彗星基礎(chǔ)知識(shí)彗尾是怎樣形成的
彗星基礎(chǔ)知識(shí)彗尾是怎樣形成的
彗星是進(jìn)入太陽(yáng)系內(nèi)亮度和形狀會(huì)隨日距變化而變化的繞日運(yùn)動(dòng)的天體，呈云霧狀的獨(dú)特外貌。那么你對(duì)彗星了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于彗星知識(shí)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
彗星的起源
彗星的起源是個(gè)未解之謎。有人提出，在太陽(yáng)系外圍有一個(gè)特大彗星區(qū)，那里約有 1000 億顆彗星，叫奧爾特云，由于受到 一部分彗星逃出太陽(yáng)系，另一些被“捕獲”成為短周期彗星;也有人認(rèn)為彗星是在木星或其它行星附近形成的;還有人認(rèn)為彗星是在太陽(yáng)系的邊遠(yuǎn)地區(qū)形成的;甚至有人認(rèn)為彗星是太陽(yáng)系外的來(lái)客。因?yàn)橹芷阱缧且恢痹谕呓庵?，必然有某種產(chǎn)生新彗星以代替老彗星的方式?？赡馨l(fā)生的一種方式是在離太陽(yáng) 105 天文單位的半徑上儲(chǔ)藏有幾十億顆以各種可能方向繞太陽(yáng)作軌道運(yùn)動(dòng)的彗星群。這個(gè)概念得到觀測(cè)的支持，觀測(cè)到非周期彗星以隨機(jī)的方向沿著非常長(zhǎng)的橢圓形軌道接近太陽(yáng)。隨著時(shí)間的推移，由于過(guò)路的恒星給予的輕微引力，可以擾亂遙遠(yuǎn)彗星的軌道，直至它的近日點(diǎn)的距離變成小于幾個(gè)天文單位。當(dāng)彗星隨后進(jìn)入太陽(yáng)系時(shí)，太陽(yáng)系內(nèi)的各行星的萬(wàn)有引力的吸力能把這個(gè)非周期彗星轉(zhuǎn)變成新的周期彗星(它瓦解前將存在幾千年)。另一方面，這些力可將它完全從彗星云里拋出。如果這說(shuō)法正確，過(guò)去幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)一千顆左右的彗星記錄只不過(guò)是巨大彗星云中很少一部分樣本，這種云迄今尚未直接觀察到。與個(gè)別恒星相聯(lián)系的這種彗星云可能遍及我們所處的銀河系內(nèi)。迄今還沒(méi)有找到一種方法來(lái)探測(cè)可能與太陽(yáng)結(jié)成一套的大量彗星，更不用說(shuō)那些與其他恒星結(jié)成一套的彗星云了。彗星云的總質(zhì)量還不清楚，不只是彗星總數(shù)很難確定，即使單個(gè)彗星的質(zhì)量也很不確定。估計(jì)彗星云的質(zhì)量在 10⁻¹³～10⁻³ 地球質(zhì)量之間。
彗星的結(jié)構(gòu)
彗星沒(méi)有固定的體積，它在遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)，體積很小;接近太陽(yáng)時(shí)，彗發(fā)變得越來(lái)越大，彗尾變長(zhǎng)，體積變得十分巨大。彗尾最長(zhǎng)竟可達(dá) 2 億多千米。彗星的質(zhì)量非常小，
彗核的平均密度為每立方厘米 1 克。彗發(fā)和彗尾的物質(zhì)極為稀薄，其質(zhì)量只占總質(zhì)量的 1～5%，甚至更小。彗星物質(zhì)主要由水、氨、甲烷、氰、氮、二氧化碳等組成，而彗核則由凝結(jié)成冰的水、二氧化碳(干冰)、氨和塵埃微?；祀s組成，是個(gè)“臟雪球”!
一般彗星是由彗頭和彗尾兩大部分組成。
彗頭又包括彗核和彗發(fā)兩部分。后來(lái)自 1920 年探空火箭、人造衛(wèi)星和宇宙飛船對(duì)彗星近距離的探測(cè)，又發(fā)現(xiàn)有的彗星在彗發(fā)的外面被一層由氫原子組成的巨云所包圍，人們稱為“彗云”或“氫云”。這樣我們就可以說(shuō)彗頭實(shí)際是由彗核、彗發(fā)和彗云組成的。
彗核是彗星最中心、最本質(zhì)、最主要的部分。一般認(rèn)為是固體，由石塊、鐵、塵埃及氨、甲烷、冰塊組成。彗核直徑很小，有幾公里至十幾公里，最小的只有幾百米。
彗發(fā)：是彗核周圍由氣體和塵埃組成星球狀的霧狀物。半徑可達(dá)幾十萬(wàn)公里，平均密度小于地球大氣密度的十億億分之一(約 1 克/立方厘米)。通過(guò)光譜和射電觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，彗發(fā)中氣體的主要成份是中性分子和原子，其中有氫、羥基、氧、硫、碳、一氧化碳、氨基、氰、鈉等，還發(fā)現(xiàn)有比較復(fù)雜的氰化氫(HCN)和甲基氰(CH₃CN)等化合物。這些氣體以平均 1～3 千米/秒的速度從中心向外流出。
彗云：在彗發(fā)外由氫原子組成的云，人們又稱為氫云。直徑可達(dá) 100萬(wàn)～1000 萬(wàn)公里，但是有的彗星就沒(méi)有彗云。
根據(jù)彗頭的形狀和組成特點(diǎn)，可分為“無(wú)發(fā)彗頭”、球莖形彗頭、錨狀彗頭等等。
彗尾是在彗星接近太陽(yáng)大約 3 億公里(2 個(gè)天文單位)開(kāi)始出現(xiàn)，逐漸由小變大變長(zhǎng)。當(dāng)彗星過(guò)近日點(diǎn)(即彗星走到距太陽(yáng)最近的一點(diǎn))后遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)，彗尾又逐漸變小，直至沒(méi)有。彗尾的方向一般總是背著太陽(yáng)延伸的，當(dāng)彗星接近太陽(yáng)時(shí)，彗尾是拖在后邊，當(dāng)彗星離開(kāi)太陽(yáng)遠(yuǎn)走時(shí)，彗尾又成為前導(dǎo)。彗尾的體積很大，但物質(zhì)卻很稀薄。彗尾的長(zhǎng)度、寬度也有很大差別，一般彗尾長(zhǎng)在 1000 萬(wàn)至 1.5 億千米之間，有的長(zhǎng)得讓人吃驚，可以橫過(guò)半個(gè)天空，如 1842Ⅰ彗星的彗尾長(zhǎng)達(dá) 3.2 億千米，可以從太陽(yáng)伸到火星軌道。一般彗尾寬在 6000～8000 千米之間，最寬達(dá) 2400 萬(wàn)千米，最窄只有 2000 千米。
根據(jù)彗尾的形狀和受太陽(yáng)斥力的大小，彗尾分為二大類。一類為“離子彗尾”由離子氣體組成，如一氧化碳、氫、二氧化碳、碳、氫基和其他電離的分子。這類彗尾比較直，細(xì)而長(zhǎng)，因此又稱為“氣體彗尾”或 Ⅰ 型彗尾。另一類為“塵埃彗尾”，是由微塵組成，呈黃色，是在太陽(yáng)光子的輻射壓力下推斥微塵而形成。彗尾是彎曲的，彎曲較大，較寬的又稱為 Ⅱ 型彗尾;彎曲程序最大，又短又寬的又稱為 Ⅲ 型彗尾。此外還有一種叫“反常彗尾”，彗尾是朝向太陽(yáng)系方向延伸的扇狀或長(zhǎng)釘狀。一般一顆彗星有兩條以上的不同類型彗尾。
彗星的軌道
彗星的軌道有橢圓 、拋物線、雙曲線三種。
橢圓軌道的彗星又叫周期彗星，另兩種軌道的又叫非周期彗星。周期彗星又分為短周期彗星和長(zhǎng)周期彗星。一般彗星由彗頭和彗尾組成。彗頭包括彗核和彗發(fā)兩部分，有的還有彗云。并不是所有的彗星都有彗核、彗發(fā)、彗尾等結(jié)構(gòu)。我國(guó)古代對(duì)于彗星的形態(tài)已很有研究，在長(zhǎng)沙馬王堆西漢古墓出土的帛書(shū)上就畫有 29 幅彗星圖。在晉書(shū)“天文志”上清楚地說(shuō)明彗星不會(huì)發(fā)光，系因反射太陽(yáng)光而為我們所見(jiàn)，且彗尾的方向背向太陽(yáng)。彗星的體形龐大，但其質(zhì)量卻小得可憐，就連大彗星的質(zhì)量也不到地球的萬(wàn)分之一。由于彗星是由冰凍著的各種雜質(zhì)、塵埃組成的，在遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)，它只是個(gè)云霧狀的小斑點(diǎn);而在靠近太陽(yáng)時(shí)，因凝固體的蒸發(fā)、氣化、膨脹、噴發(fā)，它就產(chǎn)生了彗尾。彗尾體積極大，可長(zhǎng)達(dá)上億千米。它形狀各異，有的還不止一條，一般總向背離太陽(yáng)的方向延伸，且越靠近太陽(yáng)彗尾就越長(zhǎng)。宇宙中彗星的數(shù)量極大，但觀測(cè)到的僅約有 1600 顆。彗星的軌道與行星的軌道很不相同，它是極扁的橢圓，有些甚至是拋物線或雙曲線軌道。軌道為橢圓的彗星能定期回到太陽(yáng)身邊，稱為周期彗星;軌道為拋物線或雙曲線的彗星，終生只能接近太陽(yáng)一次，而一旦離去，就會(huì)永不復(fù)返，稱為非周期彗星，這類彗星或許原本就不是太陽(yáng)系成員，它們只是來(lái)自太陽(yáng)系之外的過(guò)客，無(wú)意中闖進(jìn)了太陽(yáng)系，而后又義無(wú)反顧地回到茫茫的宇宙深處。周期彗星又分為短周期(繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期短于 200 年)和長(zhǎng)周期(繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期超過(guò) 200 年)彗星。
已經(jīng)計(jì)算出 600 多顆彗星的軌道。彗星的軌道可能會(huì)受到行星的影響，產(chǎn)生變化。當(dāng)彗星受行星影響而加速時(shí)，它的軌道將變扁，甚至成為拋物線或雙曲線，從而使這顆彗星脫離太陽(yáng)系;當(dāng)彗星減速時(shí)，軌道的偏心率將變小，從而使長(zhǎng)周期彗星變?yōu)槎讨芷阱缧牵踔翉姆侵芷阱缧亲兂闪酥芷阱缧且灾卤?ldquo;捕獲”。
彗尾的產(chǎn)生
彗尾被認(rèn)為是由氣體和塵埃組成;4 個(gè)聯(lián)合的效應(yīng)將它從彗星上吹出：
(1)當(dāng)氣體和伴生的塵埃從彗核上蒸發(fā)時(shí)所得到的初始動(dòng)量。
(2)陽(yáng)光的輻射壓將塵埃推離太陽(yáng)。
(3)太陽(yáng)風(fēng)將帶電粒子吹離太陽(yáng)。
(4)朝向太陽(yáng)的萬(wàn)有引力吸力。
這些效應(yīng)的相互作用使每個(gè)彗尾看上去都不一樣。當(dāng)然，物質(zhì)蒸發(fā)到彗發(fā)和彗尾中去，消耗了彗核的物質(zhì)。有時(shí)以爆發(fā)的方式出現(xiàn)，比拉彗星就是那樣;1846 年它通過(guò)太陽(yáng)時(shí)破裂成兩個(gè)，1852 年那次通過(guò)以后就全部消失。
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