书城科普行星与恒星
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第66章 彗星的结构

彗星拖着长长的尾巴,在古人眼里常被视作灾难的征兆。中国民间俗称为“扫帚星”,“彗”字即指扫帚。一般彗星由彗头和彗尾两部分组成。

彗头包括彗核和彗发两部分。自1970年以来,地球大气外观测发现3颗彗星的彗发外面还有氢原子云,称为“彗云”或“氢云”。彗云包围着彗发,直径为100万~1000万千米。因此,应该把彗核、彗发和彗云合称为彗头。彗头的结构往往十分复杂,不同彗星也有很大差别。不少彗星的彗头没有彗云。有的彗星的彗头中连彗发也没有,只有彗核,尘埃组成的彗尾直接从彗核开始背向太阳延伸;有的在彗核周围稍有彗发,彗发呈球茎形状;有的彗发很亮,呈抛物面形状包围着彗核,形成锚形彗头。彗核一般难以直接从彗头中分辨开来,它的直径很小,只有几百米到上百千米,但集中了彗星的绝大部分质量。大彗星的质量为103亿~108亿吨,小彗星质量只有几十亿吨。彗核的平均密度约1克/厘米3,有些彗核的密度可能更大些,也有一些彗核密度或许只有0.01克/厘米3。彗发的体积随彗星离太阳的距离而变化,直径比彗核大得多,一般有几万千米,有的达到180万千米,比太阳还大;但彗发的质量很小,物质很稀薄。

少数大而亮的彗星走到土星轨道附近时,就可以从大望远镜中看到,但一般彗星要走到离太阳3个天文单位左右才能从望远镜中看到,这时彗星只有暗星状彗核及其周围朦胧的彗发。当它走到离太阳2个天文单位左右时,开始产生彗尾,离太阳更近时,彗尾显著地变长变大。当它过近日点之后离开太阳越走越远时,彗尾的体积很大,大彗尾长达上亿千米,宽度从几千千米甚至到2000多万千米,但物质是极稀薄的(密度只有地面上空气的十亿亿分之一)。当彗发和彗尾遮掩恒星时,一般星光不因此而减弱或偏折,但有时也观测到星光闪烁。1910年,哈雷彗星的彗尾曾“扫”到地球,地球上毫无异常现象。彗发和彗尾的总质量一般只占彗星质量的1%~5%,彗尾形状多种多样,一般总是向背离太阳方向延伸,而且常常有两条以上。彗尾可分为两类:①彗尾较直,由离子气体组成,称为“离子彗尾”或“气体彗尾”,又称工型彗尾,因含CO+离子的发射,呈蓝色。这类彗尾是太阳风的很强斥力作用于彗星中的离子形成的。②弯曲的,由微尘组成,呈黄色,称为“尘埃彗尾”,弯曲程度较小的又称Ⅱ型彗尾,弯曲程度较大的称为Ⅲ型彗尾。这类彗星是太阳光子的辐射压力推斥微尘而形成的。此外,还有一种看上去好像朝太阳方向延伸的扇状或长钉状彗尾,称为“反常彗尾”,这只是投影效应。