20.22. 行星与彗星¶
行星与彗星
人们对小行星一直很感兴趣,其中数万颗占据了主带,火星和木星之间的平均距离间隔为2.4a.u.。望远镜观测表明,大约75%的小行星的反照率非常低,这与碳球粒陨石的成分一致,碳球粒陨石被认为是最原始的太阳系物质。金属铁可能使一些小行星变得丰富,这些小行星可能是铁镍陨石的来源。其他(约17%)小行星群出现在不同的位置,如阿波罗带(穿越地球)和特洛伊带(穿越木星)。
到目前为止,已经发现了大约7000颗小行星(一些天文学家估计,太阳系中至少存在40万颗小行星)。每年都会有更多的小行星被发现,这是由于搜索程序的加快(部分原因是因为最近的小行星电影交易了如果一颗大型小行星撞击地球可能导致的不可思议的灾难)。已知最大的小行星是谷神星(933公里) [583英里] )第二个是帕拉斯(530公里) [331英里] )而且灶神星稍微小一些。穿越地球的小行星的最大尺寸都小于10公里。几乎所有的小行星都有不规则的形状。
小行星是几乎所有陨石的主要来源。主带小行星的起源仍有待商榷。许多天文学家认为它们是破裂行星的碎片。另一些人认为它们是行星在形成行星的过程中的原始碎片,但它们在组成上的变化意味着某种程度的差异——在小个体中不太可能。
设计人员设计了伽利略太空船,使其能够接近两颗小行星。1991年,它第一次通过了加斯普拉。这颗小行星,19 x 12 x 11公里(约12 x 7.5 x 7英里),由富含铁镍和铁镁的硅酸盐组成。它的颜色如下:
伽利略在1993年8月28日接近并拍摄了第二颗小行星,IDA,如图所示(大约33米 [108英尺] 决议:
这颗小行星,尺寸约为58公里x 23公里(36公里x 14英里),是软骨化的,像艾达一样,布满了陨石坑。完全出乎意料的是,有一个小的轨道天体,大约1.5公里乘1.2公里(0.93英里乘0.75英里),名为达克特尔,这使这对小行星成为第一个已知的双星。特写镜头中,达克蒂尔有一个小陨石坑,使它看起来有点像土星的微型土卫一:
1997年6月发射的“近地小行星会合任务”第一次专访小行星带,1999年1月到达大小行星“厄洛斯”。在附近的途中,仔细观察了马蒂尔德(59 x 47公里),如图所示:
“近地天体”成功地绕着爱神轨道运行,并开始获取其成分的数据。下面是厄洛斯的一个视图,它的尺寸为33 x 13 x 13公里,形状像花生。在1998年12月的一个短时间内,从不同的位置可以明显看出,eros正在快速旋转。
19-73: What have you seen (as images) before in Section 19 that remind you of these asteroids? `ANSWER <answers.html#19-73>`__
小行星及其碎片偶尔会撞击地球,正如我们在第18节中所展示的,撞击坑。彗星也是如此:一个可能的例子是1908年西伯利亚的通古斯卡事件,那里的树木被地表上几百平方公里的爆炸击倒。它还向大气中投掷了大量的灰尘,在未来几年里在全球范围内产生异常的红色日落。彗星是最壮观的天体之一,有着长长的、冰冷的尾巴,从早期的观察者那里得到了神秘的意义,直到后来的观察者确定了它们的真实性质。
19-74: Name the comets that YOU have actually seen (through binoculars or telescope, or even naked eye) in your lifetime. `ANSWER <answers.html#19-74>`__
我们现在知道彗星主要是大小不一的冰球(长达10-30千米) [6-19 mi] 一定程度上与岩屑混合。它们在太阳系内以偏心轨道(如柯伊伯带)运行,重复出现或简单地飞行一次,如果没有引力捕获的话。当一颗彗星经过太阳时,太阳风和其他因素会使它烧蚀,形成了一个昏迷,它是一个发光的球,直径从10000到100000公里(6214-62137英里),围绕着固体核,并以长尾巴(高达1亿公里)的形式尾随。 [62137000密] 长)灰尘和等离子。尾巴沿着放射线指向远离太阳的地方。昏迷和尾巴是可见的,因为反射的阳光和粒子在紫外线照射下发出荧光。科学家认为,在太阳系的发展过程中,原子核(一个脏雪球)由非常原始的物质组成。光谱研究表明碳、氮和氢的分子化合物存在,包括CN、NH、NH。2 和HCN,它们分解成带进尾部的离子。太阳系内的彗星(大多数还未被探测到)可能有数百万颗。
天文学家对一些彗星的轨道十分了解(通过观察)来预测它们何时返回。大多数彗星要么来自冥王星以外的柯伊伯带,要么来自延伸到太阳系外围的巨大“云”。有些可能是星系际的。截至1995年,共有878颗彗星被分类。其中184种是周期性的(短周期和长周期)。
大多数距离太阳较远的彗星都没有明显的尾巴,最好的发现方法是在相隔几天的胶片记录中寻找小明亮物体(早期的Comas)相对于固定恒星背景的显著位移。这种运动描绘了彗星的前进,以及在太阳空间高速反射小行星。
所有彗星中最著名的是哈雷彗星,它在古代被观测和记录。它的周期性,首先由埃德蒙哈雷预测以验证牛顿的运动定律,使它大约每76年(范围75至79)重现一次。在1909年通过后,如这张展示其壮丽尾巴的广角图所示,它于1986年再次出现,许多人预测它将提供一个巨大的天体展示(通常是失败的)。
关于派遣一个或多个空间探测器进行特写镜头检查的辩论提前爆发,因为下一次机会将是2061年。尽管美国航天局决定反对这次冒险,日本、前苏联和欧洲航天局还是派出了探测器来收集数据。特别是,意大利政府于1986年3月13日设计并发射了一艘名为“乔托”的宇宙飞船,它位于原子核540公里(336英里)范围内。这里是近距离观察:
吉奥塔发现,哈雷的核在16公里x 8公里(10 x 5英里)处测量,非常暗,呈块状,密度很低(0.1-0.2克/立方厘米)。这表明它当时是非常多孔的,大部分冰已经消融或蒸发掉,留下富含碳的灰尘作为残渣。尽管没有预期的明亮,也令地面观众失望,但通过望远镜看到的这颗彗星提供了特殊的显示。我们可以通过将其显示为假颜色来强调其昏迷和尾部反射率的变化,表示粒子密度差异:
最新的彗星感觉是海尔·博格斯彗星,它于1995年7月23日被发现,1997年4月2日经过地球的距离接近8500万英里。由于它的大小(比哈雷彗星大四倍)和亮度,许多人将它称为本世纪的彗星,在1997年上半年的大部分时间里,它在北半球和南半球都可见。这是1997年3月11日杰里·普拉特拍摄的一幅典型的照片,他是众多业余天文学家中追踪到这个壮观的天文访客的一员。
|黑尔·博格斯彗星的黑白照片,由业余天文学家杰里·普拉特于1997年3月11日拍摄。|
到目前为止,通过望远镜搜索已经发现了近900颗彗星。大多数离太阳较远的天体没有明显的尾巴,因此为了找到它们,我们在电影记录中寻找小明亮物体(早期的Comas)相对于固定的恒星背景的显著位移,相隔几天。这样的运动描绘了彗星以及反射小行星在太阳系中高速前进的过程。
欧洲航天局(ESA)正在计划另一个任务(Rosetta)到一颗彗星,即Wirlanen,2003年发射,2009年抵达。
19-75: How do you thing comets have influenced the Earth in history? `ANSWER <answers.html#19-75>`__