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走近彗星-彗星知识简介  

2013-07-22 13:10:28|  分类: 【天文星系】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  一提到 彗星 ,人们的脑海中就会自然而然的浮现出这样的图像:拖着一根长长的,犹如扫帚一般的尾巴,发着白色的光芒,沿着一条奇怪的轨迹划过天际。当然了,随着天文知识的普及,人们大多能够比较准确地了解彗星的性质,并且仅仅把它当作一种特殊的天文现象来进行观测了。而在我国的古代,彗星却享有一种奇特的地位。孛星、星孛、妖星、异星、蓬星、长星,这些都曾经是我国古书上所记载的彗星的名称。从这些名字我们就不难看出,古时之中国人对彗星并不友善,在他们的眼中,这种奇形怪状,偶尔现于天际的古怪星体乃是不祥之兆,会给人间带来灾祸的。彗星一旦出现,便是大灾大难的前兆。至于民间流传的所谓不吉利的“扫帚星”,也正是由形似扫帚的彗星演变而来。这一种原本很正常的天文现象,由于自然科学知识的贫乏,却在古代中国人心目中烙下了恐惧的烙印。  

 走近彗星-彗星知识简介 - 无边的爱 - 怡神仙居

   从古至今,彗星一直充满了神秘的色彩

 走近彗星-彗星知识简介 - 无边的爱 - 怡神仙居

古人认为彗星是定期来地球作恶的魔鬼,对它万分恐惧

  1.太阳系的不速之客

  西方人对于彗星的看法也未见得要高明多少。自亚里士多德起,长达千年的时间里,西方人一直认为彗星不过是一种大气中的燃烧现象,故而日心说的创始人波兰科学家哥白尼也认为“希腊人所谓的彗星,诞生在高层大气”。一直到了16世纪末期,丹麦科学家第谷才首次通过观测证明1577年的大彗星比月球远得多,这样才算是为彗星验明了正身。这之后,科学家和业余天文爱好者们不断的探索出彗星的种种特性,以往一直笼罩在彗星身上的神秘的面纱终于揭开。人们陆陆续续观测发现了1600余颗大大小小的彗星,然而,这仅仅是占彗星家族的沧海一粟而已。由于彗星本身的光芒较弱,它们只有在离我们相当近的地方才有可能被观测到,而一旦它们远离了太阳,就不能被人们看到了。据估算,单太阳系内的彗星数量就达到了1700万颗之多,这些彗星大多分布在太阳系的外部。

  在所有已观测到的彗星当中,最出名的无疑是哈雷彗星。这颗彗星是人类历史上第一颗先通过计算确定其存在,然后再经由观测证实的彗星。17世纪时,英国天文学家哈雷通过计算1682年出现的一颗大彗星的轨道,发现这颗彗星与天文资料记载中曾于1607和1531年出现的彗星有着相似的轨道。他通过反复的计算推测,断言这是同一颗彗星的三次回归,并预言它将遵循76年一现的周期,在1758年底或1759年初会再次出现。虽然哈雷最终逝世于1742年而未能亲自见到,但这颗彗星果然在1759年出现了并被哈雷身后的科学家所观测到。因而,为了纪念哈雷这一伟大的计算成果,这颗彗星被命名为“哈雷彗星”。哈雷彗星在我国历史上也有过十分丰富的记录,从春秋战国时代开始的二千多年间,它的每次回归,我国史书中都有过准确的记载。这其中,《春秋》所记载的鲁文公14年(公元前613年)“秋七月,有星孛入于北斗”,是世界上关于哈雷彗星的最早记录。

  随着科技水平的不断进步,人类对彗星的了解也越来越深入了,无论形态、运动方式、物理特性还是运行轨道,都逐渐为人们所掌握。首先,彗星既不是灾星,也不是什么燃烧现象,而是一种轨道较扁的星体,某些在椭圆轨道上按一定周期绕太阳运行,某些则只是在太阳系内露个脸便匆匆离去。从形态而言,彗星的与众不同之处在于它的大小和形态是随其离太阳的距离而变化的,不象其它天体那样有着固定的大小。

  我们肉眼所能见到的彗星一般分成三个部分:彗核、彗发和彗尾。远离太阳时,彗星看上去只是一个朦胧的星状亮斑,这个亮斑被称为彗头。彗头是由中心部分较亮的彗核和外围的云雾状包层组成,这一包层则被称之为彗发。而随着与太阳的距离越来越近,彗头的形状也在逐渐改变,彗发变得越来越大,越来越亮。当彗星来到火星轨道附近时,由于受到更强的太阳辐射,从彗核蒸发出的物质逾加增多,这些蒸发物在太阳的辐射压力和太阳风的作用之下,被“吹”向背着太阳的方向,形成肉眼可见的著名的“彗尾”现象。彗星越走近太阳,彗尾就越长。过了近日点后,彗星渐渐远离太阳,其形态的改变则与接近太阳时相反。

  1910年5月,哈雷彗星回归,当它从太阳和地球之间通过时,离地球只有2400千米,而它长长的彗尾足有2亿公里。当彗尾扫过地球时,曾有许多人惊惶失措,以为世界末日即将到来,而实际上,当会为最终扫过地球之后,地球上并没有发现任何特殊现象或者灾祸。这充分说明了,彗发与彗尾所含的物质是极其稀薄的。事实上,彗星物质的绝大部分都集中于不大的固态彗核中,彗发和彗尾的物质归根结底也是由于彗核的蒸发而产生的,因此可以说,彗核是彗星的本体。根据观测资料的表明,大多数彗星的彗核直径在几百米到十几千米的范围,其性质类似于一个不规则的扁球。彗核主要由冰物质(水冰、二氧化碳冰等)和尘埃物质组成,密度相当小,内部存在较多的空隙,物质分布呈大体均匀,局部不均匀。

  彗发是由慧核蒸发而形成的,其成分包含了尘埃和大量由碳、氢、氧、氮等成份组成的各种原子、离子以及分子。彗发的物质密度在内部比较密,而越远离彗核,密度就越小。一般而言,当彗星远离太阳4个天文单位之前,彗发的生成非常少或者完全没有。到了离太阳大约3个天文单位的时候,彗发开始生成,并且越来越大,越来越亮;到距离两个天文单位时开始产生彗尾,离太阳越近,彗尾越长越亮,最长时可超过一亿公里。彗尾的主要成分也为尘埃,通常称之为彗星尘。当然,并非所有的彗星都有比较显眼的彗尾的,某些轨道较为特殊的彗星可能并没有很醒目的彗尾。

  除了形态与众不同之外,彗星的轨道也充满了特色。和一般行星的公转轨道不同,彗星的轨道通常是长而扁的椭圆形,此外还有抛物线和双曲线等等形态。由于轨道的特殊性,导致这些彗星的公转周期相当之长,可以达到几百年甚至上万年。某些则干脆就只是太阳系的一个匆匆过客,离开了就再也不会回来了。这也给人们观测彗星带来了不少困难。某些时候,错过了一次观测机会,就有可能要等上上万年才能再睹这颗彗星的芳容。类似于哈雷彗星这样76年一会的,已经可以算得上是常客了。

  人类第一次近距离观测彗星,由1985年NASA的探测器“国际彗星探险者号”完成。这个探测器原本打算对太阳进行观测,后来才改道考察彗星。

  在1986年的彗星探测热潮中,前苏联和日本各发射了两个彗星探测器。但ESA的“乔托”号探测器成功接近了哈雷彗星。这个探测器飞到了距离哈雷彗星彗核不到600千米的地方,冒着被彗星散发出的尘埃粒子击毁的危险,成功地拍下了哈雷彗星花生形状般彗核的照片。

  1999年2月,NASA发射了星尘号彗星探测器。2004年1月初,星尘号成功地在距离Wild-2彗星150公里的地方收集到彗核发出的物质,并将于2006年1月带着采集到的样品返回地面。

  NASA的另一个彗星探测器“深空撞击号”(Deep Impact)也将于2004年底升空。这个探测器将把一个小的探测器投向Tempel-1彗星,在其表面撞出一个大坑,借此机会研究彗核的组成。

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