最新公告
  • 欢迎您光临蛙蛙应用,本站秉承服务宗旨 履行“站长”责任,销售只是起点 服务永无止境!立即加入我们
  • 彗星怎样拖了个长长的尾巴?

    本文来自微信民众号:科学大院(ID:kexuedayuan),作者:王铮,头图来自:视觉中国

    彗星最大的特性就是那长长的尾巴,因而,在古代它也称为“扫把星”。

    使人猎奇的是,为何彗星会拖着一条长长的尾巴?这个长长的尾巴,又是如何构成的呢?

    要解答这个疑问,就必须先相识彗星的构造。

    彗星构造三部曲:彗头、彗发和彗尾

    简朴来讲,彗星分为“彗头”“彗发”和“彗尾”三部份。彗星头部的彗核是它的中心,由冰物资构成,因为它降生的处所很冷。彗星接近太阳时,彗核的物资升华,在头部彗核四周构成模糊的一团,叫做彗发。彗星挥发物资拖成一条稀疏物资流的尾巴,外形彷佛扫把,就叫彗尾。

    彗星怎样拖了个长长的尾巴?插图

    ISON彗星照片(泉源:http://i3.sinaimg.cn/IT/2013/1205/U5385P2DT20131205094233.jpg)

    彗头的中心就是彗核,这也是全部彗星的中心和挥发物资的泉源。平常我们以为彗核是固体,由石块、铁、灰尘及氨、甲烷、冰块构成。这也是为何有时刻我们管彗星叫“脏雪球”:“雪”说的是冻成冰的水,“脏”说的是夹杂了种种杂质。彗核直径很小,从几千米到十几千米不等,最小的以至只要几百米。彗核的均匀密度为每立方厘米1克,它自己就占了彗星质量的95%以上,也可见接下来要说的其他部份是何等稀疏和“缥缈”。

    彗发是彗核四周由气体和灰尘构成球状的雾,像外膜一样把彗核包裹起来,或许像是彗核四周的“大气”。不过彗发比彗核大多了,半径可达几十万千米,而均匀密度小于地球大气密度的十亿亿分之一。彗发是彗核挥发出来的气体,从里向外流出来的均匀速率是每秒1~3千米。彗发中气体的重要成分是中性份子和原子,个中有氢、羟基、氧、硫、碳、一氧化碳、氨基、氰、钠等。

    现实视察中,科学家们发明有一些彗星在彗发的外表还包围着一层由氢原子构成的云,直径能够抵达 100万~1000万千米。这类物资被称之为“彗云”或“氢云”,也能够算作彗头的构成部份。不过这只是一部份彗星才有的。

    彗星怎样拖了个长长的尾巴?插图1

    彗星的大致构造(泉源:http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20171211/00c06b232b7d4949b453a707f98539c3.jpeg)

    我们看飞机在天空飞过,有时刻就留下如许一条白色的陈迹。那末,彗星有着这么稀疏的气体,高速遨游飞翔的时刻,“尾巴”是否是就是它死后的轨迹呢?实在,彗尾构成的缘由并非这么简朴。

    科学家为探究彗尾,都作出过哪些猜想?

    科学家在不停的视察中发明,当彗星运转到太阳四周时,电离的彗尾老是背向太阳,而且离太阳越近尾巴越长。也就是说,假如它接近太阳又飞走,此时它的遨游飞翔方向和彗尾的朝向都是阔别太阳的。

    1950年摆布,霍夫迈斯特(Hoffmeister)和比尔曼(Biermann)提出一种诠释,以为这类征象能够用从太阳发射出的一连外流物资通报动量给彗星气体获得诠释,而由此估算出的太阳粒子活动(太阳风)的速率约为400千米/秒。这说明:太阳粒子活动(太阳风)是一种一样平常的征象,而且充溢着全部空间。

    不过,这并非猜想的入手下手。早在1858年,天文视察者就发明磁暴每经由27天会从新涌现一次。20世纪初,对北极光和地磁活动的视察、研讨发明,极光和磁暴都有27天重现性,这正好是我们站在地球上看太阳转了一圈的周期。

    这么说来,一定有什么东西从太阳外表的某个位置发出后,抵达地球。因而,27天后太阳转了一圈,它就又会来造访我们。固然我们还没法盘算它的速率,说不定发出来的东西只是辐射呢?

    1859年,天文学家卡灵顿(Carrington)等人先是视察到一个白光耀斑,约莫两天后地球涌现了很强的地磁暴。这是很新鲜的,因为耀斑辐射是电磁波,8分钟就能够抵达地球。但这类相似耀斑辐射的东西却花了两天摆布的时候才抵达地球,从而引发了地球磁场的扰动。这类征象是激发“太阳会往外发出物资”主意的入手下手。

    彗星怎样拖了个长长的尾巴?插图2

    艺术图:太阳向外开释物资(泉源:http://n.sinaimg.cn/sinacn20114/232/w659h373/20190729/3618-iakuryx6953792.png)

    20世纪30~40年代,英国有名科学家查普曼(Chapman)和费拉罗(Ferraro)对磁暴和极光做了大批的研讨,以为这些地球物理征象都源自射向地球的太阳粒子流。

    查普曼提出一种设想:从太阳上发出的带电微粒流,冲到地球四周时,会在高空构成一个附加的电流环,从而骚动扰攘侵犯了地磁声发生磁暴。依据这个设想,太阳上应当有一个地区在不停地发射粒子流,因为太阳在自转,这个地区也应当随着太阳一同扭转。这个地区逐步被叫做M区——M是“神奇”(Mystery)与“磁暴”(Magneticstorm)两个词的第一个英文字母。

    1932年,Barteles提出恰是M区的粒子流致使了一些与耀斑没有关系的地磁暴。如今我们管M区叫冕洞了,它流出的恰是高速太阳风。

    彗星怎样拖了个长长的尾巴?插图3

    冕洞照片(泉源:http://www.people.com.cn/mediafile/pic/GQ/20151015/96/14975459038735175628.jpg)

    有关于太阳风的争辩,决议了彗尾的构成

    人们离“太阳风”的设想已云云之近,不过我们并不能一定太阳风是一种一样平常的、延续不停的征象。

    在50年代,科学威望查普曼提出了太阳四周的大气(也就是日冕)处于静止形式,这是在类比地球大气的模样。太阳日冕温度很高,个中的粒子都是完整电离的离子(主如果氢离子,也就是质子)和电子。

    查普曼假定日冕及其向外延长的气体都处于静止状况(也就是静态的粒子充溢着宇宙空间),只要热传导通报能量,太阳庞大的引力把气体向里吸,然则温度很高的气体活动引发的压力把气体往外推,两边抵达了均衡。但是依据盘算的太阳日冕温度,依据响应的物理规律算下来,太阳的引力可拉不住温度这么快的气体往外跑,故而理论陷入了抵牾。

    在1958年,科学家帕克(Parker)提出了日冕超声速膨胀的理论,很好地诠释了这个问题。他以为因为日冕底部的高温,日冕中存在着比较大的压强梯度力,在此作用下,太阳大气的粒子逃脱了太阳引力的约束向外流出后,被逐步加快并终究抵达超声速,构成了太阳风。

    不过,一来查普曼是学术界的威望,深信的人许多,帕克的论文遭到打压,二来也有人提出,方程盘算的太阳风一向达不到超声速,好像也说得通,这也叫“太阳轻风”,不过实在这类理论也碰到了无穷远处风压力的问题。

    实践是检验真理的唯一标准。人类航天器上天以后,就入手下手勤奋寻觅太阳风及其所相符的特性。以海员二号为代表的飞船探测到历久的、延续不停的超声速太阳风粒子流,证明了太阳风的存在,也终结了查普曼和帕克关于太阳风的争辩。

    彗星怎样拖了个长长的尾巴?插图4

    示意图:太阳风从太阳到地球(泉源:http://n.sinaimg.cn/sinacn20114/270/w1080h790/20190729/c331-iakuryx6954126.jpg)

    彗尾究竟是如何构成的?

    让我们回到彗尾的问题,在证明了太阳风的存在和特性以后,这个问题也就水到渠成——彗尾是太阳风“吹”出来的彗星挥发物资,在太阳光的照射下,我们能看到通亮的构造。

    彗星在阔别太阳时体积实在很小,但接近太阳时,因为温度升高、挥发加重,彗发变得越来越大,彗尾也一同变长,全部彗星体积变得非常庞大。彗尾最长能够有几亿多千米,如1842Ⅰ彗星的彗尾长达 3.2亿千米,能够从太阳延长到火星轨道。

    彗尾云云庞大,地球都能从彗尾中穿过去。上百年前人们预测到如许的征象时相称恐慌,有谣言说,人类会被彗尾的毒气毒死。不过如今我们知道了,人类对这类征象一点觉得也没有。

    依据外形,彗尾重要分为两大类:一类为“离子彗尾”,由离子气体构成,如一氧化碳、氢、二氧化碳、碳、氢基和其他电离的份子。这类彗尾比较直,细而长,因而又称为“气体彗尾”或Ⅰ型彗尾。

    另一类为“灰尘彗尾”,是由微尘构成,呈黄色,是在太阳光子的辐射压力下推斥微尘而成。这类彗尾是蜿蜒的,个中较宽的又称为Ⅱ型彗尾,而蜿蜒很厉害、又短又宽的又称为 Ⅲ 型彗尾。

    另外另有一种叫“失常彗尾”,彗尾是朝向太阳系方向延长的扇状或长钉状。平常一颗彗星有两条以上的差别范例彗尾。

    彗星怎样拖了个长长的尾巴?插图5

    背向太阳的彗尾(泉源:http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20171211/01a87b1459ce424fa7c94c6d605c807a.jpeg)

             

    本文来自微信民众号:科学大院(ID:kexuedayuan),作者:王铮 

    爱搬网
    蛙蛙应用 » 彗星怎样拖了个长长的尾巴?
    • 603会员总数(位)
    • 868资源总数(个)
    • 0本周发布(个)
    • 0 今日发布(个)
    • 480稳定运行(天)

    提供最优质的资源集合

    立即查看 了解详情