彗星小常识

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彗星的认识

彗星是星际间物质，英文是Comet，是由希腊文演变而来的，意思是“尾巴”或“毛发”，也有‘长发星’的含义。而中文的“彗”字，则是“扫帚”的意思。在《天文略论》这本书中写道：彗星为怪异之星，有首有尾。

通常彗星被称为“脏雪球”，从科学角度应当命名为“冰雪脏球”，一般情况下彗星表面是岩石，彗星内部是含有化学物质的冰雪结构。当冰雪和化学物质被加热，明亮的喷射流形成壮观的彗尾可延长数十万公里。

　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。

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彗星的起源　

太阳系的前身，是气体与尘埃所组成的一大团云气，在46亿年前，这团云气或许受到超新星爆炸震波的压缩，开始缓慢旋转与陷缩成盘状，圆盘的中心是年轻的太阳。盘面的云气颗粒相互碰撞，有相当比率的物质凝结成为行星与它们的卫星，另有部份残存的云气物质凝结成彗星。

当太阳系还很年轻时，彗星可能随处可见，这些彗星常与初形成的行星相撞，对年轻行星的成长与演化，有很深远的影响。地球上大量的水，可能是与年轻地球相撞的许多彗星之遗产，而这些水，后来更孕育了地球上各式各样的生命。

太阳系形成后的四十多亿年中，靠近太阳系中心区域的彗星，或与太阳、行星和卫星相撞，或受太阳辐射的蒸发，己消失迨尽，我们现在所见的彗星应来自太阳系的边缘。如假设残存在太阳系外围的彗星物质，历经数十亿年未变，则研究这些彗星，有助于了解太阳系的原始化学组成与状态。

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的3次方至10的13次方地球质量之间。

太阳系大家族包括八大行星与外围的柯伊伯带与欧特云。长周期彗星可能来至奥尔特云 (Oort cloud)而短周期彗星可能来自柯伊伯带(Kuiper Belt)。

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彗星的轨道

彗星的轨道有椭圆、抛物线、双曲线三种。




彗星轨道

　　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(200年以下)和长周期彗星（200年以上）。

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彗星的大小和质量

彗星没有固定的体积,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2亿千米。

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.

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彗星的结构和成分

彗星一般由彗核、彗发和彗尾组成，有的有彗云。

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”！

彗核是彗星最中心、最本质、最主要的部分。一般认为是固体，由石块、铁、尘埃及氨、甲烷、冰块组成。彗核直径很小，有几公里至十几公里，最小的只有几百米。

彗发：是彗核周围由气体和尘埃组成星球状的雾状物。半径可达几十万公里，平均密度小于地球大气密度的十亿亿分之一。通过光谱和射电观测发现，彗发中气体的主要成份是中性分子和原子，其中有氢、羟基、氧、硫、碳、一氧化碳、氨基、氰、纳等，还发现有比较复杂的氰化氢(HCN)和甲基氰(CH3CN)等化合物。这些气体以平均1—3千米/秒的速度从中心向外流出。

彗云：在彗发外由氢原子组成的云，人们又称为氢云。直径可达100万—1000万公里，但是有的彗星就没有彗云。

彗尾是在彗星接近太阳大约3亿公里(2个天文单位)开始出现，逐渐由小变大变长。当彗星过近日点(即彗星走到距太阳最近的一点)后远离太阳时，彗尾又逐渐变小，直至没有。彗尾的方向一般总是背着太阳延伸的，当彗星接近太阳时，彗尾是拖在后边，当彗星离开太阳远走时，彗尾又成为前导。彗尾的体积很大，但物质却很稀薄。彗尾的长度、宽度也有很大差别，一般彗尾长在1000万至1.5亿千米之间，有的长得让人吃惊，可以横过半个天空，如1842Ⅰ彗星的彗尾长达3.2亿千米，可以从太阳伸到火星轨道。一般彗尾宽在6000至8000千米之间，最宽达2400万千米，最窄只有2000千米。

根据彗尾的形状和受太阳斥力的大小，彗尾分为二大类。一类为“离子彗尾”由离子气体组成，如一氧化碳、氢、二氧化碳、碳、氢基和其他电离的分子。这类彗尾比较直，细而长，因此又称为“气体彗尾”或Ⅰ型彗尾。另一类为“尘埃彗尾”，是由微尘组成，呈黄色，是在太阳光子的辐射压力下推斥微尘而形成。彗尾是弯曲的，弯曲较大，较宽的又称为Ⅱ型彗尾；弯曲程序最大，又短又宽的又称为Ⅲ型彗尾。此外还有一种叫“反常彗尾”，彗尾是朝向太阳系方向延伸的扇状或长钉状。一般一颗彗有两条以上的不同类型彗尾。

彗尾产生

　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。

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彗星的功与过

彗星在运行过程中，由于受到大质量恒星（如太阳、木星等）的引力作用，会改变轨道，有可能与太阳系内行星相撞，如1994年7月17日彗木相撞，如果进入地球轨道，也可能一头撞上地球，那对地球生命绝对不是好消息。就是彗尾扫过地球，会出现流星雨。

流星和彗星没有必然联系，但大都是彗星尾迹产生的。流星是行星际空间的尘粒和固体块(流星体)闯入地球大气圈同大气摩擦燃烧产生的光迹。若它们在大气中未燃烧尽，落到地面后就称为“陨星”或“陨石”。流星体原是围绕太阳运动的，在经过地球附近时，受地球引力的作用，改变轨道，从而进入地球大气圈。许多流星从星空中某一点(辐射点)向外辐射散开，这就是流星雨。

陨石是太阳系中较大的流星体闯入地球大气后未完全燃烧尽的剩余部分，它给我们带来丰富的太阳系天体形成演化的信息，是受人欢迎的不速之客。每天都约有数十亿、上百亿流星体进入地球大气，它们总质量可达20吨。

陨石：地球会经常遭遇外来小天体。这些小天体进入地球大气层后会和地球大气剧烈摩擦并燃烧。这就是流星。如果流星还没有燃烧完就落到了地面上，那就是陨石。陨石按照其主要化学成分分为石陨石、铁陨石和石铁陨石三种。

它们的半径和质量彼此相差很大，不能一概而论。如果撞击地球的小天体直径在10公里以上，那么其造成的破坏将和当年恐龙那次一样。

恒星的过劳也很大，首先是给地球带来大量的水。

大约45亿年前地球形成的时候，太阳的热量把太阳系里的大部分水分赶到了星系的外围地区，这些水分至今还以冰冻的形式存在于土星环，木星的卫星欧罗巴，海王星、天王星以及数以十亿计的彗星之中。但是地球上也有足够的水分，一直以来科学家们都很好奇这些水是怎么来的。

目前有一种主流理论认为：这些水是地球形成约5亿年之后，一连串呼啸撞向太阳的彗星带来的。科学家发现至少部分彗星拥有和地球上的水相同化学特性的物质，这一理论的研究取得了重大进展。

彗星进入近太阳系后，冰被太阳的热量气化，留在近太阳系的空间里，在地球轨道上的水汽也会被地球吸收一部分。所以彗星也被称为“地球送水工”。

其次彗星可能给地球带来生命 物质

　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Daid Grinspoon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。

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彗星的能量

1994年7月17日4时15分到22日8时12分的5天多时间内，SL9的20多块碎片接二连三地撞向木星，这相当于在130多个小时中，在木星上空不间断地爆炸了20亿颗原子弹，释放出了约40万亿吨“TNT”烈性炸药爆炸时的能量。

彗星为什么会撞上木星呢？

天文学家通过观测和计算发现，SL9闯进我们太阳系已有相当长的时间。它在飞向太阳系内层的途中，于1992年7月8日到达离木星中心只有11万千米左右，对于半径达7万千米的木星来说，这是个很近的距离。木星的强大引力毫不客气地把离得如此近的SL9给瓦解了。待到1993年3月苏梅克夫妇和利维先生发现SL9时，它至少已经分裂成21块碎片，这些碎片排成一列，全长超过16万千米。有人形容它是“一列奔驰在太阳系空间的长长的列车”，又被称作“宇宙中的长项链”。

木星不仅“碾”碎了彗星，也改变了它的轨道。就在SL9被发现之后不久，天文学家们作出了准确的预报，不仅预报了它撞向木星将是不可避免的，也告诉了我们撞击的时间和撞在木星上的位置等。撞击事件准时发生了，当时，由21块碎片组成的“宇宙列车”已长达500万千米以上，其中半数以上的碎块的直径都超过了2千米。最大的碎块的直径大约是35千米，它是第一个撞上木星的。撞击产生出来的能量相当于6万亿吨“TNT”当量，瞬间温度在3万摄氏度以上，也许达到了5万摄氏度，撞击处的直径相当于地球直径的80%，撞击处周围的黑斑更比地球大得多。这一切说明木星受到了重重的一击。木星上空竟有3个月还弥漫着这次撞击所发出的尘埃。

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彗星的周期和发源地

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。长周期彗星可能来至奥尔特云 (Oort cloud)而短周期彗星可能来自柯伊伯带(Kuiper Belt)。

柯伊柏带有几百万颗行星，直径大于50千米的天体可能超过10万颗，都称为冥族小行星，轨道在30-50天文单位之间。主要集中在40-48天文单位内，最远达数万天文单位。最大的直径小于3000千米。

奥尔特云有数万亿颗冰封球，一光年远，是几万亿颗遥远的慧星的聚采地，从理论上来说，它距离太阳大约10万个天文单位，这意味着奥尔特云距离我们非常遥远，我们根本无法直接看到它内部的天体，因此只能凭借推测。但是它一定存在，并释放出多年来我们不断看到的慧星。奥尔特云是推测中的慧星发源地，这些慧星完成围绕太阳的长途旅行需要几个世纪。因为这些“长期慧星”来自不同的地方，科学家通常认为奥尔特云星球状。虽然哈雷等慧星，不是来自柯伊伯带，但是它们的轨道也与球状奥尔特云的不相符。这显示太空中很可能存在一个形状像油炸面包圈的“内奥尔特云”。天体物理学家认为奥尔特云是大约46亿年前在太阳周围形成的原形星盘的残余物。对奥尔特云了解的越多，越有助于我们了解太阳系和地球的产生过程。

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世纪大彗星——“ISON”彗星”

有报道称“ISON”彗星成为一颗掠日彗星. 这颗“泥雪球”将产生耀眼的光芒，亮度可达到月球的15倍. 如果ISON彗星能够幸存于此次太阳系之旅，可能再经过百万年将再次进入太阳系内部. 120万公里的近日点意味着该彗星非常接近光球层，炙热的等离子体可产生55万摄氏度的高温，因此彗星ISON能否在太阳的高温烘烤下生存下来也是个疑虑。　

它的抛物线轨道可能意味着起源于太阳系外侧，或许来自奥特星云，这颗彗星起源之地与太阳的距离是地日距离的50000倍。

今年11月28日彗星ISON将抵达距离太阳120万公里的近日点，我们可以看到该彗星的身影。彗星ISON掠日时的亮等将达到-14等，明显超过满月(-13等)的亮度. 在2013年11月28日，彗星C/2012 S1 (ISON)将抵达太阳系内侧，从近日点通过，距离太阳大约120万公里，之后它将来一个“急转弯”式的飞掠，沿着绕日轨道返回。

这颗彗星被研究人员发现时曾被认为亮度将超过满月(-13等)。

被誉为21世纪以来肉眼可见最明亮的彗星“艾森”（ISON），将在万众瞩目中掠过天宇，令人期待。这颗百年来最亮的彗星，我们一生中只有这一次机会能与之交会。

另有报道，今年初，人们就在期盼一颗叫“艾森”的彗星——科学家预测它会是“世纪彗星”，为百年来最大——目前，它正以每秒26公里的速度向太阳接近，预计北京时间11月29日凌晨4点过近日点，届时距离太阳只有195万公里。在此前后，它会比满月还要亮，即使在白天，人们用肉眼也能看到它美丽的倩影。

在11月11日~20日，将迎来最佳观测时间，届时，“艾森”的升起时间为凌晨4点左右，方位在东南方，可观赏一个小时左右。

　  北京时间11月29日，“艾森”过近日点，这期间，它会被淹没在日光中。12月12日以后，不出意外的话，它又将出现在公众视野中。

　会被太阳“烧死”？难说

　　11月29日，这颗彗星将抵达距离太阳表面不足200万公里的位置，由于结构比较松垮，彗星表面的岩石和尘埃将会熔化蒸发。因此，有天文学家认为，冲向太阳的艾森彗星在劫难逃。见“世纪彗星”或告吹？一头扑进太阳后毁灭

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　　不过，也有专家认为，艾森彗星灰飞烟灭的可能性不大，“在近日点，受到太阳起潮力的影响，可能损失一部分质量，但其飞离太阳时，应该还是可以观测到的。”见完整无缺的ISON彗星

其规模可与1680大彗星相提并论，即便是白天也可以看到该彗星的漂亮彗尾。

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中微子这几天非常纠结，艾森彗星（ISON）亮度越来越大，想拍几张照片与网友共享，但天气不好，又没有专业设备，20号以后离太阳太近，虽然亮度更大，但可能被太阳光淹没。11月29号彗星掠日，离太阳最近。能不能从轨道出来谁也不知道。天气好了准备在乡下住几天，专为看艾森彗星。