96P彗星的照片
那么,我们看到的“扫把”样子的彗星,它的构成是怎么样的呢?
简单的说,彗星分为“彗头”和“彗尾”两部分。彗星头部的彗核是它的核心,在彗星头部,由冰物质构成,因为它诞生的地方很冷;彗星接近太阳时,彗核的物质升华,在头部彗核周围形成朦胧的一团,叫做彗发;彗星挥发物质在太阳风“吹”之下,拖成一条稀薄物质流的尾巴,形状好像扫把,就叫彗尾。
“扫把星”
分开来说:
彗头的核心就是彗核,也是整个彗星的核心、挥发物质的来源。一般我们认为彗核是固体,由石块、铁、尘埃及氨、甲烷、冰块组成,也是为什么有时候管彗星叫“脏雪球”,“雪”说的是冻成冰的水,“脏”说的是混合了各种杂质。彗核直径很小,往往为几公里至十几公里,最小的只有几百米。彗核的平均密度为每立方厘米1克,但它自己就占了整个彗星质量的95%以上,也可见接下来要说的其他部分是多么稀薄和“缥缈”。
彗发是彗核周围由气体和尘埃组成球状的雾,像外膜一样把彗核包裹起来,或者像是彗核周围的“大气”,不过它比彗核大多了,半径可达几十万公里,而平均密度小于地球大气密度的十亿亿分之一。彗发是彗核挥发出来的气体,从里向外流出来的平均速度是每秒1-3 公里。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、钠等。
实际观测中,科学家们还发现有一些彗星在彗发的外面还有一层由氢原子组成的云所包围,直径可以达到 100万-1000万公里,就称之为“彗云”或“氢云”,也可以算作彗头的组成部分。不过这只是一部分彗星才有的。
彗星大体结构
那么,彗星有着这么厚又稀疏的气体,高速飞行在太阳风当中,免不了气体要拖成一个长尾巴了,也就是彗尾。彗尾是我们看到的彗星最显著的特征。彗星没有在远离太阳时体积很小,但接近太阳时,由于温度升高、挥发加剧,彗发变得越来越大,彗尾也一起变长,整个彗星体积变得十分巨大。彗尾最长可以有几亿多公里,如 1842Ⅰ彗星的彗尾长达 3.2亿公里,可以从太阳伸到火星轨道;彗尾如此巨大,地球都能从彗尾中穿过去。上百年前人们预测到这样的现象时相当惊恐,有谣言说人类会被彗尾的毒气毒死——不过现在我们知道了,人类对这种现象一点感觉也没有。
按照形状,彗尾主要分为两大类: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,其中较宽的又称为Ⅱ型彗尾,而弯曲很厉害、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。一般一颗彗星有两条以上的不同类型彗尾。
彗星结构
彗尾往往在彗星接近太阳大约3亿公里(2 倍与地球到太阳的距离)开始出现,并逐渐由小变大变长,当彗星靠近太阳后又远离时重新逐渐变小直到消失。在太阳风的作用下,彗尾的方向一般总是背着太阳延伸的,当彗星接近太阳时,彗尾拖在飞行方向的后边,但当彗星向远离太阳的方向飞行时,彗尾又成为前导。一般彗尾长度在1000万至1.5亿公里之间;宽度在6000至8000公里之间,不过最宽的也达到2400万公里,而最窄的只有2000公里。