ISON彗星的12个有趣事实:质量超20亿吨

2013年11月28日 18:18   新浪科技 微博   
ISON彗星的12个有趣事实ISON彗星的12个有趣事实

  新浪科技讯 北京时间12月28日消息,据国外媒体报道,近十几年来,有许多颗大彗星掠过了地球的天空,包括百武(Hyakutake)、海尔·波普、霍尔姆斯(Holmes)、泛星(Pan-STARRS)、麦克诺特(McNaught)等等。它们都是十分壮美迷人的天体。

  现在,我们又迎来了ISON彗星(编号C/2012 S1),这注定将吸引无数人的目光。过去几天里,它的亮度有了显著的提升,是时候好好看看它了!许多人都拍到了非凡的图片,而这颗彗星本身也蕴含了许多科学事实。

  1. ISON是个“新手”

  一些彗星拥有细长的椭圆轨道,它们会周期性地抵达太阳系内侧,随后再次回到遥远的太空深处。在那里它们的速度会减慢,几乎停滞,然后又再次返回太阳系内侧,回到太阳光热的怀抱之中。举例来说,哈雷彗星就处在一条周期长达75年的椭圆轨道上,目前已经越过了海王星。

  不过,还有一些彗星更加极端。如果它们被突然“踢了一脚”——可能是被冲撞了一下,或者受到行星引力的加速——它们的椭圆形轨道就会变成开口的双曲线。这意味着它们具有了足以离开太阳系的能量。而一旦它们离开了太阳系,就永远也不会再回来了。

  ISON彗星就是一颗具有双曲线轨道的彗星,未来几周将是我们对它进行观测的唯一机会。一旦它回到宇宙深处,就再也不会回来。这也很可能是它第一次造访太阳系内侧,科学家兴奋异常的原因也在于此。我们看到的是一颗原始的彗星,具有数十亿年的历史,是古老太阳系的遗存。这是一颗时间胶囊,可以让我们一窥太阳和其他行星年轻时的环境条件。

  2. ISON是掠日彗星

  ISON彗星的轨道将非常、非常靠近太阳的表面。11月28日,该彗星将以仅仅110万公里的距离掠过太阳的表面。考虑到太阳的直径140万公里,这样的距离可以说是擦肩而过。ISON彗星将感受到太阳极端的高温,并有可能因此寿终正寝。

  3. 掠过太阳时,ISON彗星的速度将达到每秒360公里

  想象一下丢出石头的场景,站得越高,石头受到地球引力作用的时间就越长,当它到达地面时的速度就越快。如果你从无穷远处扔一块石头,那它击中地面的速度就会达到最快,即地球表面的逃逸速度。物理学上的自由落体是可以反转的,因此当你以逃逸速度向上抛出石头时,它将永远向上,不会掉落下来——所以这一速度才被称为“逃逸速度”。

  对于围绕太阳运行(有时候是撞上太阳)的彗星来说,情况也是如此。由于ISON彗星几乎是从无穷远的地方飞来,因此当它接近太阳的时候,将会达到太阳表面逃逸速度,即大约每秒360公里。这有多快?要比步枪子弹的出膛速度快数百倍,比民航客机的飞行速度快1500倍以上。依照这样的速度,ISON彗星用大约15秒就可以横跨北美大陆。

  事实上,这一速度已经达到光速的0.1%!这比任何人造的航天器都要快,而它唯一的推动力就是引力。

  4. ISON彗星的固体部分宽度仅有2公里

  彗星实际上就是由岩石、砂砾和冰堆积而成的混合物。彗星的固体部分称为彗核(nucleus),有些彗星的彗核很大,如海尔-波普彗星的彗核宽达30公里。

  ISON彗星的彗核却很小,只有大约2公里的宽度。换句话说,把它丢到落基山脉中,估计就找不到了。这一体积数据是根据哈勃太空望远镜拍摄的图片估算出来的,是个上限值,因此现实中它可能更小一些。

  不过,ISON彗星依然可以让我们用肉眼看到,即使距离达到上百万公里,这是因为……

  5. ISON彗发长度超过10万公里

  在你观看ISON彗星(或其他任何彗星)图片的时候,你并不是在看它的彗核,而是在看围绕在彗核周围的气体。当彗星靠近太阳的时候,彗核上的冰受热直接升华成气体。这些气体从彗核微弱的引力中逃逸出来,形成了弥漫在其周围的彗发。

  由于彗发并非固态,因此并没有明显的边缘。不过在11月15日,ISON彗星的彗发看起来已经有大约3角分宽(角分是天空中张角大小的单位,满月的张角大小约为30角分)。ISON距离地球大约1.4亿公里,因此可以计算出其彗发大小大约为12万公里,这相当于地球直径的10倍!

  6. ISON的彗尾至少有800万公里长

  一旦彗发中的气体和尘埃进入太空,就会受到太阳风和阳光压强的影响。气体和尘埃会被“吹走”,形成一条或多条的长尾。与彗发相似,彗尾也是极为稀薄的气体,因此并没有真正的边缘,但据测算,ISON彗星的彗尾至少有800万公里长。这相当于月地距离的20倍。

  7. 彗尾基本上是真空状态

  奇怪的是,尽管看起来很明亮,但彗星的彗尾却极其稀薄。典型的彗尾中原子密度大约为每立方厘米5万个原子。听起来似乎很多,但在海平面上1立方厘米的空气中所含有的原子/分子数约为10的19次方,即10,000,000,000,000,000,000个。与我们呼吸的空气相比,彗尾几乎就是真空状态,其之所以显得明亮,只是因为体积够大,并能反射太阳光。

  8. ISON彗星总质量大约为20亿到30亿吨

  冰的密度并不大,它还能浮在水面上呢!如果ISON彗星是典型的由冰和岩石构成的彗星,那它的密度大约在每立方米600千克左右。假设ISON彗星的彗核是一个2公里直径的球体,那它的质量大约在20亿到30亿吨之间。这听起来似乎很多,但实际上冰的密度比岩石小很多,一座小的岩石山就比ISON彗星重多了。

  9. ISON彗星正在缩小

  科学家对彗星表面逃离的水冰总量进行了测定,表明ISON彗星表面每秒钟大约会损失10的29次方个水分子——需要注意这一数字一直在不断变化。简单计算一下,这相当于每秒钟损失3吨的水,足以在10分钟内注满一座奥运会泳池。这样的损耗量相当可观,但考虑到彗星的总质量,按照这一速度,ISON彗星还需要25年时间才会完全消失。由于彗星只会在接近太阳的几周内才会这样地抛散物质,因此它还有足够的家底进行挥霍。

  10. ISON可能会解体

  虽然有足够的质量,但这并不意味着ISON彗星就安全了。一些彗星并非十足的固体,是冰将其凝聚在一起。随着与太阳距离越来越近,冰开始升华,大块的物质会解体,有些情况下瓦解的景象非常壮观。即使能在经过近日点时幸免于难,有些彗星也会因为距离太阳过近而蒸发。科学家已经观测过这一现象。

  对于ISON是否能从与太阳的“亲密接触”中存活下来,现在还不清楚。目前它看起来一切都好,但谁知道接下来几天会发生什么呢?

  11. ISON彗星不会撞击地球

  只要一出现明亮的彗星(或者近距离飞掠地球的小行星),就会有担心其会撞上地球的流言出现。不用担心ISON彗星,它将会在2013年12月16日最靠近地球,届时距离大约为6000万公里,比月地距离还大150倍。

  12. 你能看到ISON彗星,甚至是在白天

  目前,ISON彗星已经亮到肉眼可见,用双筒望远镜应该更容易看到。在过去一周内,它的亮度已经提高了好几倍。随着与太阳距离越近,它将变得更加明亮,但同时也越来越难以寻找,因为它越来越靠近太阳。

  不过,有时类似ISON这样的彗星在接近太阳的时候,会变得异常明亮。2007年,我在正午时分观测到了麦克诺特彗星。没错,就是正午。这很困难,而且要非常小心,千万不能直视太阳,特别是用双筒望远镜的时候。一定记住,不能拿起双筒望远镜在太阳附近四处搜寻彗星,这很可能会带来失明的危险。

  尽管现在还不能确定,但在ISON彗星接近太阳的短暂时间内,我们很有可能在大白天也可以看到它。如果你的位置恰当,太阳被树木或建筑物挡住,那就有可能在白天看到ISON彗星。当然,这得取决于彗星与太阳之间精确的相对位置。

  在此还要再强调一下,肉眼观测是很难的,除非你知道你在做什么,否则不要轻易尝试。需要指出,短时间注视太阳并不会对正常眼睛造成伤害,但还是不应该多次这么做。而且对小孩来说伤害更大,他们的晶状体比起成年人来能够透过更多的紫外线。

  你最好还是再等上几天。一旦ISON彗星绕出太阳附近,对于北半球的居民来说,将有数星期的时间可以在日落之后看到它。这就容易多了,现在你必须早晨大约5点起来,在太阳出来之前观看它。在12月20日左右,ISON彗星可能就会绕出太阳的眩光,届时我们应该可以用双筒望远镜容易地找到它。

  亲眼见到一颗大彗星是一种神奇的体验,ISON彗星给我们提供了这样的机会,而这种机会很可能只会出现一次。这不是科幻小说,也不是电影场景,而是现实存在的东西,是宏大宇宙的一小部分。希望你们能够好好享受这样的时刻。(原文作者Phil Plait,任天编译)

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