彗星解释和意思,彗星的科学解释

首页 > 大全 > 作者:YD1662022-12-17 16:29:07

彗星轨道呈高度椭圆状。当彗星在近日点或者离太阳最近的轨道上时,它和太阳的距离通常与日地距离相同。而彗星在远日点或者离太阳最远的轨道上时,它们远在冥王星的轨道之外。 如果观察彗星的时间足够长,它在天空上的运动能让我们估算出它什么时候在近日点以及其远日点有多远(更确切地说,我们可以估计其轨道的主轴)

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图解:在艾萨克·牛顿的自然哲学的数学原理中,1680年彗星的轨道被调整到与抛物线的轨道吻合。

早在1950年,Jan Oort就在分析已确定轨道的彗星。他发现很多彗星在远日点时与太阳的距离大致相同,都是50,000个天文单位(可供参考的是,地球距太阳1个天文单位,海王星距太阳40个天文单位,离我们最近的另一颗恒星在270,000个天文单位之外) 所以Oort提出太阳被一大群彗星包围着,其轨道可延伸至我们到最近恒星距离的1/5那么远。

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图解:太空船拜访103P/哈德利彗星的彗核和它造成的喷流。彗核的长度大约是2公里,最窄的地点宽仅约400米。

在离太阳如此远的地方,这些彗星仅仅受到太阳非常稀薄的引力束缚。哪怕是一两光年之内经过的恒星的非常轻微的引力推动,也足以很大程度上改变彗星轨道。这种引力拖曳可能会对彗星造成两种影响:

(1)摆脱太阳的引力束缚,飘进星际空间再也不回来;

(2)落入内太阳系。这是近期公认的对所谓“长周期”彗星起源的解释。这种彗星在很大的距离上绕日运行,直到一个轻微的引力推动改变了它们的轨道,并导致其落入内太阳系——我们看见它们的地方。因为其远日点依然在很远的地方,在它们回到内太阳系之前可能会花几百年,上千年,甚至可能一百万年,海尔-波普彗星就是这种彗星的一个例子。

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图解:彗星C/1995 O1(Hale Bopp)的照片,它拍摄时间在1997年4月4日,采用225毫米f/2.0施密特相机(焦距450毫米),拍摄于柯达豹400彩色幻灯片胶片上,曝光时间为10分钟。显示的视场约为6.5°x6.5°。在全分辨率下,当相机在曝光过程中跟踪彗星时,图像中的恒星看起来略微拉长。

彗星起源于奥尔特星云的理论并不能解释所有彗星的特征。比如“短周期”彗星,其运行周期少于200年,轨道在黄道平面内部或附近,黄道平面即地球和其他行星的运行平面。

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图解:理论上奥尔特云的距离与太阳系其他结构的大小对比

长周期的彗星似乎来自天空的四面八方。如果说在太阳系形成的时候遗留下了一个物质盘,延伸出去到了海王星轨道即50个天文单位甚至更远的地方,这便可以解释短周期彗星的存在。在这个物质盘里天体的相互碰撞以及来自我们太阳系里气态巨物的引力牵引足够使部分天体偶尔落入我们能观察到的内太阳系。哈雷彗星就是这种彗星的一例。

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图解:奥尔特云及柯伊伯带示意图

通过检测到1992 / QB1,20世纪90年代早期直接检测到了柯伊伯带物体,详情可见官网。太阳周围物质盘的其他间接证据来自附近被物质盘环绕的恒星的图像。其他行星周围的物质盘比迄今为止观察到的柯博伊带延伸到的部分大了几倍,但他们在质量上或许与柯博伊带相同,可见官方网站。

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图解:柯伊伯带天体—新视野号可能的研究目标。(艺术家的概念图)

有趣的是,关于奥尔特星云和柯博伊带的理论表明柯博伊带的形成时期或许更早。柯博伊带是来自太阳系形成时的碎片。来自它的并进入内太阳系的天体能与巨行星,特别是木星,产生重力的相互作用。一些天体会因为其轨道的改变而撞上其中一个行星(就像1994年的舒梅克-列维9号彗星);一些天体会被完全甩出太阳系;还有一些天体会被“踢进”一个非常大的轨道从而进入奥尔特星云。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. 大懒蛋- sciastro

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