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紫金山-阿特拉斯A3彗星(圖源NASA)
近日,太陽系的“稀客”——紫金山-阿特拉斯彗星正進入最佳觀測期,吸引了全世界天文愛好者的目光。作為一顆長周期彗星,它造訪太陽系的周期約為6萬年,被稱為稀客再不為過了。
上一次,它來的時候,地球正處于第四紀更新世的“冰河時代”,猛犸象正在昂首踱步,智人還在洞穴中磨著石器。而沒人能說準,它下一次來造訪地球是一番什么景象,人類是否早已旅行星際?此刻,我們只知道它會來,而對除此以外的太陽系的一切,都一無所知。
既然如此,不如來翻看下這位遙遠“使者”的檔案,希望它將這時我們的祝福平安地帶到6萬年后的太陽系~
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哈雷彗星(圖源NASA)
姓名:彗星
別名:掃帚星
英文名:Comet
面貌:由水冰構成
工作:做繞日運動
當彗星接近太陽時,其亮度會增加,并產生長長的“彗尾”。可能正由于這個形狀,彗星在中國古代被稱為掃帚星,而英文名Comet一詞也來源于希臘單詞中指代頭發的kome一詞。
按照周期,彗星可分為周期性或非周期性彗星。非周期性彗星總是“一去不復返”,而周期性彗星會有回歸時間,其中,周期在200年以內的被稱為短周期彗星,長于200年的則為長周期彗星。
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C/2021 S3 (PANSTARRS)合ngc6356星團
(攝影:中國農業大學 張顥暉)
短周期彗星中,C/2021 S3 (PANSTARRS)的周期僅為7.3年,哈雷彗星的周期為76.1年。本次的紫金山-阿特拉斯彗星的周期長達6萬年,是典型的長周期彗星。
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(圖源網絡)
彗核:彗星的主體部分,尺寸較小,直徑通常在幾百米至十幾千米左右。盡管這個尺寸幾乎大于一棟摩天大樓,但相比于彗星的其他部分來說就小得多了。
彗發:彗星中最亮的部分,由氣體和塵埃組成,直徑可達數十萬千米。由彗核接近太陽時,受太陽輻射不斷加熱,表面物質升華而形成。
彗尾:分為塵埃尾與離子尾,前者常為黃色,受太陽輻射而產生,方向受彗星軌道影響;后者也稱氣體尾,常呈藍色,由彗星表面升華的氣體受太陽風帶電粒子激發所產生,故朝向太陽的反方向。
彗云:彗星外側的氫包層,不可見,但彗云的直徑常常比彗星整個可見范圍還要大。
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(圖源網絡)
體檢醫生:天文學家
檢測部位:彗尾的光
檢測手段:光譜分析
主要組成:水冰
靠近太陽時,彗星的表面物質被輻射作用加熱,塵埃粒子與升華的氣體在太陽風的作用下形成彗發和彗尾。這些粒子受太陽的影響會改變內部運動狀態,發射或吸收特定頻率的光譜,該光譜就反映了彗星的物質構成。我國科學家就曾對62P/Tsuchinshan 1的彗發進行“體檢”,發現其主要含水冰與二氧化碳。
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62P/Tsuchinshan 1與兩個透鏡星系
(攝影:中國農業大學 張顥暉)
事實上,彗核所含物質十分豐富,除水冰外,還包含了相當比例的有機物!通過羅塞塔號探測到的彗核照片與望遠鏡觀測表明,彗星是由水、二氧化碳、氨與甲烷的“冰”、塵埃與石質組分的混合物,含有氰化物、乙炔與其他有機物分子,這樣看來,彗星可真是一個不折不扣內含石頭的“臟雪球”。
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羅塞塔號探測器、菲萊登陸器與
67P/楚留莫夫-格拉希門克彗星
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短周期彗星:柯伊伯帶(Kuiper Belt)
長周期彗星:奧爾特云(Oort cloud)
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柯伊伯帶與奧爾特云(圖源ESA)
柯伊伯帶位于海王星軌道以外,冥王星就在其中,這里是絕大多數短周期彗星的“老家”。
奧爾特云則更遠,遠在太陽系行星與矮行星軌道以外;也更大,直徑可達十萬天文單位。這里可能由太陽系形成的殘留物質構成,是長周期彗星的“老家”。
在“老家”呆著的絕大部分彗星都是不活躍的,只會靜靜地維持在一個穩定的軌道上,直到受外力擾動“活躍”起來而被我們所發現。
除去這些來自太陽系邊緣的彗星以外,還有極少數的彗星來自星際空間,例如在2019年被發現的C/2019 Q4彗星便被證實是第一顆來自太陽系外的彗星。
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彗星探測歷史圖
人類歷史上第一次與彗星相遇在1985年,緊接著,哈雷彗星1986年再度光臨地球,數個國家的探測器前去相會,獲得了其彗核、彗發與彗尾等部分的信息。
其中,與其相會過的喬托號,在1992年訪問了另一顆彗星,成為首艘訪問兩顆彗星的航天器。
除了遠遠觀測彗星的探測器以外,星塵號于2004年首次收集并返回了第一份彗星樣本,深度撞擊號于2005年與彗星撞擊并分析了其內部成分,羅塞塔號則于2014年首次登陸彗核并發現了分子氮的存在,為研究生命起源問題提供了新信息。
人類從沒有停止對彗星的探索腳步,新的探測器也在計劃中,等待著新的征程。
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蘇梅克-列維9號彗星與木星的撞擊事件
(圖源NASA)
彗星,有時迷人,有時危險。它可能是“生命種子”的宇宙飛船,將宇宙中的水、有機物甚至是生命運輸到早期地球,幫助了地球生命的起源和繁榮。它也可能是蘊含威脅的“超級炸彈”,給地球生命的存續帶來隱患,畢竟1994年蘇梅克-列維9號彗星與木星撞擊的可怕景象還歷歷在目。
但是,它卻不再那么神秘,擺脫了智人時期的懵懂,脫離了古代人們的愚昧,以科學為利刃的我們能夠一步步觀察它、靠近它、認識它。如果紫金山-阿特拉斯彗星真的有記憶,它會發現,地球確實不一樣了——那群茹毛飲血的靈長類動物擁有了科學思考和實踐的能力。
它或許想,這些生物是有希望的一代,6萬年后會怎樣呢,我們拭目以待!
美編:許宏璽
校對:劉淇郡
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