樂(lè)天
2000多年前,一位學(xué)者遙望星空,突然,一顆明亮的星星帶著光暈、拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴,劃過(guò)夜空,奇特而美麗。由于從未見(jiàn)過(guò)如此不同尋常的景象,學(xué)者認(rèn)真地將它記載了下來(lái),這就是彗星。在古代,由于對(duì)宇宙的不了解,人們很害怕這種奇怪而突然出現(xiàn)的景象,視之為一種兇兆,認(rèn)為它預(yù)示著戰(zhàn)爭(zhēng)失敗、重要人物去世等,中國(guó)古代有的皇帝甚至因?yàn)殄缧浅霈F(xiàn)而退位。因此,彗星在中國(guó)還有一個(gè)特殊的名字——“掃把星”。
現(xiàn)代科學(xué)家發(fā)現(xiàn),彗星有可能與生命有關(guān),它也許能夠揭示太陽(yáng)系形成和生命起源的奧秘。于是,科學(xué)家們努力地接近彗星,甚至“跳”上彗星,一探究竟。
彗星中的固體部分被稱為“彗核”,由水冰、氣體冰、巖石和塵埃組成,因此被稱為“臟雪球”;而包裹彗星的稀薄氣體被稱為“彗發(fā)”。彗星以橢圓形軌道圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),當(dāng)彗星遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí),它們是暗淡無(wú)光的;只有當(dāng)一顆彗星與太陽(yáng)接近時(shí),被太陽(yáng)加熱,表面物質(zhì)被汽化,彗星才變成一顆明亮的星體,就像被點(diǎn)燃的火柴頭;而太陽(yáng)風(fēng)沖擊著彗星,使其拖出一條長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴——彗尾。雖然一般彗核的直徑只有十幾千米,已發(fā)現(xiàn)的最大彗核也不超過(guò)60千米,但其彗發(fā)的直徑可達(dá)數(shù)百萬(wàn)千米,甚至比太陽(yáng)的直徑還大。當(dāng)彗星遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí),彗發(fā)和彗尾會(huì)逐漸消失。
大多數(shù)彗星遠(yuǎn)離太陽(yáng),非常暗淡,只能通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡觀察到,但當(dāng)它穿越太陽(yáng)系內(nèi)部時(shí),太陽(yáng)將它點(diǎn)亮,使它可能被肉眼觀察到。每隔10年就會(huì)有幾顆彗星可被肉眼觀察到,因此,從幾千年前開(kāi)始,彗星就被許多古文明記載。
由于彗星繞日公轉(zhuǎn),它也像地球一樣有公轉(zhuǎn)周期,從幾年到數(shù)萬(wàn)年不等,科學(xué)家可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)彗星的回歸日期和軌道進(jìn)行精確的預(yù)測(cè),這為探測(cè)彗星提供了方便。
17世紀(jì)的天文學(xué)家愛(ài)德蒙·哈雷畫(huà)像
有一顆彗星頻繁出現(xiàn)在世界各地的古代文明的歷史記錄中,算是人類的老朋友了,它就是著名的哈雷彗星,當(dāng)然,古人并不清楚這是同一顆彗星。
哈雷彗星是唯一能用肉眼看見(jiàn)的短周期彗星。英國(guó)天文學(xué)家愛(ài)德蒙·哈雷于1705年最先發(fā)現(xiàn)它是一顆多次出現(xiàn)的星體,并且計(jì)算出它的回歸周期是76年,預(yù)言這顆彗星將于1758年重返。1758年,這顆彗星果真回歸了,不過(guò)哈雷那時(shí)已經(jīng)去世了。后世為紀(jì)念這位偉大的天文學(xué)家,以他的名字命名了這顆彗星。
隨著現(xiàn)代天文學(xué)的發(fā)展,哈雷彗星的回歸必定是天文學(xué)家和天文愛(ài)好者的一大盛事,大家會(huì)做好十足的準(zhǔn)備迎接它的到來(lái)。其實(shí),哈雷彗星已經(jīng)不像從前那么明亮了,不借助現(xiàn)代觀測(cè)設(shè)備,已經(jīng)無(wú)法被肉眼看到。有的彗星比哈雷彗星更加壯觀,但可能要數(shù)千年才出現(xiàn)一次。
哈雷彗星下一次回歸將在2061年,你想到時(shí)親眼見(jiàn)證它的回歸嗎?
右側(cè)示意圖顯示了太陽(yáng)系中的三個(gè)小型天體的密集區(qū)域,最大的是奧爾特云,位于太陽(yáng)系最邊緣,科學(xué)家認(rèn)為它是長(zhǎng)周期彗星的發(fā)源地,但這個(gè)區(qū)域仍是一個(gè)假想,還沒(méi)有觀測(cè)數(shù)據(jù)能證明它的存在; 中間的是柯伊伯帶,科學(xué)家認(rèn)為此處是短周期彗星的發(fā)源地;最小的一圈是小行星帶,位于木星和火星軌道之間。
彗星是如何形成的?科學(xué)家推測(cè),太陽(yáng)系和它的行星是由彌漫的星云形成的,許多星云物質(zhì)最終沒(méi)有形成大的星體,只留下一些碎片,彗星就是其中的一部分碎片。因此,彗星相當(dāng)于太陽(yáng)系形成后的遺跡,也許保存著45億年前太陽(yáng)系形成時(shí)的信息,通過(guò)對(duì)彗星進(jìn)行仔細(xì)研究,我們將有可能了解到太陽(yáng)、各大行星的形成過(guò)程。
無(wú)數(shù)顆彗星如同休眠般聚集在太陽(yáng)系的邊緣地帶,那里距太陽(yáng)非常遙遠(yuǎn),太陽(yáng)引力薄弱,而且異常寒冷,幾乎達(dá)到絕對(duì)零度(- 273.15℃)。有時(shí),在太陽(yáng)系外星球的引力擾動(dòng)下,某些彗星會(huì)突然被踢出這個(gè)區(qū)域,開(kāi)始飛往太陽(yáng)的旅程。
彗星從太陽(yáng)系寒冷的邊緣飛向太陽(yáng)后,在接近太陽(yáng)的過(guò)程中會(huì)被太陽(yáng)蒸發(fā)掉一部分物質(zhì),因此每一次回歸都會(huì)造成一部分損耗,彗星最終就像一根燃盡的蠟燭,會(huì)消失殆盡。一般而言,一顆彗星只能繞日公轉(zhuǎn)1000次,而對(duì)于長(zhǎng)周期彗星而言,只有10%能通過(guò)近日點(diǎn)50次。
2000年7月,一顆彗星的彗核分裂成碎片,原因不明。
但并非每一顆彗星都會(huì)周期性回歸,有的彗星在接近太陽(yáng)時(shí)直接撞上了太陽(yáng)或離太陽(yáng)太近,以致被摧毀,化成微粒;有的彗星離太陽(yáng)不夠近,在其他行星的引力下被踢出了太陽(yáng)系;還有的彗星在行星的引力作用下可能直接與行星相撞,或者在原因不明的情況下分裂,化作若干碎片落入星際或其他行星上,這些碎片有時(shí)可以在地球上被肉眼看到,這便是流星雨。
1992年7月,鞋匠-列維9號(hào)彗星在接近木星時(shí)分裂成了21塊碎片,這些碎片開(kāi)始圍繞木星軌道旋轉(zhuǎn)。這種情況維持了2年后,所有碎片都落向木星,釋放出巨大的能量。每一塊碎片下墜,都以每秒60千米的速度撞擊木星大氣層,導(dǎo)致劇烈爆炸,碎片解體,產(chǎn)生一個(gè)巨大的熱火球,每一個(gè)火球都足足閃耀了15分鐘。當(dāng)爆炸結(jié)束后,爆炸碎屑沉入木星大氣中,形成一個(gè)長(zhǎng)期不變的“瘀傷”——一塊不完整的圓形黑斑,這塊黑斑比地球還大。