圖解:2015年丹麥上空的仙英流星雨。(圖片來(lái)源: ? Ruslan Merzlyakov/RMS Photography)
我們的太陽(yáng)系中有數(shù)十億、甚至可能數(shù)萬(wàn)億的飛行物在環(huán)繞著太陽(yáng)運(yùn)行。這些飛行物的體積太小不能算作行星,所以被稱(chēng)為彗星、小行星和流星體,如果流星體到達(dá)地球,就稱(chēng)作流星或隕石。有這么多稱(chēng)呼,很難將它們區(qū)分清楚。
讓我們先來(lái)簡(jiǎn)單了解一下它們各自的定義。
小行星:這是一些由太陽(yáng)系中的行星形成時(shí)產(chǎn)生的質(zhì)地緊密的巖質(zhì)殘留物。它們主要沿著火星和木星之間的小行星帶環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行,體積從小汽車(chē)到矮行星那么大不等。
圖解:伽利略號(hào)于1993年拍攝到的艾女星與其衛(wèi)星
彗星:彗星是宇宙中的臟雪球,成分主要是46億年前太陽(yáng)系誕生時(shí)產(chǎn)生的冰和塵埃。大多數(shù)彗星的穩(wěn)定運(yùn)行軌道都在遠(yuǎn)超海王星的太陽(yáng)系外緣。
圖解:太空船拜訪103P/哈德利彗星的彗核和它造成的噴流。彗核的長(zhǎng)度大約是2公里,最窄的地點(diǎn)寬僅約400米。
流星體、流星和隕石:流星體是彗星和行星的碎屑,或者微小的小行星,有的體積小到只是一粒沙粒,有的是大到3英尺(1米)寬的巨石。當(dāng)流星體與行星的大氣層相撞時(shí),它們就變成了流星。如果這些流星成功通過(guò)大氣層并撞擊星球表面,它們的殘骸就被稱(chēng)為隕石。
圖解:在納米比亞的霍巴隕鐵:已知最大的完好隕石,長(zhǎng)2.7米,重60噸。
小行星
乍一看,小行星可能看起來(lái)像是普通的太空巖石,但這些古代太陽(yáng)系的遺留物有各種形狀、大小和特點(diǎn)。
盡管體型嬌小(所有小行星的質(zhì)量總和還不足月球的質(zhì)量),小行星還是可以被稱(chēng)作微小的行星或“微型行星”。最小的小行星只是3英尺(1米)寬的大石塊,最大的是谷神星,其體積接近月球的四分之一(直徑約590英里,或950公里)。因?yàn)樘?,谷神星?006年被升級(jí)為矮行星,和冥王星同屬一個(gè)備受爭(zhēng)議的區(qū)分之中。
圖解:2015年5月黎明號(hào)宇宙飛船拍攝的谷神星自然色景觀。這張照片拍攝于2015年5月2日,在距谷神星表面13642公里的“旋轉(zhuǎn)特征”軌道上。在中心和右中心可見(jiàn)兩個(gè)亮點(diǎn),一種常見(jiàn)的現(xiàn)象在谷神星上,分別在Oxo和Haulani隕石坑。阿胡納蒙斯也可以在圖像中看到,作為一個(gè)引人注目的,懸崖山,看到就在底部的權(quán)利。
多數(shù)小行星看起來(lái)像是巨大的太空土豆,呈長(zhǎng)圓形,表面布滿無(wú)數(shù)與其他小行星碰撞時(shí)產(chǎn)生的坑洼。只有少數(shù)體積足夠大的小行星有足夠的引力能形成球體,比如谷神星。根據(jù)美國(guó)宇航局(NASA)的說(shuō)法,小行星成分和狀態(tài)不等,有的是由黏土和硅酸鹽巖石組成的暗色、松散的碎塊,有的是明亮堅(jiān)固的金屬合成物,比如鐵和鎳。幾乎所有的小行星都是在火星和木星之間一塊圓環(huán)狀的區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)的,也就是小行星帶。小行星帶形成于木星誕生之后不久,木星的重力將它形成時(shí)的殘留物困住,致使它們相互碰撞,形成了如今我們所見(jiàn)的數(shù)百萬(wàn)顆小行星。
圖解:美國(guó)宇航局的廣域紅外線巡天探測(cè)衛(wèi)星(WISE)2014年在進(jìn)行巡天調(diào)查首要任務(wù)時(shí)捕捉到的超過(guò)100顆小行星的圖像。氣體和塵埃云包圍著該區(qū)域,只有通過(guò)紅外光才能看到其中的天體。該視野中還有2500顆其他星體。(圖片來(lái)源: NASA/JPL-Caltech/UCLA)
彗星
千百年來(lái),看見(jiàn)彗星一直使人們感到恐懼和驚奇。古代天文學(xué)家相信彗星能預(yù)示王侯的死亡或戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)果。現(xiàn)代天文學(xué)家知道,彗星是由數(shù)十萬(wàn)年前太陽(yáng)系形成時(shí)的殘余物質(zhì)被包裹在冰層中形成的。
圖解:哈伯太空望遠(yuǎn)鏡在艾桑彗星通過(guò)近日點(diǎn)前不久拍到的影像。
天文學(xué)家弗雷德·惠普爾(Fred Whipple)是首個(gè)將彗星描述為臟雪球(或者說(shuō)冰凍氣體與塵埃的集合體)的人。據(jù)美國(guó)宇航局稱(chēng),雪球構(gòu)成了彗星的核心,核心寬度一般不超過(guò)幾英里。當(dāng)彗星接近太陽(yáng)時(shí),其核心受熱,冰由固態(tài)升華為氣態(tài),這就在彗星周?chē)a(chǎn)生了一層直徑可達(dá)數(shù)千英里的大氣,稱(chēng)之為慧發(fā)。來(lái)自太陽(yáng)的輻射壓吹走慧發(fā)中的塵埃顆粒,產(chǎn)生長(zhǎng)而明亮的塵?;畚?,當(dāng)高能太陽(yáng)粒子電化氣體時(shí)還會(huì)再單獨(dú)形成一條離子慧尾。
威斯康星州貝洛特學(xué)院的天文學(xué)教授布里特·沙林豪森(Britt Scharringhausen)認(rèn)為,小行星和彗星的成分差異可能源自于其誕生的方式和地點(diǎn)不同。
圖解:圖中顯示塵埃尾、反尾和離子離子尾的關(guān)聯(lián)性,它們都是由太陽(yáng)風(fēng)的流動(dòng)造成的。
“盡管小行星和彗星形成的時(shí)期相同,它們形成的條件卻不一樣?!鄙沉趾郎跁?shū)中寫(xiě)道:“太陽(yáng)系由太陽(yáng)星云(氣體和塵埃云)組成。在星云的中心,太陽(yáng)通過(guò)引力坍縮誕生。由于引力坍縮會(huì)釋放熱量,星云的中心區(qū)域溫度更高、更密集,而外部區(qū)域溫度則相對(duì)較低。”
小行星在高溫星云附近形成,在極度高溫下只有巖石和金屬還能保持固態(tài)。而彗星在凍結(jié)線附近形成,那里的低溫足以使水和二氧化碳之類(lèi)的氣體凍結(jié)。因此,彗星一般只在太陽(yáng)系外緣名為柯伊伯帶和奧爾特云的兩處區(qū)域被發(fā)現(xiàn)過(guò)。
圖解:形狀奇特的67P/Churyumov-Gerasimenko彗星。2014年8月,羅塞塔號(hào)探測(cè)器與該彗星會(huì)合,有史以來(lái)第一次在彗星表面設(shè)置了著陸器。(圖片來(lái)源: NASA/ESA)
流星體、流星和隕石
流星體正是太陽(yáng)系中的“太空巖石”。它們大小不超過(guò)1米(3.3英尺),有時(shí)只有一顆灰塵那么大。雖然體積太小遠(yuǎn)不能算作小行星或彗星,但很多流星體其實(shí)是小行星或流星的碎片,有些流星體就是由行星或衛(wèi)星碰撞中飛散出去的碎片形成的。
如果流星體經(jīng)過(guò)行星的大氣層,比如地球的大氣層,它們就成為流星。美國(guó)宇航局稱(chēng),流星在大氣層中燃燒時(shí)的火光可能比金星的光亮還強(qiáng),這也是為什么它們也被稱(chēng)作“火流星”的原因??茖W(xué)家們估計(jì),每天有超過(guò)48英噸(43500千克)隕石類(lèi)物質(zhì)落到地球上。如果流星在降落過(guò)程中成功通過(guò)大氣層并撞擊地面,就產(chǎn)生了隕石。
圖解:1833年(右)和1866年(左)對(duì)獅子座流星雨大出現(xiàn)
地球經(jīng)過(guò)彗星留下碎片的路徑時(shí)我們就能欣賞到流星雨形成的煙花秀,一睹夜空中成千上萬(wàn)的流星。每年8月12號(hào)左右發(fā)生的仙英流星雨是最為壯觀驚人的流星雨之一,高峰時(shí)段在晴朗的天空中每小時(shí)能觀測(cè)到50至75顆流星。仙英流星雨是由斯威夫特-塔特爾彗星發(fā)生碎裂引起的。
這些壯觀的流星雨提醒我們,盡管宇宙看起來(lái)廣袤無(wú)垠,人類(lèi)與太陽(yáng)系的聯(lián)系其實(shí)比我們想象中要緊密許多。
參考資料
1.Wikipedia百科全書(shū)
2.天文學(xué)名詞
3. JoyceZ- livescience-Tim Childers
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