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ISON彗星来袭,你应该知道的12个有趣事实

ISON彗星即将通过近日点,有可能浴火重生,化身为一颗肉眼可见的“世纪彗星”。图片来源:slate.com

(文/Phil Plait)过去十几年来,有好几颗大彗星扫过地球的天空。我还记得自己看到过的那几颗:百武(Hyakutake)、海尔-波普(Hale-Bopp)、霍尔姆斯(Holmes)、泛星(Pan-STARRS)、麦克诺特(McNaught)…… 它们全都美妙非凡,令人赞叹。

现在,编号C/2012 S1的ISON彗星正在扫过天空,它的亮度过去几天有了大幅的提升,现在是时候去看看它了!不过,在欣赏这颗美丽彗星的同时,我觉得我得抓住机会告诉你们关于这颗彗星的一些事情,一些会让你的大脑感受到神奇的事实。

1、ISON彗星是新手

有些彗星处在长长的椭圆轨道上,它们会落入太阳系内侧,然后返回太阳系的偏远地带。在那里,他们会减慢速度,停下脚步,然后再落回太阳系内侧,再次感受太阳的光和热。比如著名的哈雷彗星,就在一条周期为75年的长椭圆轨道上运行,现在已经远在海王星轨道之外。

不过,有些彗星要更极端一点。如果它们在漫漫旅途中被额外“踢了一脚”,比如被撞了一下,或者受到行星引力的加速,它们的椭圆轨道就有可能变成开放的双曲线轨道:它们拥有了足够的能量,能够永远地逃离太阳系。一旦他们走了,那就是真的走了。

ISON彗星的轨道就是一条双曲线,这意味着:未来几周将是我们能够看到它的唯一机会。当它绕过太阳远去之后,它就再也不会回来了。这很可能是它第一次闯入太阳系内侧,正是这一点令科学家如此兴奋。我们看到的是一颗原生态的彗星,已经有几十亿岁高龄,是远古太阳系的遗物。它是一个时间胶囊,让我们有机会研究太阳和行星仍然年轻时太阳系的环境。

2、ISON是一颗掠日彗星

ISON彗星的轨道会把它带到非常非常靠近太阳表面的地方。11月28日,它将从距离太阳表面仅有110万千米的地方掠过。考虑到太阳自身的直径就有140万千米,这种程度的飞掠绝对称得上是擦身而过了。它将感受到极端的高温,有可能撑不过这一场近距离接触。

ISON彗星的轨道从太阳附近极近的地方经过。这张图显示了NASA的SOHO探测器视场中,ISON彗星的运行轨迹。不同的同心圆,表示了SOHO探测器上不同设备的观测视场。图片来源:slate.com

3、近距离飞掠太阳时,它的速度会超过600千米/秒

设想丢出一块石头。你丢它的位置越高,地心引力拉扯它的时间越久,它砸到地面时移动的速度就越快。

如果你能从无穷远处丢一块石头,那它砸到地面的速度就会最快,将是地球表面的逃逸速度——物理学上的自由下落可以反转过来,因此如果你以逃逸速度往上抛一块石头的话,它将永远不会掉落下来(所以这个速度才被称为“逃逸速度”)。

对于绕着太阳转(有时候还会撞上太阳)的彗星来说,情况也是如此。由于ISON彗星本质上相当于是从无穷远处掉落下来的,所以当它来到太阳附近的时候,它的速度就会达到太阳的逃逸速度,也就是大约360千米/秒。这有多快呢?要比步枪子弹的出膛速度快上百倍,要比民航客机的飞行速度快1500倍——以这个速度飞行的话,彗星用不了15秒就能横跨美国的东西海岸。

事实上,这个速度已经达到了光速的0.1%!这要比人类迄今发射过的任何一艘太空船都要快得多。而它的唯一推动力,就是引力。

4、ISON的固体部分仅仅宽约2千米

彗星实际上就是一堆岩石、砂砾和冰的混合物。彗星的固体部分被称为彗核(nucleus)。有些彗星的彗核很大,比如海尔-波普的彗核就宽达30千米。

不过,ISON的彗核很小,只有大约2千米宽。换句话说,把它拿到地球上,放在比方说落基山脉的中间,你都很难注意到它!这个尺度是根据哈勃空间望远镜拍摄的照片估算出来的,实际上只能给出彗核大小的上限。所以,真正的ISON彗核可能要更小一点。

不过,这么小的彗星我们仍然能够用肉眼看到,哪怕它现在距离我们超过上亿千米!这到底是怎么做到的呢?这是因为……

5、彗发的尺寸远远超过10万千米

你在看ISON彗星(或者任何一颗彗星)照片的时候,你实际上是看不到彗核的。你看到的,只是曾经被冰封在彗核表面之下、如今却弥漫在彗核周围的气体。当彗星来到太阳附近时,彗核上的冰被加热,直接升华成气体。彗核微弱的引力束缚不住这些气体,后者便弥漫在周围形成了彗发。

由于彗发不是固态,所以没有清晰的边缘。不过,11月15日,ISON彗星的彗发看上去已经有大约3角分宽(角分是天空中张角的大小单位,满月的张角大小约为30角分)。由于ISON当时距离地球足有1.4亿千米,这意味着彗发的的大小足有12万千米,是地球直径的10倍!

ISON彗星的彗发与地球大小的粗略比较。按照这张图的比例,ISON彗核的大小大约与细菌相当。图片来源:slate.com

6、彗星的尾巴(至少)长达800万千米

彗发中的气体和尘埃一旦进入太空,就会受到太阳风和阳光压强的双重影响。它们会被“吹走”,形成一条或者多条长长的尾巴。和彗发一样,彗尾也是极其稀薄的气体,所以没有明确的边缘,但ISON的彗尾至少长达800万千米——相当于地月距离的20倍。

7、彗尾本质上是真空

奇怪的是,尽管看上去既明亮又明显,彗星的尾巴却稀薄得令人难以置信。典型存在彗尾的原子密度可以达到每立方厘米约5万个原子。听起来很多,是不是?在海平面上,每立方厘米的空气中包含的原子/分子数目高达1019,也就是10,000,000,000,000,000,000个!与我们呼吸的空气相比,彗尾基本上算是真空。它能够如此明亮,只是因为它足够庞大,而且在反射阳光。

8、彗星的总质量只有大约20亿到30亿吨

冰的密度不算大,甚至能在水面上漂浮!如果ISON是典型的冰和岩石的混合物,它的密度就应该是每立方米600千克左右。假设ISON的彗核是一个直径2千米的球体,它的质量大概就是20亿到30亿吨。听起来不少,但是要记住,冰的密度比岩石要低很多。一座小石山的质量就会比它大得多。

9、ISON正在缩小

科学家测量了有多少水冰在逃离ISON彗核的表面,结果表明每秒它会损失大约1029个水分子。简单计算一下,这相当于每秒损失大约3吨水——足以在10分钟内填满一个奥运会标准游泳池。这个数量不算少,但考虑到彗星的总质量,以这种速度损失物质的话,彗星要花上25年才会完全消失。由于彗星只在靠近太阳的几个星期里会这样抛撒质量,它有足够的质量可以挥霍。

10、ISON可能会瓦解

不过,这并不意味着ISON就安全了。有些彗星并非“铁板”一块,是冰将它们凝聚在了一起。随着它们离太阳越来越近,冰开始升华成气体,大块物质就会分崩离析。有些情况下,彗星会明显崩解。就算它们能够“活着”抵达近日点,有些彗星也会因为离太阳太近而被蒸发。

ISON彗星看上去好像展开了对称的“双翼”。这种结构在彗核分裂的彗星上比较常见。不过,其他观测尚未发现ISON有分裂的迹象。图片来源:slate.com

ISON能不能活过与太阳擦身而过的那一天,现在还不清楚。现在看来,它还一切都好,但谁知道未来几天会发生什么样的变化呢?(详见:ISON彗星会成为“世纪大彗星”吗?

11、ISON不会撞上地球

只要出现一颗明亮的彗星(或是有小行星近距离飞掠地球),阴谋论者就会开始鼓吹,它将撞上地球。不用担心ISON彗星。它会在2013年12月26日最靠近地球,最近距离大约有6000万千米。这个距离要比月亮还远150倍。

12、你自己也能看到它,甚至有可能白昼可见

现在,ISON已经亮到足以用肉眼看到了,在双筒镜里应该很容易看见。在过去大约一周内,它的亮度提高了好几倍!随着它越来越靠近太阳,它会变得更加明亮,但也越来越难找到,因为它正在靠近太阳。

不过有的时候,类似ISON的彗星在靠近太阳的时候,会变得异常明亮。2007年,我曾在正午看到过麦克诺特彗星。是的,正午。这很困难,我必须非常小心才行。千万不可以直视太阳,特别是在双筒镜中,除非你想烧瞎你的眼睛。绝对不要拿起双筒镜就在太阳附近寻找彗星,这很危险,有可能导致失明。

2007年1月13日,过近日点前后的麦克诺特彗星,曾经明亮到白天都肉眼可见。图片来源:cometography.com

现在还不可能确定这一点,但ISON有可能在靠近太阳的短时间内,大白天也肉眼可见。站在一颗树或者某个建筑的影子边缘,遮挡住太阳,你或许就有可能看见它。当然,具体还要取决于彗星和太阳之间精确的相对位置。再次强调,这么做很难,除非你知道你在做什么,否则就不应该尝试。

所以,你最好还是再等上几天。等ISON从太阳附近绕出来,可能会有好几个星期的时间,北半球的我们能够在日落之后及日出之前看到它,到时候欣赏这颗彗星会容易得多。(详见:【观测指导】ISON彗星要怎么看? )

能够亲眼看见一颗大彗星,这是一种美妙体验。ISON彗星有可能给我们提供这样一次难得的机会。这不是科幻,也不是电影里的场景:ISON彗星就在那里,只是我们所处的宏大宇宙中的一粒微尘。希望你们能够抓住机会,好好享受它带来的美丽。

 

编译自:Bad Astronomy, 12 Cool Facts about Comet ISON

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发布于2013-11-24, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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