的 核称做彗核,能够自转。哈雷彗星的核已证实有自转运动。彗核体积不大。 以哈雷彗星为例,核长 15 公里,断面宽 10 公里,颇似不规则的圆柱。核由 固态气体例如冰(H2O)、二氧化碳(CO2)及一氧化碳(CO)等组成。彗核 不外露,藏在柱状大冰块以内。(C)有肮脏外壳,即上述柱状大冰块。因杂 有尘埃,很肮脏,颜色乌黑。这壳又叫做尘埃壳,厚度不超过 1 公里。1949 年哈佛大学天文学家惠普尔创立了“彗核脏雪球模型”。他认为彗核是一颗 形似肮脏的雪球,这雪球是太空内尘埃同太空内的水结合而成的紧密冰冻团 块,他的这个假说现今已被很多天文学家接受,成为正确的理论。然而这彗 核的能从哪里得来?尚无解答。日本人曾测得哈雷彗星核部有无线电波射 出,但波长极大。柱状大冰块表面多孔,原因有二:一是受太空流星体的撞 击;一是冰柱表面受太阳辐射化为水汽,由冰柱表面射出而成疤痕。这疤痕 叫做气孔。(D)柱状大冰块以外,就是云雾状的彗发(coma)。它包围冰柱, 由多种气体组成,如 CH、CN、HCN、H2O、O、NH2等。彗发松散,环绕彗核似 圆球,直径长数万公里到 100 多万公里。上文所述彗发的外层稀薄气体叫做 彗晕(cometary halo)。( E)当彗星行近太阳时,因受太阳风的撞击,长 裙展开或称做彗尾(cometary tail)。愈接近太阳,裙色愈洁白。当它绕过 近日点而离开太阳时,又渐渐地把长裙收起,再成为一团云雾,而且彗尾总 是背着太阳。彗尾由粒子及尘埃构成。当接近太阳时受到太阳风的撞击,彗 发内粒子同太阳风的粒子合在一起向彗核后方伸展,有时长达 3 亿公里,相 当于两个天文单位。这是太阳系内最长的天体。
  彗核具有何种温度?反照率如何?尚未测知。彗星的光有一部分来自太 阳光的反射,有一部分由彗星气体吸收太阳热后,再向外辐射。 彗星绕日轨道不规律,有长椭圆形,有抛物线形,有双曲线形。椭圆形 及长椭圆形轨道全是周期性,可以周而复始,彗星经一定周期能够重新回来。 最短的周期是恩克彗星(Enckes Comet),为 3.3 年,它的近日点 0.34 天文 单位,其轨道倾角为 160 度。又如哈雷彗星(Halleys Comet)周期为 76 年,它的近日点为 0.587 天文单位,其轨道倾角为 162 度。长椭圆形轨道全 部在太阳系以内,其余两种轨道,一部分在太阳系以内,一部分在太阳系以 外。所谓太阳系,一般的说法,冥王星是太阳系的边界,事实上太阳的引力 远远超过这个限界。 彗星尾部曾扫过地球星太阳的直径约有 40 万公里长。彗星由彗晕到彗尾 有 1.5 亿公里,相当于 1 天文单位,比太阳直径大 100 倍。小型的彗星长度 也超过太阳的直径。但彗星密度极低,质量很小,因为彗晕及彗尾的气体十 分稀薄,比地球星表面实验室内人为的真空还要空。据说,一颗大彗星的全 部质量不及地球星的十亿分之一。因此,如果彗星的长尾扫过地球星,并无 任何影响。此外,彗星虽含有一氧化碳,但因其含量太低,不发生作用,对 人类亦无害。 彗尾分上下两层:上层是“气体彗尾”,其中有 CO2、H2O、OH、CH、C、 CN 等电离气体。这尾直而长,呈蓝色,受太阳风的压力,向后方直伸数百万 公里长或 1 亿多公里长。因为这种彗尾是由离子组成,所以也叫做“离子彗 尾”。下层是“尘埃彗尾”,其中全是尘埃而无气体。尘埃虽微细,但年龄 不比太阳小。尘埃彗尾形状为向下弯曲而且分歧。尘埃可反射太阳光,呈淡 黄色。彗尾尘埃来自彗发,彗发尘埃来自彗核。太阳光使彗核的冰融解,释 放气体及尘埃,构成彗发,再由太阳风的撞击,气体化为离子流,向后伸展, 化为气体彗尾,尘埃化为尘埃彗尾。 青年彗星尾部细长,全是气体。年代久了,彗核冰已蒸发完尽,彗核内 只剩下一些石块,彗尾几乎全是尘埃。最后,彗发及彗尾全部消失,石块散 布空中绕日公转,又成为小行星或流星体。 荷兰天文学家推想彗星的由来彗星怎样产生的?迄今尚无定论。宇宙内 恒星与恒星之间,或星系与星系之间,都有气体存在,例如原子氢及原子氧, 也有 CH、CN 及 NH2等气体。遇到宇宙射线,氢、氧等原子可结合为水,再混 合宇宙尘凝结为冰,就有可能形成彗星核,再逐渐扩大,成为彗星。当太阳 在环绕银心转动的时候,遇到彗星就把它纳入太阳系内,成为太阳系的一个 成员。 1950 年荷兰天文学家奥尔特提出了一种彗星起源的理论,叫做“奥尔特 彗星”。这是一种假说。奥尔特认为在距太阳系外围约 15 万个天文单位远处, 有一较均匀的球层云气完整地包围着太阳系,这云的质量相当于地球星 1~ 10 倍,云内已形成许多颗彗星,可称其为“彗星储库”。可能有一天,受太 阳邻近区域经过的某一大恒星的引力,迫使云气内侧小彗星离开云气,又为 太阳引力所捕捉,进入太阳系成为被人们发现的彗星。因此,彗星轨道变为 狭而长的椭圆形。如果其轨道为双曲线形时,它绕过太阳后可再回到这个球 状圆壳,彗星可从任何方向或任何角度进入太阳系,对于黄道面根本不理会, 有些彗星轨道倾角超过 100 度,例如哈雷彗星轨道倾角就有 162 度。
  彗星进入太阳系内,是否每颗都去绕日?这是个问题。彗星运动依据它 自己的惯力。因此,有些彗星绕日公转的方向,采用顺行,即九大行星绕日 公转的方向;有些逆行,同九大行星绕日公转的方向相反,例如哈雷彗星。 一般而论,周期短的彗星绕日方向全是顺行;周期长的有顺行,也有逆行。 彗星出现在木星轨道以内,受太阳引力较大,可能绕日。如在木星轨道以外, 根本望不见,不可能察觉。当彗星进入木星轨道以内,受太阳的引力而向太 阳前进,愈近太阳,太阳的引力愈强而太阳风的压力也跟着加大,它不能直 向太阳,必须环绕太阳,使太阳引力、邻近行星的引力及太阳风的阻力,彼 此平衡。只有这样,彗星才不会坠入太阳光球之内。 哈雷彗星最近一次来比上次消瘦 1910 年,当哈雷彗星出现时,它在地平 线上天空中,头部正对着已落的太阳,尾部直伸向后,活象一把光亮的扫帚, 尾部下方是金星,景色壮观。1986 年哈雷彗星再次出现。上次看到它时,笔 者正处幼年,只是对它的形象十分好奇;这次看到它,已是老年,觉得哈雷 彗星似乎消瘦了一些,而且光度减弱。这种感觉的产生,可能是由于距离不 同,视点角度也有差异。我觉得它瘦了,未必真瘦。然而包围彗核的冰柱, 由于冰的升华作用,化为气态而飞散,势必较往日为瘦。当它在近日点时, 因蒸发而减瘦;但当它到远日点时,在木星轨道外侧,由于温度太低可以吸 取太空游离的小冰点,以增大它的体积。据 1986 年乔托(Giotto,欧洲发射 的航天探测器)的探测,哈雷彗星长约 16 公里,形似圆柱,而非块状,更不 是球形。 据《科学新闻》(SN5/24/86)介绍,哈雷彗星的核类似一块干瘪的马铃 薯,而且肮脏非常难看。彗核不规则,其中有一个大核,也有一个小核,互 相连接。大核较亮,小核较暗,大小两核之间是细腰。苏联发射的维加太空 船进入太空后,距哈雷最近为 8030 公里时开始探侧;欧洲发射的乔托在接近 哈雷 605 公里时开始探测。苏联的太空船发现哈雷彗星核部放出五条爆炸的 喷射气流,乔托太空船也有同样的探测结果。
  据说这块彗核长 14 公里,宽 7.5 公里,厚 8.5 公里。彗核黑暗,类似焦炭,一般人叫它是烧焦了的马铃 薯。反照率只有 4%(月面反照率是 7%)。这些太空船探测的结果,都还认为 这个彗核 80%是冰(由水结成的冰),冰的表面有一层很薄的保护物,以阻 止冰的蒸发,可能是尘埃。冰遇太阳辐射后直接化为水汽,叫做升华作用。 水汽受热而膨胀,在冰核面上爆炸,化为喷射气流,一闪一闪地由冰面射出。 射出水汽的地点是喷口,形似火山口。依据乔托的探测,彗核内含有氢、氮、 氧、碳,这些元素都是有机物中必须有的元素。如果这彗核坠落地球星表面 上,不仅带来水,也带来有机物。 哈雷彗星的正确周期为 76.2 年。公元前 1057 年中国已有关于彗星的记 载,但不知它是那一颗彗星。英国天文学家哈雷曾观测研究了 1337~1698 年之间的 24 颗彗星的轨道,他指出他于 1682 年观测那颗彗星的轨道,与这 彗星前两次(1607 年和 1531 年)的轨道相似。因此他认为这可能是同一颗 彗星的三次回归。他也预告了这颗彗星将于 1758 年内再次回归。这预言后来 得到了证实。因此,后来特命名这颗彗星为哈雷彗星,以纪念他的贡献。哈 雷彗星近日点在地球星轨道以内,距太阳恒星只有 8 千万公里远。海王星轨 道外才是它的远日点所在地。推测它下次回归将在公元 2061 年,等着瞧吧。
    更多地理内容...
  • 关键词:彗星
  • 上一篇:六颗导航用亮星
  • 下一篇:星等与光谱
  • 相关地理文章()