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      遠(yuǎn)方的客人

      2020-07-29 09:06:03宋媛媛
      百科探秘·航空航天 2020年8期
      關(guān)鍵詞:哈雷彗星彗星小行星

      宋媛媛

      彗星靠近太陽時(shí)的形態(tài)

      彗星長什么樣

      彗星由松散的冰、塵埃、石塊混合而成,就像一個(gè)巨大的“臟雪球”,直徑幾百米到幾萬米不等,形狀也是千奇百怪的。彗星由彗核、彗發(fā)、彗尾組成。作為一個(gè)天體,它為什么會(huì)有一條“大尾巴”呢?這就要說到太陽了。在彗星離太陽很遠(yuǎn)的時(shí)候,在望遠(yuǎn)鏡中我們只能觀察到一個(gè)星點(diǎn),這時(shí)候的彗星只有彗核。當(dāng)彗星距太陽約3個(gè)天文單位時(shí),受太陽輻射影響,彗星這個(gè)“臟雪球”的表面開始融化、蒸發(fā)、升華,在彗核周圍形成朦朧的云霧狀大氣,被稱為彗發(fā)。彗星更靠近太陽時(shí),太陽輻射壓和太陽風(fēng)就會(huì)把彗星大氣中的氣體和塵埃向后推,使得彗發(fā)越拖越長,直到彗星距離太陽約2個(gè)天文單位時(shí),彗尾出現(xiàn)了。長長的彗尾大約可延長至1個(gè)天文單位,非常壯觀。彗星往往有兩條“尾巴”:塵埃尾和離子尾。當(dāng)彗星靠近太陽時(shí),在太陽輻射壓的作用下,彗核中的塵埃被拋撒出來,形成彎彎曲曲的塵埃尾。彗星這樣一路拋撒,在它的軌道附近就會(huì)留下大量的塵埃。如果這些塵埃與地球“相遇”,進(jìn)入地球大氣層就會(huì)形成美麗的流星或流星雨。另外一條“尾巴”——離子尾是太陽輻射壓和太陽風(fēng)共同作用的結(jié)果,主要由一氧化碳、水等分子的離子組成。這兩條尾巴很好區(qū)分:從外觀上看,塵埃尾彎彎曲曲,顏色偏黃白色;離子尾比較直,顏色偏藍(lán)綠色,它們都是朝著與太陽相反的方向延伸。

      Lovejoy彗星(C/2014Q2)發(fā)出少見的藍(lán)綠色光芒

      彗星有多少種

      彗星的軌道是一個(gè)巨大的橢圓形,距太陽最遠(yuǎn)端甚至可以延伸至太陽系邊緣。而軌道只有一小部分靠近太陽,所以彗星“訪問”太陽的時(shí)間很短。彗星要在軌道上“跑”完一圈可能需要幾年甚至數(shù)萬年的時(shí)間,天文學(xué)家根據(jù)軌道周期的長短對(duì)它們進(jìn)行了分類。

      軌道周期小于200年的被稱為短周期彗星。這種彗星來自柯伊伯帶,那里像一個(gè)巨大的冰窖,“冷藏”著大量的彗星,大名鼎鼎的哈雷彗星就是一顆短周期彗星,周期在76年左右。

      軌道周期大于200年的被稱為長周期彗星。這種彗星軌道雖然很長,但仍然會(huì)受太陽引力的約束。1995年被發(fā)現(xiàn)的海爾-波普彗星,它的軌道周期大約在2500年左右。2014年由天文愛好者發(fā)現(xiàn)的Lovejoy彗星(C/2014Q2),軌道周期長約1萬年。長周期彗星來自更遙遠(yuǎn)的奧爾特云,那是一個(gè)假想的球形云,很可能是一個(gè)更為巨大的“彗星冰工廠”。

      超級(jí)鏈接

      如何看懂彗星編號(hào)?

      彗星的命名有國際統(tǒng)一的規(guī)則,了解了這個(gè)規(guī)則就能通過彗星的名字讀出很多信息!以彗星C/1769P1為例?!?769”表示的是發(fā)現(xiàn)這顆彗星的年份?!癙”代表發(fā)現(xiàn)的月份,以半個(gè)月為單位,26個(gè)字母去掉I和Z不用,剩下24個(gè)字母按月份排列(A表示1月上半月,B表示1月下半月,依此類推)。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(nèi)發(fā)現(xiàn)的第一顆彗星?!癈/”又表示什么呢?彗星有不同的特點(diǎn),有的像哈雷彗星一樣是會(huì)定期回歸的周期彗星,也有不回歸或者還沒算出軌道的彗星。為了對(duì)它們進(jìn)行分類,人們?cè)阱缧蔷幪?hào)的最前面又進(jìn)行了分類標(biāo)記:

      了解了這些規(guī)則,我們就可以知道彗星 C/1769P1就是1769年8月上半月發(fā)現(xiàn)的第一顆長周期彗星。

      馬王堆漢墓出土的帛書下排記錄了彗星

      彗星的觀測(cè)

      彗星因其奇特的形象,一出現(xiàn)在夜空中就能引起人們的注意。然而在所有“來訪”的彗星中,我們能用肉眼看到的只有一小部分,其余不夠亮的彗星需要通過望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)。每年約有30 多顆彗星能被望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到,其中屬于新發(fā)現(xiàn)的大約只有幾顆

      人類從很早開始就對(duì)彗星進(jìn)行觀測(cè)和記錄了,在中國古代多部著作中均提及并記錄過彗星。馬王堆漢墓出土了2100多年前的帛書,其中圖文并茂地記錄了形狀各異的彗星,非常形象。

      《晉書·天文志》 中指出了彗星的本質(zhì) :“ 彗體無光,傅日而為光,故夕見則東指,晨見則西指。”我國還是最早、最完整記錄哈雷彗星的國家,《春秋》中記載了公元前613年哈雷彗星的回歸,“秋七月,有星孛于北斗”,星孛指的就是彗星。此外,《史記》中也有多處關(guān)于哈雷彗星的記載。

      1986年拍攝的哈雷彗星

      在古希臘時(shí)期,亞里士多德認(rèn)為彗星是一種大氣現(xiàn)象。16世紀(jì),天文學(xué)家第谷通過大量觀測(cè)數(shù)據(jù)證明彗星存在于地球大氣層之外。17世紀(jì)初,伽利略第一次將望遠(yuǎn)鏡指向星空,拉開了天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的序幕,彗星也成為當(dāng)時(shí)天文界炙手可熱的觀測(cè)目標(biāo)。天文學(xué)家哈雷通過觀測(cè)1682年的大彗星,計(jì)算出它的軌道,指出這顆彗星曾在1531年和1607年回歸過,并預(yù)言這顆彗星將于1758年再次回歸。后來,天文學(xué)家們通過孜孜不倦的搜尋觀測(cè),在1759年3月發(fā)現(xiàn)了彗星的身影,這與哈雷的預(yù)測(cè)非常接近。為了紀(jì)念哈雷,人們將這顆彗星取名為哈雷彗星。哈雷彗星最近一次回歸是在1986年,那一年有5艘宇宙飛船近距離接觸了彗星,為人類揭開了彗星的神秘面紗。哈雷彗星下一次回歸預(yù)計(jì)是在2062年左右,希望大家能記住這個(gè)時(shí)間,屆時(shí)一睹哈雷彗星的風(fēng)采。

      星塵號(hào)拍攝的懷爾德-2彗星

      為了更加深入地研究彗星,人類發(fā)射了很多探測(cè)器。1999年美國發(fā)射了“星塵號(hào)”探測(cè)器,于2004年接近懷爾德-2彗星。這枚探測(cè)器采集到了彗發(fā)的物質(zhì)樣品,并于2006年成功返回地球。

      2005年美國又發(fā)射了“深度撞擊”號(hào)探測(cè)器,向目標(biāo)彗星坦普爾1號(hào)發(fā)射了一枚冰箱大小的炮彈,通過撞擊獲取了彗星內(nèi)部很多重要信息。

      “深度撞擊”號(hào)撞擊坦普爾1號(hào)彗星

      撞擊前后對(duì)比

      2004年歐洲發(fā)射了羅賽塔號(hào)探測(cè)器,經(jīng)過10年的旅程,這枚探測(cè)器終于在2014年到達(dá)目標(biāo)67P/C-G彗星附近,并且釋放菲萊號(hào)探測(cè)器著陸于彗星表面,對(duì)彗星進(jìn)行取樣研究。

      羅賽塔號(hào)拍攝的67P/C-G彗星

      羅賽塔號(hào)和菲萊號(hào)概念圖

      如何分辨天外來客

      彗星和小行星、流星體一樣,都屬于太陽系小天體。如何分清它們呢?其實(shí),從體積上看,彗星和小行星沒有明顯區(qū)別,但由于流星體一般來自彗星、小行星以及其他天體碎片,所以它的體積會(huì)比彗星和小行星的體積小很多。在觀測(cè)時(shí),這三種天體區(qū)別很大。流星體會(huì)進(jìn)入地球大氣層,它們非常明亮、移動(dòng)速度快,轉(zhuǎn)瞬即逝,更適合用肉眼觀測(cè)。彗星拖著長長的尾巴,從地球上看幾個(gè)小時(shí)才會(huì)在恒星背景上有些微的移動(dòng),只有足夠亮?xí)r我們用肉眼才能看到它們,大部分彗星需要借助雙筒望遠(yuǎn)鏡來觀測(cè)。小行星幾乎很難用肉眼看到,在普通望遠(yuǎn)鏡下,它也只是一個(gè)針尖大小的光點(diǎn),更多的小行星還是需要用專業(yè)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)。從觀測(cè)難度上看,流星最容易,彗星其次,小行星最難。

      根據(jù)觀測(cè)研究,科學(xué)家們認(rèn)為在地球形成的初期,正是彗星和小行星的相互撞擊為地球帶來了大量的水和碳基分子,使生命得以形成。太陽系的小天體就像一個(gè)個(gè)活標(biāo)本一樣,在宇宙中穿行。人們研究這些小天體,既可以獲知更多關(guān)于太陽系成因、地球演化的信息,還可以對(duì)這些小天體上的珍貴資源進(jìn)行開發(fā)利用。

      幾十億年前,是小天體為地球帶來了生命繁衍的希望;幾億年前,也是小天體的撞擊使得地球上體積最大的生物——恐龍滅絕了。而今,人類已經(jīng)慢慢學(xué)會(huì)和小天體打交道的方式,一邊偵測(cè)、防范小天體的撞擊,一邊主動(dòng)到小天體上去采集信息和資源。下次再見到流星、彗星劃過夜空,希望你在許愿之余,也能回想起我們本期所講的知識(shí),知道它們從何而來,為何而去。

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