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天文小常识-彗星,除了你知道的还有这些

2020-01-22来源:开心聊情感

彗星(Comet),是进入太阳系内亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体,呈云雾状的独特外貌,它们闪烁着淡淡的银光而且还拖着一条长长尾巴,古人称它们为“扫把星”,也叫做彗星。“星孛”是我国古代对彗星的称呼,此外还有蓬星、长星等称呼。

天文小常识-彗星,除了你知道的还有这些

图1 哈雷彗星

一、彗星的起源

大多数天文学家都接受的的观点是,长周期的彗星来自奥尔特星云,而短周期的彗星可能来自柯伊伯带。1950年,荷兰天文学家Jan Oort提出在距离太阳3WAU到一光年之间的球壳状地带,有数以亿记的彗星存在,这些彗星是太阳系形成早期的残留物。有些奥尔特彗星受到经过的天体的影响,或由于彼此之间的碰撞,离开了原来的轨道。大多数的离轨彗星没有进入太阳系范围内,只有少数彗星,沿着各式各样的轨道进入太阳系。

二、彗星的组成和结构

1、彗星分为彗核、彗头和彗尾三部分

彗核是彗星最中心、最本质、最主要的部分。一般认为是固体,由石块、铁、尘埃及氨、甲烷、冰块组成。彗核直径很小,有几公里至十几公里,最小的只有几百米。当彗星接近恒星时,彗星物质升华,在冰核周围形成朦胧的彗发和一条稀薄物质流构成的彗尾。由于太阳风的压力,彗尾总是指向背离太阳的方向形成一条很长的彗尾。彗尾一般长几千万千米,最长可达几亿千米。彗星的形状像扫帚,所以俗称扫帚星。

彗头是彗星最前端的大“绒球”,它的的直径可以达到数十万千米,而太阳系中最大的行星木星的直径只有大约14万千米。但你所看到的其实是由于太阳的加热而从彗星的固体部分释放出的密度极低的气体。在大多数情况下,这些气体的密度比地球上的实验室所能达到的真空还要低。尽管如此,但它们却具有良好的反射阳光的能力,因此看上去很亮。

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图2 彗星的机构

2、彗星都是“脏雪球”

每颗彗星都是不同的,而且还存在一些介于彗星和小行星之间的天体,所以要回答彗星是由什么组成的是很难的。 一般来说,彗核是一座山那么大的一个“脏雪球”,由岩石、尘埃、砂砾以及水、氨、甲烷、氰、氮、氨、二氧化碳、甲烷等混合而成。

彗星上的水是以水冰的形式出现的,这些固态的挥发性物质被统称为“冰”。当彗星接近太阳的时候,这些冰会从固体直接升华成气体,形成彗星巨大的彗头以及长长的彗尾。当这些气体被释放出来之后,天文学家就能使用望远镜来研究并确定它们的组成。

彗星没有固定的体积,它在远离太阳时,体积很小;接近太阳时,彗发变得越来越大,彗尾变长,体积变得十分巨大。彗尾最长竟可达2亿多千米。彗星的质量非常小,彗核的平均密度为1 克每立方厘米 。彗头和彗尾的物质极为稀薄,其质量只占总质量的 1~5%,甚至更小。

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图3 哈雷彗星的轨道示意图

三、彗星的轨道和周期

彗星轨道多为抛物线或双曲线,少数为椭圆轨道。它们距离太阳越远,运动得就越慢。科学家通过彗星的历史观测记录可以推算出出彗星围绕太阳公转的轨道参数(近日点、远日点、偏心率、轨道面与黄道面夹角、升交点黄经、近日点与升交点的角距),进而可以推算出彗星的历表,即不同时刻在田秋殇的视位置(赤经、赤纬)。

彗星属于太阳系小天体。 每当彗星接近太阳时,它的亮度迅速地增强。对离太阳相当远的彗星的观察表明它们沿着被高度拉长的椭圆运动,而且太阳是在这椭圆的一个焦点上,与开普勒第一定律一致。彗星大部分的时间运行在离太阳很远的地方,在那里它们是看不见的。只有当它们接近太阳时才能见到。

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图4 罗塞塔号探测器与67P彗星伴飞

四、哈雷彗星

目前人们已发现绕太阳运行的彗星有 1700 多颗。著名的哈雷彗星绕太阳一周的时间为 76 年。在哈雷彗星于1986年回归前几年,天文学家就开始对它进行跟踪。在1982年当它穿越土星轨道时,拍摄到了它的照片。由于距离太阳还极为遥远没有释放出气体,因此在照片中根本看不出它是一颗彗星。

中国古代关于彗星的纪事也很早,最可靠的是古书《春秋》对出现于鲁文公十四年(公元前613年)的彗星记录。从鲁文公十四年到清代宣统二年(公元1910年)止,史书对哈雷彗星出现的记载多达31次(哈雷彗星绕太阳运行的平均周期是76年,因此大约每隔76年它将出现一次,1986年它再次出现),且记述详尽。

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