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扫帚星:万般皆谜

http://www.sina.com.cn  2008年12月30日16:33   《航天员》杂志

  一颗完整的彗星,有一个明亮的头,长长的扫帚一样的尾。彗头中央明亮部分的核心是直径几公里到几十公里的固体核,核外四周看上去毛茸茸的模糊亮团称为彗发,彗发外面的氢原子云称为彗云。而彗星后部延伸很远的射线状亮线条是彗尾。彗星主要由彗头和彗尾组成。彗头包括彗核、彗发和彗云。不要以为我们已经弄清楚了彗星的构成,其实貌似简单的彗星,却万般皆谜。

  彗核之谜:彗核是彗星的主体,由固态物质组成。彗核有时会分裂,如“苏梅克—列维9 号”彗星(Shoemaker-Levy 9,,简称SL9)和“麦克豪尔2 号”彗星。“碎石堆””(Gravel-Bank)的想法也因此而产生,认为彗核是一堆相互作用力不太大的物质堆聚在一起的,一遇到外力作用不平衡,碎块就会分开。

  不过,科学家们还提出了另一种猜想——“肮脏冰块”。这种猜想认为,彗核就是一大块由冰和尘埃冻在一起的肮脏大冰块。对哈雷彗星的观测结果相对支持“肮脏冰块”理论,因为探测哈雷彗星时发现,彗星表面有黑色尘埃覆盖。黑色物质吸收约96%的太阳光,形成彗星表面30℃以上的高温。但还不能说彗星普遍都是这样的。

  彗发之谜:彗星彗核向太阳靠近时,彗核吸收大量太阳能使固态物质升华成气态分子、原子、离子和尘埃。它们在彗核表面形成大气层,不仅能散射太阳光,而且自身也吸收太阳光并发出荧光,形成了发亮的彗头,彗头中核心部分是核,在四周发亮的是彗发。彗发成分、结构都很复杂,还能形成磁场。形成的磁场犹如一个瓶子,瓶状的中间部分——磁腔磁场很弱,磁场向后延伸很远,其边缘远达数千公里。

  有人提出用太阳风理论来解释这种现象:太阳日冕中吹出大量带正电荷的质子和带负电荷的电子,高速的太阳风刮到彗星大气层,受到彗星大气层阻碍突然减退,太阳风和大气层相互作用引起激波,带电的粒子做相当复杂的运动,磁场就是由这些带电粒子的运动形成的。 但是,目前我们还未能证实这个说法是否完全正确。

  彗尾之谜:彗星彗尾有两支,一支基本上沿着日彗连线一直向后延伸。它主要由一氧化碳、二氧化碳、水、氦等离子组成。彗尾中的这些离子以极大的加速度向后飞奔,远离彗头。加速度大表明它们受到了很大的作用力,于是,有的科学家设想这是太阳风中的带电粒子和离子的相互作用产生的。但是,后来研究证明,这种相互作用产生的加速度根本没有那么大,因此至今尚未对此作出合理的解释。

  另一支彗尾相对于尾轴对称产生。然后,一边伸长一边向尾轴靠拢,最终合并到彗尾上去。科学家仍用太阳风理论解释这一支彗尾成因:和太阳风相互作用而飞离彗头的离子在太阳风形成的磁场中一边前进,一边旋转,像一把边旋转边收拢的折伞。

  但是,彗尾并不一定是规则的:它们会弯曲;方向会突变,成螺旋状;甚至会凝集、扭曲……这些现象现今也没有一个完善的理论说明。

  对我们而言,彗星并不陌生。但是,隐藏在它们身上的谜团却没有终结。闯进太阳系的彗星最终的归宿如何,是如黄鹤一去不复还还是会定期归来?彗星的每次出现究竟预示着什么?美国宇航局的深度撞击太空船能给我们带回什么,人类首次“炮轰”彗星会揭开这千年之谜吗?下期太空迷云,我们会继续描述为你神秘的彗星。

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