为什么彗星会发光?它的表面是什么?

简单来说,彗星上的物质被太阳照射,所以我们可以看到彗星。彗星的核心亮度主要在于彗尾而不是彗核。彗星的表面就是彗核的表面,它的彗差相当于彗星的大气。彗核主要由水冰、冻结气体和岩石组成,彗核表面反射的太阳光非常少。

彗星是一个寒冷的小太阳系物体。当它靠近太阳时,就会开始升温,释放出大量气体。这个过程被称为除气。这会产生一个可见的彗星大气,通常称为彗发,有时会产生一个彗尾让我们看到。这些现象是太阳的辐射压力和太阳风对彗核的作用造成的。彗核的直径一般从几百米到几十公里不等。它们由松散的冰、灰尘和小岩石颗粒组成。彗发的长度可以达到地球直径的15倍,而彗尾的长度可以长达一个天文单位。如果彗星足够明亮,在地球上不用借助任何望远镜就可以直接用肉眼看到,在夜空中呈现一个30度左右(60倍满月大小)的弧形。自古以来,许多文化都观察和记录了彗星。

65438年至0997年在克罗地亚拍摄的海尔波普彗星,摄影:菲利普·萨尔兹格伯。

彗星通常具有极高偏心率的椭圆轨道,其轨道周期从几年到几百万年不等。短周期彗星来自柯伊伯带或海王星轨道以外的离散圆盘。长周期彗星被认为起源于遥远的奥尔特云,奥尔特云是一种球形云团,可以从柯伊伯带的外部延伸到最近的恒星。由于恒星经过和银河潮汐引起的引力摄动,长周期彗星将从奥尔特云移向太阳。双曲线轨道的彗星可以穿过内太阳系,然后由于强大的引力被抛入星际空间。彗星的出现被称为幻影火鬼。

彗星和小行星的区别在于,彗星的中央核心周围有一个扩展的大气层,不受引力的约束。这部分大气被称为彗发(紧紧围绕着彗核的中央部分)和彗尾(典型的线性部分由太阳光压或太阳风等离子体从彗星吹出的尘埃或气体组成)。然而,多次接近太阳的灭绝彗星几乎失去了所有挥发性的冰和尘埃,可能就像小行星一样。小行星被认为与彗星不同,因为它们是在木星的轨道上形成的,而不是在太阳系外围形成的。主带彗星和活跃的半人马小行星的发现,模糊了小行星和彗星的区别。

截至2065438+2008年7月,已经发现并命名了超过6339颗彗星,并且这个数字还会随着不断的发现而稳步增加。不过这个数字只是潜在彗星总数的一小部分,因为外太阳系(奥尔特云内)彗星的存储量估计高达1万亿!!

每年大约可以用肉眼看到一颗彗星,尽管其中许多都很暗,不太引人注意。但是也有特别亮的彗星,叫做?大彗星?。无人探测器访问过彗星,比如欧洲航天局的罗塞塔,它成为历史上第一个登陆彗星的无人探测器,还有美国国家航空航天局的深度撞击,它的主要任务是撞击Tempel 1,研究其彗星的内部结构。

彗星的表面核

彗核是彗星的固体部分,俗称脏雪球或冰污染球。彗星的核心由岩石、尘埃和冻结气体组成。当原子核被太阳加热时,这些气体升华,在原子核周围产生一个大气,这就是所谓的彗发。太阳和太阳风的辐射压力会对彗星产生作用力,从而形成巨大的彗尾,彗尾总是指向远离太阳的方向(背对太阳)。典型的彗核反照率约为0.04。这个比煤还黑,原因可能是粉尘覆盖造成的。

哈雷彗星的彗核大约80%是水冰,而冻结的一氧化碳(CO)只占另外的15%。其余大部分是冻结的二氧化碳、甲烷和氨。科学家认为,其他彗星的化学成分与哈雷彗星相似。哈雷彗星的核心颜色也是非常黑的颜色。科学家们认为,彗星的表面,或许还有大多数其他彗星,都被黑色的尘埃和岩石外壳覆盖,覆盖了大部分的冰。这些彗星只会在地壳的空洞向着太阳旋转时,驱使内层冰层暴露在温暖的阳光下,释放气体。

航天器访问了彗星103P/ Hadley的核心及其引起的喷流。彗核长度约2公里,最窄处仅约400米宽。图:美国国家航空航天局/JPL-加州理工学院/UMD

彗星最亮的区域彗发

彗星核周围稀薄的大气称为彗发,彗星以高度椭圆形轨道接近太阳时会形成彗发;当彗星变热时,它的一部分会升华。当我们用望远镜观察彗星时,会发现彗星存在?模糊?的外观和明星的很不一样。昏迷这个词来自希腊语?kome?(),也就是说?头发?,就是彗星这个词的由来。

彗发一般由冰和彗星尘埃组成。当彗星在距离太阳3-4AU范围内运动时,水占了彗核散发挥发物的90%。水的母体分子主要被光解离和光电离破坏,但程度较小。与光化学作用相比,太阳风对水的分解起着次要作用。较大的尘埃粒子沿着彗星的轨道路径被留下,而较小的尘埃粒子被太阳光压力推开,进入彗星的尾部。

哈勃太空望远镜在彗星Ethan通过近日点前不久拍摄的图像,图为:美国国家航空航天局、欧空局和哈勃遗产小组(STSCI/AURA)。