·彗星的轨道
·彗星的结构
·彗尾的产生
·彗星的起源
·彗星的性质
·彗星与生命
·命名规则
彗星是星际间物质,俗称扫把星。在《天文略论》这本书中写道:彗星为怪异之星,有首有尾,俗象其形而名之曰扫把星。
观测
除了离太阳很远时以外,彗星的长长的明亮稀疏的彗尾,在过去给人们这样的印象,即认为彗星很靠近地球,甚至就在我们的大气范围之内。1577年第谷指出当从地球上不同地点观察时,彗星并没有显出方位不同:因此他正确地得出它们必定很远的结论。彗星属于太阳系小天体。每当彗星接近太阳时,它的亮度迅速地增强。对离太阳相当远的彗星的观察表明它们沿着被高度拉长的椭圆运动,而且太阳是在这椭圆的一个焦点上,与开普勒第一定律一致。彗星大部分的时间运行在离太阳很远的地方,在那里它们是看不见的。只有当它们接近太阳时才能见到。大约有40颗彗星公转周期相当短(小于100年),因此它们作为同一颗天体会相继出现。
历史上第一个被观测到相继出现的同一天体是哈雷彗星,牛顿的朋友和捐助人哈雷(1656一1742年)在1705年认识到它是周期性的。它的周期是76年。历史记录表明自从公元前240年也可能自公元前466年来,它每次通过太阳时都被观测到了。它最近一次是在1986年通过的。离太阳很远时彗星的亮度很低,而且它的光谱单纯是反射阳光的光谱。当彗星进入离太阳8个天文单位以内时,它的亮度开始迅速增长并且光谱急剧地变化。科学家看到若干属于已知分子的明亮谱线。发生这种变化是因为组成彗星的固体物质(彗核)突然变热到足以蒸发并以叫做彗发的气体云包围彗核。太阳的紫外光引起这种气体发光。彗发的直径通常约为105千米,但彗尾常常很长,达108千米或1天文单位。
科学家估计一般接近太阳距离只有几个天文单位的彗星将在几千年内瓦解。公元1066年,诺曼人入侵英国前夕,正逢哈雷彗星回归。当时,人们怀有复杂的心情,注视着夜空中这颗拖着长尾巴的古怪天体,认为是上帝给予的一种战争警告和预示。后来,诺曼人征服了英国,诺曼统帅的妻子把当时哈雷彗星回归的景象绣在一块挂毯上以示纪念。中国民间把彗星贬称为“扫帚星”、“灾星”。像这种把彗星的出现和人间的战争、饥荒、洪水、瘟疫等灾难联系在一起的事情,在中外历史上有很多。彗星是在扁长轨道(极少数在近圆轨道)上绕太阳运行的一种质量较小的云雾状小天体。
彗星的轨道
彗星的轨道有椭圆、抛物线、双曲线三种。
椭圆轨道的彗星又叫周期彗星,另两种轨道的又叫非周期彗星。周期彗星又分为短周期彗星和长周期彗星。一般彗星由彗头和彗尾组成。彗头包括彗核和彗发两部分,有的还有彗云。并不是所有的彗星都有彗核、彗发、彗尾等结构。我国古代对于彗星的形态已很有研究,在长沙马王堆西汉古墓出土的帛书上就画有29幅彗星图。在晋书“天文志”上清楚地说明彗星不会发光,系因反射太阳光而为我们所见,且彗尾的方向背向太阳。彗星的体形庞大,但其质量却小得可怜,就连大彗星的质量也不到地球的万分之一。由于彗星是由冰冻着的各种杂质、尘埃组成的,在远离太阳时,它只是个云雾状的小斑点;而在靠近太阳时,因凝固体的蒸发、气化、膨胀、喷发,它就产生了彗尾。彗尾体积极大,可长达上亿千米。它形状各异,有的还不止一条,一般总向背离太阳的方向延伸,且越靠近太阳彗尾就越长。宇宙中彗星的数量极大,但目前观测到的仅约有1600颗。彗星的轨道与行星的很不相同,它是极扁的椭圆,有些甚至是抛物线或双曲线轨道。轨道为椭圆的彗星能定期回到太阳身边,称为周期彗星;轨道为抛物线或双曲线的彗星,终生只能接近太阳一次,而一旦离去,就会永不复返,称为非周期彗星,这类彗星或许原本就不是太阳系成员,它们只是来自太阳系之外的过客,无意中闯进了太阳系,而后又义无反顾地回到茫茫的宇宙深处。周期彗星又分为短周期(绕太阳公转周期短于200年)和长周期(绕太阳公转周期超过200年)彗星。
目前,已经计算出600多颗彗星的轨道。彗星的轨道可能会受到行星的影响,产生变化。当彗星受行星影响而加速时,它的轨道将变扁,甚至成为抛物线或双曲线,从而使这颗彗星脱离大阳系;当彗星减速时,轨道的偏心率将变小,从而使长周期彗星变为短周期彗星,甚至从非周期彗星变成了周期彗星以致被“捕获”。
彗星的结构
彗星没有固定的体积,它在远离太阳时,体积很小;接近太阳时,彗发变得越来越大,彗尾变长,体积变得十分巨大。彗尾最长竟可达2亿多千米。彗星的质量非常小,绝大部分集中在彗核部分。彗核的平均密度为每立方厘米1克。彗发和彗尾的物质极为稀薄,其质量只占总质量的1%~5%,甚至更小。彗星物质主要由水、氨、甲烷、氰、氮、二氧化碳等组成,而彗核则由凝结成冰的水、二氧化碳(干冰)、氨和尘埃微粒混杂组成,是个“脏雪球”。
彗尾的产生
彗尾被认为是由气体和尘埃组成;4个联合的效应将它从彗星上吹出:
(1)当气体和伴生的尘埃从彗核上蒸发时所得到的初始动量。
(2)阳光的辐射压将尘埃推离太阳。
(3)太阳风将带电粒子吹离太阳。
(4)朝向太阳的万有引力吸力。
这些效应的相互作用使每个彗尾看上去都不一样。当然,物质蒸发到彗发和彗尾中去,消耗了彗核的物质。有时以爆发的方式出现,比拉彗星就是那样;1846年它通过太阳时破裂成两个,1852年那次通过以后就全部消失。
彗星的起源彗星的起源是个未解之谜。有人提出,在太阳系外围有一个特大彗星区,那里约有1000亿颗彗星,叫奥尔特云,由于受到其它恒星引力的影响,一部分彗星进入太阳系内部,又由于木星的影响,一部分彗星逃出太阳系,另一些被“捕获”成为短周期彗星;也有人认为彗星是在木星或其它行星附近形成的;还有人认为彗星是在太阳系的边远地区形成的;甚至有人认为彗星是太阳系外的来客。因为周期彗星一直在瓦解着,必然有某种产生新彗星以代替老彗星的方式。可能发生的一种方式是在离太阳105天文单位的半径上储藏有几十亿颗以各种可能方向绕太阳作轨道运动的彗星群。这个概念得到观测的支持,观测到非周期彗星以随机的方向沿着非常长的椭圆形轨道接近太阳。随着时间的推移,由于过路的恒星给予的轻微引力,可以扰乱遥远彗星的轨道,直至它的近日点的距离变成小于几个天文单位。当彗星随后进入太阳系时,太阳系内的各行星的万有引力的吸力能把这个非周期彗星转变成新的周期彗星(它瓦解前将存在几千年)。另一方面,这些力可将它完全从彗星云里抛出。如果这说法正确,过去几个世纪以来一千颗左右的彗星记录只不过是巨大彗星云中很少一部分样本,这种云迄今尚未直接观察到。与个别恒星相联系的这种彗星云可能遍及我们所处的银河系内。迄今还没有找到一种方法来探测可能与太阳结成一套的大量彗星,更不用说那些与其他恒星结成一套的彗星云了。彗星云的总质量还不清楚,不只是彗星总数很难确定,即使单个彗星的质量也很不确定。估计彗星云的质量在10-13至10-3地球质量之间。彗星的性质彗星的性质还不能确切知道,因为它藏在彗发内,不能直接观察到,但我们可由彗星的光谱猜测它的一些性质。通常,这些谱线表明存在有oh、nh和nh2基团的气体,这很容易解释为最普通的元素c、n和o的稳定氢化合物,即ch4,nh3和h2o分解的结果,这些化合物冻结的冰可能是彗核的主要成分。科学家相信各种冰和硅酸盐粒子以松散的结构散布在彗核中,有些象脏雪球那样,具有约为0.1克/立方厘米的密度。当冰受热蒸发时它们遗留下松散的岩石物质,所含单个粒子其大小从104厘米到大约105厘米之间。当地球穿过彗星的轨道时,我们将观察到的这些粒子看作是流星。有理由相信彗星可能是聚集形成了太阳和行星的星云中物质的一部分。因此,人们很想设法获得一块彗星物质的样本来作分析以便对太阳系的起源知道得更多。这一计划理论上可以作到,如设法与周期彗星在空间做一次会合。目前这样的计划正在研究中。彗星与生命彗星是一种很特殊的星体,与生命的起源可能有着重要的联系。彗星中含有很多气体和挥发成分。根据光谱分析,主要是c2、cn、c3、另外还有oh、nh、nh2、ch、na、c、o等原子和原子团。这说明彗星中富含有机分子。许多科学家注意到了这个现象:也许,生命起源于彗星!1990年,nasa的kevin.j.zahule和daidgrinspoon对白垩纪——第三纪界线附近地层的有机尘埃作了这样的解释:一颗或几颗彗星掠过地球,留下的氨基酸形成了这种有机尘埃;并由此指出,在地球形成早期,彗星也能以这种方式将有机物质像下小雨一样洒落在地球上——这就是地球上的生命之源。
命名规则在1995年前,彗星是依照每年的发现先後顺序以英文小楷排列。如1994年发现第一颗彗星就是1994a,按此类推,经过一段时间观测,确定该彗星的轨道并修正後,就以该彗星过近日点的先後次序,以罗马数字Ⅰ、Ⅱ等排在年之後(这编号通常是该年结束後二年才能编好)。如舒梅克‧利维九号彗星的编号为1993e和1994Ⅹ。
除了编号外,彗星通常都是以发现者姓氏来命名。一颗彗星最多只能冠以三个发现者的名字,舒梅克·利维九号彗星的英文名称为shoemaker-levy9。
由1995年起,国际天文联合会参考小行星的命名法则,采用以半个月为单位,按英文字母顺序排列的新彗星编号法。以英文全部字母去掉i和z不用将剩下的24个字母的顺序,如1月份上半月为a、1月份下半月为b、按此类推至12月下半月为y。
其後再以1、2、3..等数字序号编排同一个半月内所发现的彗星。此外为方便识别彗星的状况,于编号前加上标记:
a/可能为小行星
p/确认回归1次以上的短周期彗星,p前面再加上周期彗星总表编号(如哈雷彗星为1p/1982u1或简称1p亦可)
c/长周期彗星(200年周期以上,如海尔·博普彗星为c/1995o1)
x/尚未算出轨道根数的彗星
d/不再回归或可能已消失了的彗星(如舒梅克‧利维九号彗星为d/1993f2)
附s/新发现的行星之卫星
如果彗星破碎,分裂成个以上的彗核,则在编号後加上-a、-b..以区分每个彗核。回归彗星方面,如彗星再次被观测到回归时,则在p/(或可能是d/)前加上一个由iau小行星中心给定的序号,以避免该彗星回归时重新标记。例如哈雷彗星有以下标记:1p/1682q1=1p/1910a2=1p/1982u1=1p/halley=哈雷彗星。
以下是经国际天文联合会给予永久编号的周期彗星
在给予周期彗星一个永久编号之前,该彗星被发现后需要再通过一次近日点,或得到曾
经通过的证明,方能得到编号。例如编号“153p”的池谷•张彗星,其公转周期为360多
年,因证明与1661年出现的彗星为同一颗,因而获得编号。其他未有编号的周期彗星请
参阅cometography.com网站。
彗星通常是以发现者来命名,但有少数则以其轨道计算者来命名,例如编号为“1p”的
哈雷彗星,“2p”的恩克彗星和“27p”的克伦梅林彗星。同时彗星的轨道及公转周期
会因受到木星等大型天体影响而改变,它们也有因某种原因而消失,无法再被人们找到,
包括在空中解体碎裂、行星引力、物质透过彗尾耗尽等。
编号/命名中文名称发现者/再发现者
1p/halley哈雷彗星哈雷
2p/encke恩克彗星johannfranzencke
3d/biela比拉彗星biela
4p/faye法叶彗星faye
5d/brorsen布罗森彗星brorsen
6p/d'arrest达雷斯特彗星d'arrest
7p/pons-winnecke庞斯•温尼克彗星pons&winnecke
8p/tuttle塔特尔彗星塔特尔
9p/tempel1坦普尔一号彗星坦普尔
10p/tempel2坦普尔二号彗星坦普尔
11p/tempel-swift-linear坦普尔•斯威夫特•林尼尔彗星坦普尔、斯威夫特、linear小组
12p/pons-brooks庞斯•布鲁克斯彗星pons&brooks
13p/olbers欧尔伯彗星olbers
14p/wolf沃尔夫彗星wolf
15p/finlay范拉彗星finlay
16p/brooks2布鲁克斯二号彗星brooks
17p/holmes霍尔姆斯彗星holmes
18d/perrine-mrkos佩伦•马尔科斯彗星perrine&mrkos
19p/borrelly博雷林彗星borrelly
20d/westphalwestphal
21p/giacobini-zinner贾科比尼-津纳彗星giacobini&zinner
22p/kopff科普夫彗星kopff
23p/brorsen-metcalf布鲁森-梅特卡夫彗星brorsen&梅特卡夫
24p/schaumasseschaumasse
25d/neujmin2neujmin
26p/grigg-skjellerupgrigg&skjellerup
27p/crommelin克伦梅林彗星crommelin
28p/neujmin1neujmin
29p/schwassmann-wachmann1施瓦斯曼•瓦茨曼1号彗星施瓦斯曼、瓦茨曼
30p/reinmuth1雷睦斯一号彗星reinmuth
31p/schwassmann-wachmann2施瓦斯曼•瓦茨曼2号彗星施瓦斯曼、瓦茨曼
32p/comassolacomassola
33p/daniel丹尼尔彗星daniel
34d/gale盖尔彗星gale
35p/herschel-rigolletherschel&rigollet
36p/whipple惠普尔彗星whipple
37p/forbes福布斯彗星forbes
38p/stephan-oterma史蒂芬•奥特玛stephan&oterma
39p/oterma奥特玛彗星oterma
40p/vaisala1vaisala
41p/tuttle-giacobini-kresak塔特尔-贾科比尼-克雷萨克彗星塔特尔&giacobini&kresak
42p/neujmin3neujmin
43p/wolf-harrington沃尔夫•哈灵顿彗星wolf&harrington
44p/reinmuth2雷睦斯二号彗星reinmuth
45p/honda-mrkos-pajdusakova本田-马尔克斯-帕贾德萨科维彗星本田实&mrkos&pajdusakova
46p/wirtanen沃塔南彗星wirtanen
47p/ashbrook-jackson阿什布鲁克-杰克森彗星ashbrook&jackson
48p/johnson詹森彗星johnson
49p/arend-rigauxarend&rigaux
50p/arend阿兰德彗星arend
51p/harrington哈灵顿彗星harrington
52p/harrington-abell哈灵顿•阿贝尔彗星harrington&abell
53p/vanbiesbroeckvanbiesbroeck
54p/devico-swift-neat德威科-斯威夫特-尼特彗星devico&斯威夫特&neat
55p/tempel-tuttle坦普尔•塔特尔彗星坦普尔、塔特尔
56p/slaughter-burnhamslaughter&burnham
57p/dutoit-neujmin-delportedutoit&neujmin&delporte
58p/jackson-neujminjackson&neujmin
59p/kearns-kweekearns&kwee
60p/tsuchinshan2紫金山二号彗星紫金山天文台
61p/shajn-schaldachshajn&schaldach
62p/tsuchinshan1紫金山一号彗星紫金山天文台
63p/wild1怀尔德一号彗星怀尔德
64p/swift-gehrels斯威夫特•乔瑞斯彗星斯威夫特&gehrels
65p/gunngunn
66p/dutoitdutoit
67p/churyumov-gerasimenkochuryumov&gerasimenko
68p/klemolaklemola
69p/taylor泰勒彗星taylor
70p/kojima小岛彗星小岛信久
71p/clark克拉克彗星clark
72p/denning-fujikawa丹宁-藤川彗星denning&藤川繁久
73p/schwassmann-wachmann3施瓦斯曼•瓦茨曼3号彗星施瓦斯曼、瓦茨曼
74p/smirnova-chernykhsmirnova&切尔尼克
75p/kohoutek科胡特克彗星kohoutek
76p/west-kohoutek-ikemura威斯特-科胡特克-池村彗星west&kohoutek&ikemura
77p/longmore隆莫彗星longmore
78p/gehrels2gehrels
79p/dutoit-hartleydutoit&hartley
80p/peters-hartleypeters&hartley
81p/wild2怀尔德二号彗星怀尔德
82p/gehrels3gehrels
83p/russell1罗素一号彗星罗素
84p/giclasgiclas
85p/boethin波星彗星利奥波星
86p/wild3怀尔德三号彗星怀尔德
87p/bus巴斯彗星bus
88p/howellhowell
89p/russell2罗素二号彗星罗素
90p/gehrels1gehrels
91p/russell3罗素三号彗星罗素
92p/sanguinsanguin
93p/lovas1lovas
94p/russell4罗素四号彗星罗素
95p/chiron奇龙彗星kowal
96p/machholz1麦克霍尔兹一号彗星machholz
97p/metcalf-brewington梅特卡夫-布鲁英顿彗星metcalf&brewington
98p/takamizawa高见泽彗星高见泽今朝雄
99p/kowal1科瓦尔彗星kowal
100p/hartley1哈特雷一号彗星哈特雷
101p/chernykh切尔尼克彗星切尔尼克
102p/shoemaker1舒梅克一号彗星c.shoemaker&e.shoemaker
103p/hartley2哈特雷二号彗星哈特雷
104p/kowal2科瓦尔二号彗星kowal
105p/singerbrewstersingerbrewster
106p/schusterschuster
107p/wilson-harringtonhelin&wilson&harrington
108p/ciffreociffreo
109p/swift-tuttle斯威夫特•塔特尔彗星斯威夫特、塔特尔
110p/hartley3哈特雷三号彗星哈特雷
111p/helin-roman-crocketthelin&roman&crockett
112p/urata-niijima浦田•新岛彗星浦田武、新岛恒男
113p/spitalerspitaler
114p/wiseman-skiffwiseman&skiff
115p/maurymaury
116p/wild4怀尔德四号彗星怀尔德
117p/helin-roman-alu1helin&roman&alu
118p/shoemaker-levy4舒梅克•利维四号彗星c.shoemaker,e.shoemaker&levy
119p/parker-hartleyparker&hartley
120p/mueller1mueller
121p/shoemaker-holt2c.shoemaker,e.shoemaker&holt
122p/devico德威科彗星devico
123p/west-hartleywest&hartley
124p/mrkos马尔科斯彗星mrkos
125p/spacewatchspacewatch
126p/iras艾拉斯彗星iras卫星
127p/holt-olmsteadholt&olmstead
128p/shoemaker-holt1c.shoemaker,e.shoemaker&holt
129p/shoemaker-levy3舒梅克•利维三号彗星c.shoemaker,e.shoemaker&levy
130p/mcnaught-hughesmcnaught&hughes
131p/mueller2mueller
132p/helin-roman-alu2helin&roman&alu
133p/elst-pizarroelst&pizarro
134p/kowal-vávrovákowal&vávrová
135p/shoemaker-levy8舒梅克•利维八号彗星c.shoemaker,e.shoemaker&levy
136p/mueller3mueller
137p/shoemaker-levy2舒梅克•利维二号彗星c.shoemaker,e.shoemaker&levy
138p/shoemaker-levy7舒梅克•利维七号彗星c.shoemaker,e.shoemaker&levy
139p/vaisala-otermavaisala&oterma
140p/bowell-skiffbowell&skiff
141p/machholz2麦克霍尔兹二号彗星machholz
142p/ge-wang葛•汪彗星葛永良、汪琦
143p/kowal-mrkos科瓦尔-马尔科斯彗星kowal&mrkos
144p/kushida串田彗星串田嘉男
145p/shoemaker-levy5舒梅克•利维五号彗星c.shoemaker,e.shoemaker&levy
146p/shoemaker-linear舒梅克•林尼尔彗星c.shoemaker,e.shoemaker&linear
147p/kushida-muramatsu串田•村松彗星串田嘉男、村松修
148p/anderson-linear安德逊•林尼尔彗星anderson&linear
149p/mueller4mueller
150p/loneos罗维尔彗星(150p)loneos小组
151p/helin赫琳彗星helin
152p/helin-lawrencehelin&lawrence
153p/ikeya-zhang池谷•张彗星池谷薰、张大庆
154p/brewington布鲁英顿彗星brewington
155p/shoemaker3舒梅克三号彗星c.shoemaker&e.shoemaker
156p/russell-linear罗素•林尼尔彗星罗素、linear小组
157p/trittontritton
158p/kowal-linear科瓦尔-林尼尔彗星kowal、linear小组
159p/loneos罗维尔彗星(159p)loneos小组
160p/linear林尼尔彗星(160p)linear小组
161p/hartley-iras哈特雷•艾拉斯彗星哈特雷、iras卫星
162p/sidingspringsidingspring
163p/neat尼特彗星(163p)neat小组
164p/christensen克里斯坦森彗星克里斯坦森
165p/linear林尼尔彗星(165p)linear小组
166p/neat尼特彗星(166p)neat小组
167p/cineoscineos小组
168p/hergenrothercarlw.hergenrother
169p/neat尼特彗星(169p)neat小组
170p/christensen克里斯坦森二号彗星克里斯坦森
171p/spahrtimophyb.spahr
172p/yeung杨彗星杨光宇
173p/mueller5jeanmueller
174p/echeclus太空监测
175p/hergenrothercarlw.hergenrother
176p/linear林尼尔彗星linear小组
177p/barnard2巴纳德二号彗星巴纳德
178p/hug-bell胡格•贝尔彗星胡格、贝尔
179p/jedicke
180p/neat尼特彗星neat小组
181p/shoemaker-levy6舒梅克•利维6号彗星
已分裂的彗星
*51p哈灵顿彗星
*57p/dutoit-neujmin-delport
*73p施瓦斯曼•瓦茨曼3号彗星
*101p切尔尼克彗星
*128p/shoemaker-holt
*141p麦克霍尔兹二号彗星
已消失的彗星
*3d比拉彗星
*5d布罗森彗星
*18d佩伦•马尔科斯彗星
*20d/westphal
*25d/neujmin2
*34d盖尔彗星