什么是彗星的彗发、彗云和冰粒晕?

彗发是彗星的发光大气,一般近于球形,大致对称地包围着彗核;彗发的中央部分,即彗核附近最亮,离彗核越远越暗,一直延伸到很远,直到“淹没”于天空亮度背景中。所以要确定彗发的半径有多大,各观测者的回答是不一样的,因为它与天空亮度有关,例如是否有月亮?月相如何?它的地平高度多少?是否接近银河?观测地点的大气情况等等,也和观测仪器的性能及观测方法有关。所以测量起来还是比较复杂的,但是它毕竟还是有一定大小的。

彗发的大小和亮度随彗星走近太阳而增加。大约离太阳为 1.5 天文单位彗发达到最大,一般直径在几十万到上百万千米。如,哈雷彗星的彗发直径为 29 万千米, 1882 Ⅱ为 60 万千米, 1881 年出现的大彗星,直径为 180 万千米,比太阳直径( 139 万千米)还大。

据光谱分析,彗发中含有中性气体(分子和原子)、尘埃颗粒和冰颗粒,这些都是从彗核中蒸发出来的。颗粒散射太阳光(各波长都有散射),形成连续光谱,而各种气体则在太阳辐射激发下,各自发射特定波长的辐射。如用通过相应波长那种颜色的滤光片去观测彗发,所看到的是该种气体在彗发中的发光情况,就称为该种气体的彗发。如,氰( CN )分子彗发、碳( Ca )原子彗发、钠( Na )原子彗发、羟基( OH )彗发、氢( )原子彗发——即氢云。在连续光谱波段则观测到尘埃彗发。各种物质成分在彗发中的分布是不同的,因而相应彗发的大小也是不同的,而且随距离太阳的远近呈复杂的变化。气体分子从彗核中蒸发,向外喷出的速度一般在每秒 1-3 千米,而氢原子的蒸发速度较高,每秒约为 10 千米。根据 1970 年以来从空间的远紫外(波长 1216 埃的氢原子 La 发射)对几颗彗星的观测,氢云的半径可达 千万千米左右,但有的彗星没有观测到氢云。

1968 年比利时天体化学家德尔塞姆提出,从彗核中抛出的低速物质,成分是冰颗粒,当它们包围在彗核附近时,就形成“冰粒晕”。因冰颗粒反射太阳光的能力很强,所以在彗星离太阳还很远时就看到它了。这时称它为“光复核”或“假核”,它的半径为几百千米。较大的有 万千米,如伯恩哈姆彗星( 1960 Ⅱ)和贝内特彗星( 1970 Ⅱ)。彗核附近如有冰粒晕,有时会影响对彗星亮度的估计。如科胡特克彗星( 1973 Ⅶ)就是一例。这颗彗星是 1973 年进入内太阳系的,西德汉堡天文台的卢博斯·科胡特克于 月 日用照相的方法在长蛇座发现了它,当时的亮度为 16 等,离太阳的距离为 亿 千万千米,是 1973 年发现的第 颗彗星。它在 12 月, 28 日过近日点时,从地球上看离太阳只有 15 角分,所以从地面上不能观测到它。过近日点后,于 1974 年 月 15 日,它转到太阳的另一边,位于宝瓶座,离太阳约 40 °,是观测的较好时机。天文工作者对它的轨道计算得虽很精密,但对它的亮度计算得就不太精确了。因对亮度的计算采用的是经验公式,对多数彗星大体上适用。当时也估计到了可能对这颗不适用,因为这是有先例的,如 1953 年有 颗彗星,经估算它在过近日点前后会非常明亮,而实际上它却逐日变暗,还没有运行到近日点就怎么也看不见了。由于科胡特克彗星在发现时受“假核”影响,估计它将会十分明亮。有人又把它加上一些生动的描写,好奇心很使人们欢欣鼓舞。在国外,有的航空公司准备了观测的飞机,机票事先已销售一空。但到时用肉眼根本看不到,很是失望。不过,这次天文工作者却获得了丰富的观测资料,在它的彗发中第一次发现了甲基氰( CH CN )和氰化氢( HCN )两种有机分子。

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