正文 第13章 不速之客—彗星(1 / 3)

1.彗星概況

彗星是太陽係大家庭中一個奇特的成員,它不僅外貌奇特,而且行蹤“詭秘”。彗星拖著一條奇異的長尾巴,就好像是一把倒掛在天上的掃帚,我國古代人民形象地給它起了一個別名—掃帚星。彗星的“彗”字,在古代就有“掃帚”的意思。古希臘人把彗星稱為“發星”,認為彗星的尾巴是少女拖在腦後的美麗長發。

彗星是太陽係中的一個普通成員,在太陽引力下繞著太陽運動。太陽係中所有天體的運動軌道都是一條圓錐曲線,彗星的運動軌道也是一條圓錐曲線。圓錐曲線包括圓、橢圓、拋物線、雙曲線,不同的彗星運動軌道的形狀也不相同。目前還未發現有圓形軌道的彗星。具有拋物線和雙曲線形軌道的彗星,它們隻接近太陽一次。當繞過太陽後,越跑越遠,最後脫離太陽引力,離開太陽係,向遙遠的宇宙太空飛去,並且永遠不再歸來。另外還有一些彗星,它們沿著橢圓形的軌道繞太陽旋轉。盡管它們之間有的偏心率很大,會跑到離太陽很遠的地方去,但是總有一天它們還會回來。這些沿著橢圓軌道運行的彗星,才是太陽係的正式成員,人們稱它們為“周期彗星”。前麵說的那些一去不複返的彗星,被稱為“非周期彗星”,它隻不過是太陽係的一位過客。

科學家們經過研究和分析,認為來自太陽係以外的彗星是極少數,絕大多數的彗星都是太陽係的成員。它們原來的運行軌道,差不多都是偏心率接近於1的橢圓,這些彗星都是在一個比較扁長的軌道上繞太陽運行。如果彗星隻受到太陽引力的作用,那麼它的速度和運行軌道就永遠不會改變。在太陽的周圍有8個大行星,它們的質量相當大,尤其是木星和土星。當彗星從這些大行星附近經過時,不能忽視它們對彗星的引力。這個引力會使彗星的運行速度改變,從而改變它的運行軌道。這種由大行星引力作用產生的改變,在天文學中叫做“攝動”。

大行星的攝動,可以使長周期彗星變為短周期彗星,也可以使短周期彗星變為長周期彗星,甚至變為非周期彗星。當攝動使彗星的速度變小時,就可以縮短其運行周期;當攝動使彗星的速度加快時,就會使運行周期增加;當攝動使彗星的速度增加得很大,使它軌道變成拋物線形或雙曲線形,就會使這顆彗星成為一顆非周期彗星。

彗星的外貌和亮度,隨著它距離太陽的遠近而產生明顯的變化:當彗星離太陽很遠的時候,它像一顆很暗的星星。當它逐漸地運動到太陽附近時,變得越來越亮,而且由於太陽風和太陽輻射壓力,它產生一條拖在身後的尾巴。當它離太陽更近時,尾巴顯著地變長變大,在近日點處,它的尾巴最長最大。彗星過近日點後,它的尾巴逐漸縮小,最後又像一顆暗暗的星星,慢慢地消失在人們的視野中,甚至連大望遠鏡也無法看到它們。

彗星的體積是太陽係中最大的,但是它的質量卻並不大。彗星的質量都集中在彗核,那裏的平均密度大約為每立方厘米1克。有些彗星的彗核密度,可能會大一些,但也有的彗核密度僅有每立方厘米0.01克,比空氣的密度還要稀薄得多。可見彗星這個龐然大物,隻是虛胖而已。彗發的體積大,質量小,它的密度比彗核的密度小。又長又寬的彗尾體積最大,質量最小,密度最小。彗尾的物質極為稀薄,那裏的密度隻有地麵上空氣的10億億分之一。當彗星掩恒星時,被掩星的星光,可以穿過彗發和彗尾,它們的光線一般不會減弱也不會發生偏折,隻是看到星光發生閃爍而已。1910年哈雷彗星的尾巴曾經“掃”過地球,當預測地球要穿過哈雷彗星的彗尾時,立刻引起了騷動,不少人驚恐不已,生怕地球在碰撞中毀滅。但是彗星物質太稀薄了,地球從彗尾穿過時,地球上毫無異常現象。

過去的記載中曾記錄下許多著名的大彗星,如哈雷彗星、恩克彗星、比拉彗星、多納提彗星、科胡特克彗星等,其中哈雷彗星最為著名。哈雷彗星於1985~1986年回到地球和太陽附近。1986年2月9日,它通過近日點。20世紀80年代,美國與歐洲宇航局製定了一項聯合探測彗星的計劃,發射一顆探測彗星的航天器。這個探測器先以高速掠過哈雷彗星,然後再去訪問一個年老的、近期內活動不大的典型彗星—坦普耳2彗星。探測器近距離探測彗星,並向地球發回大量的資料。這一計劃大大地豐富了人們對於彗星這一奇異天體的認識。