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为什么说彗核是脏雪球

2018-01-03 08:42:12 作者:rrkp 来源:

彗星现象给人以十分深刻的印象,只要有一次机会亲眼目睹一颗带着长尾巴的明亮彗星高挂天际,真是一辈子也难忘记。


彗星现象也是十分复杂的,说它是变化多端,一点也不过分。不同的彗星在形态上有很大差别,这是可以理解的。即使是同一颗彗星,在围绕太阳公转的不同时间里和处在轨道的不同位置时,形态各不相同;每次回归来到太阳附近和显得活跃时,也不是每次都是一个模样而有不少差异。


凡此种种,都与彗核有着密切关系,而有关彗核本质的资料,尤其是第一手资料,是比较难得到的。彗核究竟是怎么样的?大多数天文学家认为所谓“致密核模型说”较为合理。


彗星有个致密核,即由紧密状态物质组成的核,这种看法在19世纪就有人提出来了,但缺少有效手段进行验证。有人认为彗核主要是由各种冰冻气体凝固成的冰块,有人则认为是石块。在此基础上,美国天文学家惠普尔于20世纪40年代末,提出了冰冻团块模型。他认为:彗核本身并不存在什么了不起的秘密,它只是个不大的、直径也许只有1千米到几千米的紧密冰冻团块,包含着一些冰冻的气体分子,如二氧化碳、一氧化碳,以及少量的氨和甲烷等,其间则夹杂着大小不等的细尘粒子,包括可能有的重元素微尘粒子和其他物质。它因此被形象地叫做“脏雪球”。


彗核的这种模型后来得到一些学者的改进和发展,又经过数十年的观测、论证,特别是1986年哈雷彗星回归时提供的大量资料,表明脏雪球的论点基本上符合事实。它认为:当彗星运行到比较靠近太阳的时候,太阳辐射的加热作用,使暴露在表层的冰首先得到足够的热量并升华成为气体,紧接着,太阳风又把处于膨胀状态中的气体“吹”散,形成彗发、彗尾,与此同时,细尘粒子也就被带离彗核表面。


部分气体分子还被太阳辐射所离解,譬如水分子(H2O)被离解为羟基(OH-)和氢离子(H+)。


彗星探测器对哈雷彗星的探测支持了惠普尔的模型,它发现哈雷彗星的彗核基本上是由不同大小的冰块堆积而成,彗核深处主要是较易挥发的冰块和其他原始物质,周围的水冰包层中则夹杂着硅酸盐和碳氢化合物,最外层则是难熔的碳质层,呈蜂窝状。探测器进行观测时,彗核表面好几处正在不断地向外喷射尘埃和气体,除水分外,其他主要成分是一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物等。彗核的体积约500立方千米,质量大体上在500亿~1300亿吨之间,其中70%以上为水冰,因此,其密度只及水冰的10%~40%。它不仅是个较松散的雪球,其脏、黑的程度,超过了人们的想象,反照率只有4%~5%,跟煤炭差不了多少。


彗星每次回归而走近太阳时,只是表面层被蒸发,内部保持着原先的冰冻状态。它每次只损失比例不大的组成物质,因而它的寿命有可能支持它绕太阳运动好几百圈到几千圈。彗核有自转,周期一般为几小时。这些,在观测哈雷彗星时都得到不同程度的证实。

关键词:雪球
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