天文奥秘与探奇(中国学生探索发现奥秘·最佳课堂)
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第4章 太空流浪者——彗星之谜

20世纪末,全世界天文爱好者开始翘首以待,用期待又兴奋的心情迎接起两个回归的彗星明星——先有1996年的百武彗星,后有1997年的海尔波普彗星闪亮登场!

彗星为什么如此引人注目呢?首先是它的奇异的形状,毛茸茸的彗头中间嵌着闪光的彗核,拖着又长又透亮的彗尾;其次彗星突然出现,来也匆匆,去也匆匆,有的则从遥远的行星际尽头奔向太阳,随后又扬长而去,长久不归,如同浪迹太阳系的漂泊者。

彗星的传说

自古以来,偶尔现身的彗星就被抹上了神秘恐怖色彩。我国民间叫它“扫帚星”,认为它会给地球带来灾难、饥饿和战争。当著名的哈雷彗星在1066年出现时,正是法国诺曼底公爵威廉率兵准备入侵英国的时候,后来一举获胜,建立了诺曼底王朝,威廉公爵夫人为了纪念这次胜利,将当时的情景编织在一幅挂毯上,图中一方是一群诺曼底人指着彗星露出胜利微笑,另一方则是英国的哈学德国王坐在王位上望着头上彗星,惊恐万状。

但是,埃德蒙·哈雷却不相信这些迷信传说,他曾担任过格林尼治天文台台长。1682年,他26岁的时候,亲眼见到了那颗以他名字命名的彗星,他利用牛顿的彗星轨道计算方法,分析了1337~1698年以来有观测记录的24颗彗星轨道,发现其中1531年、1607年和1682年的三颗彗星在出现方法、运行轨道和时间间隔上有着惊人的相似之处,遂于1705年断定这几颗彗星是同一颗彗星的反复出现,并预言,这一彗星将在1758年再度出现在空中,并且每隔76年将出现一次。后来,哈雷的预言得以证实,该彗星在1758年的圣诞之夜果然再次回归,遗憾的是哈雷已于16年前与世长辞,无缘与他会面了。为纪念哈雷的功绩,从此,这颗彗星就被正式命名为“哈雷彗星”,这也是人类第一次预报归期的彗星。

20世纪哈雷彗星有两次回归,第一次是1910年5月,地球在哈雷彗星庞大的尾巴中逗留了好几个小时,亮度如同火星,让人大饱眼福。第二次,1985~1986年,就远不如上次壮观,直到1986年3、4月份,人们才在南半球上空一睹其尊容。

彗星是个“脏雪球”

1986年,天文学家已经认识到,彗星实际上是一个由石块、尘埃、甲烷、氨所组成的冰块。彗核外表酷似一个深黑色的长马铃薯,就像一个“脏雪球”。它与地球上的小山差不多,如果在上面作“环星旅行”,大约半天就走完了。这样的小个子,远离太阳时在地球上是无法辨认的,当这个“脏雪球”飞向太阳时,太阳的加热作用,使其表面冰蒸发升华成气体,与尘埃粒子一起围绕彗核成为云雾状的彗发和核,合称彗头。彗发又使阳光散射,便形成星云般淡光的长长彗尾。这时,彗头直径可达几十万千米,彗尾长达好几千万千米,变得好似庞然大物,但质量却小得出奇,绝大部分集中于彗核,只到地球质量的十亿分之一。

天空稀客、常客、过客

彗星可分为沿椭圆形轨道运动的周期彗星,以及沿抛物线和双曲线轨道运动的非周期彗星。周期彗星循着轨道周期性回到太阳附近来,只有在这时显得亮,我们在地球上才容易发现它。周期彗星以200年为界,分为长周期和短周期两种。哈雷彗星是短周期彗星的代表,它的周期是76年,下次它来到太阳附近将是21世纪60年代,犹如美国市场颇受欢迎的儿童运动衫上的字样“哈雷彗星,2061年我将再次看到你”,表达了人们的盼望之情。虽然它如“稀客”一般,但终有回归之时。最短的是恩克彗星,周期3.3年,从1786年发现以来,已出现过50多次,算是“常客”了。而非周期彗星就可以算是太阳系的“过客”,他们可能沿着双曲线和抛物线从遥远的太阳系深处来,在太阳这儿打个弯,又不知跑到哪处天涯海角去了。

哈雷彗星真貌

50个国家的900名天文学家组成了国际哈雷彗星联测组织,除了有组织地观测外,还第一次进行了空间现场考察,先后发射了5颗太空探测器,在非常近的距离内观测这颗星。其中,以英法等西欧10国花了5年时间建造的“乔托”号最引人注目,它深入到离彗核只有500多千米的地方,已进入彗发的深处,所获得资料也最丰富、最有价值,让人类第一次目睹了彗核的真貌:①日照率4%,比煤炭还黑,③独具特色的喷流上千千米高,喷泉核表面粗糙,像煤块般极黑,核外部是由非挥发性物质组成的多孔表面层,接近太阳外表30℃~130℃,里面仍存在零下70℃,有裂纹和凹坑多处,从里向外喷射气体尘埃流、尘气,煞是好看。

值得一提的是我国对彗星的观测和研究有最早、最完整的记录,开始见于《春秋》(公元前613年): “鲁文公十四年秋四月,有星季于北斗。”比外国早几百年,我国也有世界上最早、最珍贵的彗星图案,这是公元前168年,长沙马王堆汉墓发掘的帛书中所绘,比公元66年绘下的耶路撒冷上空的彗星早得多了。

彗星的风采也和宇宙其他星体一样,逃不过年华老去的命运,一次不如一次亮丽,最后会耗损殆尽而崩解。然而,每隔一段时间,总会有另一颗光耀的彗星出现,作为“新力军”加入人类发现彗星的名单中去。比如,我们在20世纪末发现的百武彗星及海尔·波普彗星,所以人们得以不断目睹彗星的风姿。

神秘的哈雷彗星蛋

哈雷彗星每靠近地球时,地球上就出现神奇的彗星蛋,令人百思不得其解。

1682年德国的马尔堡,有只母鸡生下一个奇异的蛋,蛋壳上布满星辰花纹。

1758年英国霍伊克附近名叫齐尔斯·卡拉斯的农民的母鸡下的一枚蛋,壳上有彗星图案。

1834年希腊科扎尼一只母鸡产下的蛋上彗星图案特别清晰、规则,后来献给国家收藏。

1910年5月17日法国一名叫阿伊德·布莉亚尔的女人家里的母鸡生下一个蛋,蛋上的彗星图案擦不掉。

1986年彗星蛋又出现,意大利的博尔戈一户居民得到一枚珍贵无比的彗星蛋。

彗星蛋之谜尚待解开,彗星蛋作为研究彗星的宝贝,被认为与免疫系统的效应原则,甚至和生物进化有关。