远方的客人——彗星
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文/宋媛媛
◎彗星靠近太阳时的形态
彗星由松散的冰、尘埃、石块混合而成,就像一个巨大的“脏雪球”,直径几百米到几万米不等,
形状也是千奇百怪的。
彗星由彗核、彗发、彗尾组成。
作为一个天体,它为什么会有一条“大尾巴”
呢?这就要说到太阳了。
在彗星离太阳很远的时候,在望远镜中我们只能观察到一个星点,这
时候的彗星只有彗核。
当彗星距太阳约3 个天文单位时,受太阳辐射影响,彗星这 个“脏雪球”的表面开始融化、蒸发、升
华,在彗核周围形成朦胧的云雾状大气, 被称为彗发。
彗星更靠近太阳时,太阳辐 射压和太阳风就会把彗星大气中的气体和 尘埃向后推,使得彗发越拖越长,直到彗
星距离太阳约2个天文单位时,彗尾出现
彗星长什么样
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长长的彗尾大约可延长至1个天文单位,非常壮观。
彗星往往有两条“尾巴”:尘埃尾和离子尾。
当彗星靠近太阳时,在太阳辐射压的作用下,彗核中的尘埃被抛撒出来,形成弯弯曲曲的尘埃尾。
彗星这样一路抛撒,在它的轨道附近就会留下大量的尘埃。
如果这些尘埃与地球“相遇”,进入地球大气层就会形成美丽的流星或流星雨。
另外一条“尾巴”一离子尾是太阳辐射压和太阳风共同作用的结果,主要由一氧化碳、水等分子的离子组成。
这两条尾巴很好区分:从外观上看,尘埃尾弯弯曲曲,颜色偏黄白色;离子尾比较直,颜色偏蓝绿色,它们都是朝着与太阳相反的方向延伸。
彗星有多少种
彗星的轨道是一个巨大的椭圆形,距太阳最远端甚至可以延伸至太阳系边缘。
而轨道只有—小部分靠近太阳,所以彗星“访问”太阳的时间很短。
彗星要在轨道上“跑”完一圈可能需要几年甚至数万年的时间,天文学家根据轨道周期的长短对它们进行了分类。
轨道周期小于200年的被称为短周期彗星。
这种彗星来自柯伊伯带,那里像一个巨大的冰窖,“冷藏”着大量的彗星,大名鼎鼎的哈雷彗星就是一颗短周期彗星,周期在76年左右。
轨道周期大于200年的被称为长周期彗星。
这种彗星轨道虽然很长,但仍然会受太阳引力的约束。
1995年被发现的海尔-波普彗星,它的轨道周期大约在2500年左右。
2014年由天文爱好者发现的Lovejoy彗星(C/2014Q2),轨道周期长约1万年。
长周期彗星来自更遥远的奥尔特云,那是一个假想的球形云,很可能是一个更为巨大的“彗星冰工厂”。
◎海尔-波普彗星(你能分辨出哪条是离子尾,哪条是尘埃尾吗?)◎Love j oy彗星(C/2014Q2)发出少见的
蓝绿色光芒
超级链接
如何看懂彗星编号?
彗星的命名有国际统一的规则,了解了这个规则就能通过彗星的名字读出很多信息!以彗星C/1769P1为例。
“1769”表示的是发现这颗彗星的年份。
“P”代表发现的月份,以半个月为单位,26个字母去掉丨和Z不用,剩下24个字母按月份排列(A 表示1月上半月,B表示1月下半月,依此类推)。
大家可以算一算,排到P就是8月的上半月,而“P1”表示的就是八月上半月內发现的第一颗彗星。
“C/”又表示什么呢?彗星有不同的特点,有的像哈雷彗星一样是会定期回归的周期彗星,也有不回归或者还没算出轨道的彗星。
为了对它们进行分类,人们在彗星编号的最前面又进行了分类标记:
A/可能为小行星
P/确认回归1次以上的短周期彗星
C/长周期彗星
X/尚未算出轨道根数的彗星
D/不再回归或可能已经消失的彗星
了解了这些规则,我们就可以知道彗星C/1769P1就是1769年8月上半月发现的第一颗长周期彗星。
彗星的观测
彗星因其奇特的形象,一出现在夜空中就能引
起人们的注意。
然而在所有“来访”的彗星中,我
们能用肉眼看到的只有一小部分,其余不够亮的彗
星需要通过望远镜观测。
每年约有30多颗彗星能
6被望远镜观测到,其中属于新发现的大约只有几颗。
人类从很早开始就对彗星进行观测和记录了,
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在中国古代多部著作中均提及并记录过彗星。
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◎ 1986年拍摄的哈雷彗星
◎星尘号拍摄的怀尔德-2彗星
堆汉墓出土了 2 100多年前的帛书,其中图文并茂地
记录了形状各异的彗星,非常形象。
《晋书•天文志》中指出了彗星的本质:“彗体
无光,傅日而为光,故夕见则东指,晨见则西指。
”
我国还是最早、最完整记录哈雷彗星的国家,《春秋》 中记载了公元前613年哈雷彗星的回归,“秋七月, 有星孛于北斗”,星孛指的就是彗星。
此外,《史记》
中也有多处关于哈雷彗星的记载。
在古希腊时期,亚里士多德认为彗星是一种大气
现象。
16世纪,天文学家第谷通过大量观测数据证明彗星存在于地球大气层之外。
17世纪初, 伽利略第一次将望远镜指向星空,拉开了天文望远镜观测的序幕,彗星也成为当时天文界炙手
可热的观测目标。
天文学家哈雷通过观测1682年的大彗星,计 算出它的轨道,指出这颗彗星曾在1531年和1607年回归过,并 预言这颗彗星将于1758年再次回归。
后来,天文学家们通过孜
孜不倦的搜寻观测,在1759年3月发现了彗星的身影,这与哈 雷的预测非常接近。
为了纪念哈雷,人们将这颗彗星取名为哈 雷彗星。
哈雷彗星最近一次回归是在1986年,那一年有5艘宇
宙飞船近距离接触了彗星,为人类揭开了彗星的神秘面纱。
哈
雷彗星下一次回归预计是在2062年左右,希望大家能记住这个 时间,届时一睹哈雷彗星的风采。
为了更加深入地研究彗星,人类发射了很多探测器。
1999年美国发射了 “星尘号”探测器,
于2004年接近怀尔德-2彗星。
这枚探测器采集到了彗发的物质
样品,并于2006年成功返回地球。
2005年美国又发射了 “深度
撞击”号探测器,向目标彗星坦
普尔1号发射了一枚冰箱大小的炮弹,通过撞击获取了彗星内部 很多重要信息。
◎撞击前后对比
◎ “深度撞击”号
撞击坦普尔1号彗星
2004年欧洲发射了罗赛塔号探测器,经过10年的旅程,这枚探测器终于在2014年到达目
标67P/C-G彗星附近,并且释放菲莱号探测器着陆于彗星表面,对彗星进行取样研究。
◎罗赛塔号拍摄的67P/C-G彗星
◎罗赛塔号和菲莱号概念图
如何分辨天外来客
彗星和小行星、流星体一样,都属于太阳系小天体。
如何分清它们呢?其实,从体积上看,
彗星和小行星没有明显区别,但由于流星体一般来自彗星、小行星以及其他天体碎片,所以它
的体积会比彗星和小行星的体积小很多。
在观测时,这三种天体区别很大。
流星体会进入地球
大气层,它们非常明亮、移动速度快,转瞬即逝,更适合用肉眼观测。
彗星拖着长长的尾巴,
从地球上看几个小时才会在恒星背景上有些微的移动,只有足够亮时我们用肉眼才能看到它们,
大部分彗星需要借助双筒望远镜来观测。
小行星几乎很难用肉眼看到,在普通望远镜下,它也
只是一个针尖大小的光点,更多的小行星还是需要用专业望远镜进行观测。
从观测难度上看,
流星最容易,彗星其次,小行星最难。
根据观测研究,科学家们认为在地球形成的初期,正是彗星和小行星的相互撞击为地球带
来了大量的水和碳基分子,使生命得以形成。
太阳系的小天体就像一个个活标本一样,在宇宙
中穿行。
人们研究这些小天体,既可以获知更多关于太阳系成因、地球演化的信息,还可以对
这些小天体上的珍贵资源进行开发利用。
几十亿年前,是小天体为地球带来了生命繁衍的希望;几亿年前,也是小天体的撞击使得
地球上体积最大的生物一一恐龙灭绝了。
而今,人类已经慢慢学会和小天体打交道的方式,一
边侦测、防范小天体的撞击,一边主动到小天体上去采集信息和资源。
下次再见到流星、彗星
划过夜空,希望你在许愿之余,也能回想起我们本期所讲的知识,知道它们从何而来,为何而去。
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