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太阳的家族:太阳系
1.3.10.1 1.彗星概况

1.彗星概况

彗星是太阳系大家庭中一个奇特的成员,它不仅外貌奇特,而且行踪“诡秘”。彗星拖着一条奇异的长尾巴,就好像是一把倒挂在天上的扫帚,我国古代人民形象地给它起了一个别名— 扫帚星。彗星的“彗”字,在古代就有“扫帚”的意思。古希腊人把彗星称为“发星”,认为彗星的尾巴是少女拖在脑后的美丽长发。

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彗 星

彗星是太阳系中的一个普通成员,在太阳引力下绕着太阳运动。太阳系中所有天体的运动轨道都是一条圆锥曲线,彗星的运动轨道也是一条圆锥曲线。圆锥曲线包括圆、椭圆、抛物线、双曲线,不同的彗星运动轨道的形状也不相同。目前还未发现有圆形轨道的彗星。具有抛物线和双曲线形轨道的彗星,它们只接近太阳一次。当绕过太阳后,越跑越远,最后脱离太阳引力,离开太阳系,向遥远的宇宙太空飞去,并且永远不再归来。另外还有一些彗星,它们沿着椭圆形的轨道绕太阳旋转。尽管它们之间有的偏心率很大,会跑到离太阳很远的地方去,但是总有一天它们还会回来。这些沿着椭圆轨道运行的彗星,才是太阳系的正式成员,人们称它们为“周期彗星”。前面说的那些一去不复返的彗星,被称为“非周期彗星”,它只不过是太阳系的一位过客。

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霍姆斯彗星

科学家们经过研究和分析,认为来自太阳系以外的彗星是极少数,绝大多数的彗星都是太阳系的成员。它们原来的运行轨道,差不多都是偏心率接近于1的椭圆,这些彗星都是在一个比较扁长的轨道上绕太阳运行。如果彗星只受到太阳引力的作用,那么它的速度和运行轨道就永远不会改变。在太阳的周围有8个大行星,它们的质量相当大,尤其是木星和土星。当彗星从这些大行星附近经过时,不能忽视它们对彗星的引力。这个引力会使彗星的运行速度改变,从而改变它的运行轨道。这种由大行星引力作用产生的改变,在天文学中叫做“摄动”。

大行星的摄动,可以使长周期彗星变为短周期彗星,也可以使短周期彗星变为长周期彗星,甚至变为非周期彗星。当摄动使彗星的速度变小时,就可以缩短其运行周期 ;当摄动使彗星的速度加快时,就会使运行周期增加;当摄动使彗星的速度增加得很大,使它的轨道变成抛物线形或双曲线形,就会使这颗彗星成为一颗非周期彗星。

彗星的外貌和亮度,随着它距离太阳的远近而产生明显的变化:当彗星离太阳很远的时候,它像一颗很暗的星星。当它逐渐地运动到太阳附近时,变得越来越亮,而且由于太阳风和太阳辐射压力,它产生一条拖在身后的尾巴。当它离太阳更近时,尾巴显著地变长变大,在近日点处,它的尾巴最长最大。彗星过近日点后,它的尾巴逐渐缩小,最后又像一颗暗暗的星星,慢慢地消失在人们的视野中,甚至连大望远镜也无法看到它们。

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彗星的体积是太阳系中最大的,但是它的质量却并不大。彗星的质量都集中在彗核,那里的平均密度大约为每立方厘米1克。有些彗星的彗核密度,可能会大一些,但也有的彗核密度仅有每立方厘米0.01克,比空气的密度还要稀薄得多。可见彗星这个庞然大物,只是虚胖而已。彗发的体积大,质量小,它的密度比彗核的密度小。又长又宽的彗尾体积最大,质量最小,密度最小。彗尾的物质极为稀薄,那里的密度只有地面上空气的10亿亿分之一。当彗星掩恒星时,被掩星的星光,可以穿过彗发和彗尾,它们的光线一般不会减弱也不会发生偏折,只是看到星光发生闪烁而已。1910年,哈雷彗星的尾巴曾经“扫”过地球,当预测地球要穿过哈雷彗星的彗尾时,立刻引起了骚动,不少人惊恐不已,生怕地球在碰撞中毁灭。但是彗星物质太稀薄了,当地球从彗尾穿过时,地球上毫无异常现象。

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哈雷彗星

过去的记载中曾记录下许多著名的大彗星,如哈雷彗星、恩克彗星、比拉彗星、多纳提彗星、科胡特克彗星等,其中哈雷彗星最为著名。哈雷彗星于1985~1986年回到地球和太阳附近。1986年2月9日,它通过近日点。20世纪80年代,美国与欧洲宇航局制定了一项联合探测彗星的计划,发射一颗探测彗星的航天器。这个探测器先以高速掠过哈雷彗星,然后再去访问一个年老的、近期内活动不大的典型彗星—坦普耳2彗星。探测器近距离探测彗星,并向地球发回大量的资料。这一计划大大地丰富了人们对于彗星这一奇异天体的认识。

彗星并不多见。据记载,人类有史以来仅观测到2000多次彗星,其中亮度超过金星的只有16次。按照通常的定义,亮度接近或超过亮行星的彗星,就是非常壮观的彗星,一般要平均20年左右才能出现1颗。实际上,彗星是非常多的,据天文学家估计不下1000亿颗。

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恩克彗星

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科胡特克彗星

知识小百科

彗星出现预示着人间有灾难吗?

彗里的形状很特别,像一把大扫帚。在科学不发达的古代,人们对这种出没无常、形状怪异的天体感到莫名的恐惧,常常把它和天灾人祸联系起来,认为它是灾祸的前兆。中国古书上曾称它为“妖星”、“扫帚星”。其实,彗星和地球一样,是太阳系的普通成员。许多彗星,都沿着扁长的轨道绕太阳运行,人们可以精确地预言它们露面的时间。彗里的出现,与天灾人祸毫无关系。