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第38章 哈雷彗星

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3. 维加与苏梅克的补充:拼出彗星的“全貌”

苏联的“维加1号”与“维加2号”走得更近:维加1号在3月6日抵达,距离彗核仅8890公里,拍摄到了彗核背面的结构——那里几乎没有喷流,说明彗核的自转周期约为53小时(后来乔托的数据修正为52小时)。维加2号则在3月9日飞掠,捕捉到了彗发中“离子尾”的形成过程:带电粒子被太阳风的磁场捕获,形成一条长达1000万公里的蓝色尾巴,指向背离太阳的方向。

日本的“先驱”与“彗星”探测器则从更远的距离(数千万公里)进行观测,测量了彗星的磁场与等离子体环境——发现彗尾中的磁场会被太阳风压缩,形成“磁鞘”,就像彗星的“保护罩”。

4. 1986年的遗产:改写彗星的“脏雪球”模型

在此之前,天文学家对彗核的认知停留在“脏雪球”假说(由美国天文学家弗雷德·惠普尔提出):彗核是由水冰、尘埃和岩石组成的松散球体。但乔托的数据推翻了这一简化模型——彗核是“多孔的、分层的、充满喷流源的复杂天体”:

成分:水冰占80%,但不是纯冰,而是混有二氧化碳、甲烷、氨等挥发性物质;

结构:表面是致密的尘埃壳,下面是多孔的冰-尘埃混合物,密度仅1克/立方厘米(比水还轻);

活动:喷流不是均匀分布的,而是集中在少数“活跃区”,这些区域的冰含量更高,受阳光加热更剧烈。

七、彗核的秘密:从“冰疙瘩”到“太阳系的时间胶囊”

哈雷彗星的彗核,是人类能直接采样的“最古老天体”之一。它的成分与结构,像一本“太阳系起源的日记”,记录了46亿年前太阳系形成时的环境。

1. 彗核的“年龄”:46亿年的“原始冰”

通过对哈雷彗星挥发性物质的同位素分析(比如氘/氢比例),天文学家发现:彗核中的水来自太阳系形成前的星际云——与地球海洋中的水不同,彗星水的氘含量是地球的2倍,说明地球的水可能不是来自彗星,而是来自小行星(比如谷神星)。但这并不影响彗核的价值:它保存了星际云的原始成分,是研究太阳系“婴儿期”的关键样本。

2. 有机物:生命的“前体”?

1986年,乔托探测器在彗发中检测到了甲醛(CH?O)、甲醇(CH?OH)、乙醇(C?H?OH)等有机分子——这些是构成蛋白质和核酸的基础原料。2014年,欧洲“罗塞塔”探测器对67P彗星的探测进一步证实:彗星携带的有机物种类超过100种,甚至包括氨基酸的前体。

这一发现引发了“ panspermia”(泛种论)的新讨论:地球生命是否起源于彗星带来的有机物? 哈雷彗星的回归周期为76年,每次回归都会向地球撒下约100吨的尘埃——这些尘埃中的有机物,可能在地球早期(比如寒武纪)被雨水带入海洋,成为生命的“种子”。

3. 彗核的“衰老”:一颗正在“消失”的彗星?

每次回归,哈雷彗星都会损失约1亿吨的物质——这些物质变成彗发、彗尾,最终消散在星际空间。按照目前的损失速率,哈雷彗星的“寿命”还有约10万年——之后,它的彗核会因挥发性物质耗尽而停止活动,变成一颗“死彗星”(类似小行星)。

但天文学家并不担心:太阳系中还有无数短周期彗星,比如67P、1P(哈雷)的“兄弟”,它们会继续扮演“太阳系的清洁工”与“生命使者”的角色。

八、2061:下一次回归——从恐慌到期待的文明跨越

2061年7月28日,哈雷彗星将再次回归近日点。与1910年的恐慌、1986年的科学兴奋不同,这一次的回归,将是一次全民参与的“宇宙庆典”——人类用100年的时间,完成了从“恐惧彗星”到“欢迎彗星”的思维进化。

1. 观测条件:比1986年更优?

根据NASA的轨道计算,2061年哈雷彗星的近日点将位于水星轨道内侧(0.55AU),比1986年更靠近太阳——这意味着彗核的活动会更剧烈,彗尾会更长、更亮。预计亮度将达到-2.5等(比木星亮),甚至在白天都能看到它的彗尾。

对于北半球观测者来说,最佳观测时间是7月中旬的黎明前——彗星将从东方地平线升起,彗尾指向西南方,像一条银色的丝带横跨天空。南半球的观测者则能在夜晚看到彗星高悬于头顶。

2. 科学任务:从“探测”到“守护”

2061年的回归,天文学家不再满足于“探测彗核”——他们要研究彗星的长期演化:

彗核的质量损失:通过比较2061年与1986年的彗核大小,计算挥发性物质的消耗速率;

轨道稳定性:分析木星、土星的引力摄动,预测未来1000年的轨道变化;

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