天文知识 小天体

海尔－波普彗星。1997年3月27日 摄于意大利的Matterhorn
彗木相撞
这颗彗星的碎块将以每秒 60千米的速度先后撞击至 木星背着地球一面的南纬 约44°的地方，这可是一 次罕见的天文现象。撞击 过程中，在木星上空出现 了爆炸、火球、闪光，在 木星大气中形成了黑斑。 第一块碎片撞到木星时释 放的总能量相当于广岛原 子弹的千万倍，130小时 内释放的总能量相当于20 亿颗原子弹。这次天体撞 击事件必将在天文学史中 留下辉煌的一页。
阿坦型
阿波罗型
与地相撞 的可能性 最大。
阿
莫尔型
小行星Ida和它的卫星，伽利略号探 测器摄于1993年8月28日
小行星带：在火星和木星之间 几十万颗小行星，质量总和为地球 的万分之四 小行星保留了太阳系形成初期的原 始状况 对研究太阳系起源有重大价值
彗星
彗星是进入太阳系内亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体，呈云雾状的独特 外貌。彗星分为彗核、彗发、彗尾三部分。彗核由冰物质构成，当彗星接近恒星时，彗星 物质升华，在冰核周围形成朦胧的彗发和一条稀薄物质流构成的彗尾。由于太阳风的压力， 彗尾总是指向背离太阳的方向形成一条很长的彗尾。彗尾一般长几千万千米，最长可达几 亿千米。彗星的形状像扫帚，所以俗称扫帚星。彗星的运行轨道多为抛物线或双曲线，少 数为椭圆。 俗称“扫帚星”，天空不常见，实际上彗星同其他行星一样，在太阳引力作用下， 沿椭圆轨道饶太阳运行．只是其轨道的偏心率很大，轨道显得又扁又长．彗星质量很小， 大体由固体颗粒，搀杂尘埃，冻结水气，甲烷，氨，二氧化碳组成彗核．大部分远离太阳 的时候处于冰冻状态，个体很小，默默无闻，逐渐接近太阳时，热力使其中一部分凝固体 蒸发、气化、膨胀、喷发，形成云雾状的包层，直径越来越大，在太阳风和光压推动下形 成长长的尾巴，这时候就成了非常壮观的天体了．
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天文知识 小天体
• 张光彩
小天体
（1）、小行星(火、木之间） （2）、彗星（彗发、彗核、彗尾） （3）、流星（流星体、流星、陨星）
小行星带 1.提丢斯──波得定则
1766年德国天文学家提丢斯（J.Titius）偶然发现一个数列： (n+4)/10，将n=0,3,6,12,24，48，96，192……代入﹐.(后一个数 字为前一个数字的2倍然后将每个数加上4﹐再除以10)﹐法则认为， 行星轨道大小若用天文单位计算，可由经验公式表达： α=0.4+0.3×2n-²(n减2次方） ， 其中n为行星序号，不过水星应 取－∞ 。就可以近似地得到以天文单位表示的各个行星同太阳的平 均距离。这个公式，在1772年由柏林天文台台长波得(Bode)公布 于众，被称为提丢斯-波得法则。可相当准确地给出当时已知行星 的轨道半径。那时天王星尚未发现，提丢斯──波得定则对土星以 内的所有行星（包括地球）的位置都描述得很成功，只是在 2.8AU 处有个空档。1781年英国天文学家赫歇尔根据公式推算发现了天王 星，天王星的发现进一步证实这公式有效，更激发了人们在火星和 木星之间寻找这颗“缺失”行星的热情。
流星/陨石
流星是星际空间的尘粒和固体 块（流星体）闯入地球大气圈 同大气摩擦燃烧产生的光迹 流星有单个流星、火流星、 流星雨几种
当流星进入地球大气层后，如果没有 燃烧结束，剩下的部分会落入地面， 形成陨石
什么叫做流星、流星雨？ 流星雨是一种天文现象。它是指太阳系中彗星或小行 星，或行星间固体物质及尘粒，以每秒30-60千米或更大 的速度（高速）闯入地球的大气层中时，由于和大气飞快 摩擦，巨大的动能转化为巨大的热能，发生燃烧。体积小 的，在进入大气层后，很快燃烧完毕，在夜空中便呈现一 道白光，一闪即逝。这就是“流星”。如在天空中某一区 域，流星像雨点那样频繁出现，则称为“流星雨”。体积 较大的，在大气层中来不及全部烧为灰烬，落到地面即为 “陨星”（石质，为陨石；铁质，叫陨铁。）
彗尾：彗尾是在彗星接近太阳大约 3 亿公里（2 个天文单位）开始出现，逐渐由
小变大变长。当彗星过近日点（即彗星走到距太阳最近的一点）后远离太阳时， 彗尾又逐渐变小，直至没有。彗尾的方向一般总是背着太阳延伸的，当彗星接 近太阳时，彗尾是拖在后边，当彗星离开太阳远走时，彗尾又成为前导。彗尾 的体积庞大，达上亿公里，物质极稀薄。 Ⅰ型：根据彗尾的形状和受太阳斥力的大小，彗尾分为二大类。一类为“离子彗尾”由离 子气体组成，这类彗尾比较直，细而长，呈兰色、因此又称为“气体彗尾”。 Ⅱ型：“尘埃彗尾”，是由微尘组成，呈黄色，是在太阳光子的辐射压力下推斥微尘而形
成。彗尾是弯曲的，弯曲较大，较宽的又称为 Ⅱ 型彗尾。
海尔－波普彗星
Hale Waihona Puke Baidu
离子彗尾
彗核
彗发
尘埃彗尾
彗星的尺度： 体积非常庞大，在太阳系里没有任何一个天 体可以和它相比 大的彗星，彗头的直径就有185万公里 相当于地球直径的145倍 小的彗星，彗头的直径也有13万公里 是地球直径的10倍多 彗尾，一般都有5000万公里到两亿公里长 最长的可达3.5亿公里
彗星结构
彗头： 彗核：是彗星最中心、最本质、最主要的部分。一般认为是固体， 直径几十~几百公里，由石块、铁、尘埃及氨、甲烷、小而密的冰 组成。酷似巨大、易碎的脏雪球。 彗发：是彗核周围由气体和尘埃组成星球状的雾状物，直径可达 几十万公里。 彗云：在彗发外由氢原子组成的云，人们又称为氢云。直径可达 100万～1000 万公里，但是有的彗星就没有彗云。
2007年9月27日，美国东部时间7时34分（北京时间19时34分）， “黎明”号从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地由一枚德尔塔2型 火箭运载，顺利升空，开始了它长达8年超过50亿公里的星际探索 之旅。它将远赴火星和木星之间的小行星带，首先探测灶神星，此 后再赶往谷神星继续观测，帮助专家寻找太阳系诞生的线索。黎明 号在2011年 12月8日进入公转轨道，距离灶神星只有210公里，环 绕一周的时间为4.3小时• 。美国宇航局在2012年5月首度公开黎明 号获得的灶神星初步数据，估计灶神星的金属核心直径为220公里。
长周期彗星的远日点多在5104AU处，故1950年荷
兰天文学家奥尔特（J.Oort）假设，在这个距离上聚集了
一个由脏雪球组成的永久云层（后称“奥尔特云”）。由 于奥尔特云的半径已达离太阳系最近恒星的间隔的1/10 ， 毗邻恒星引力的摄动作用会偶尔触及其中个别“脏雪球” 的轨道，把它们抛掷到太阳系内部来，形成长周期彗星。
从不同角度所见彗木相撞的情况
苏梅克—利维9号彗星（1994年7月）
彗星的运行周期与来源 彗星分为短周期和长 周期两类。
•短周期彗星的扁椭圆轨道完全处在太阳系中，周期小于 200地球年。现已知的 这类彗星约 100个。其中最典型的就是哈雷彗星，其近日点在0.587 AU处（金 星以里），远日点差不多在海王星轨道处，轨道偏心率达0.9672。 •大多数短周期彗星是顺行的，但约有1/20是逆行的，哈雷彗星即属此例，其轨 道面倾角为162.2。 •长周期彗星的轨道延伸到冥王星以外很远的地方，很难说它们的轨道是椭圆还 是抛物线。
形成
流星雨(每小时一颗的流量就可以称为流星雨)是一种有成群的流星 看起来像是从空中的一点中迸发出来，并附落下来的特殊天象。这 一点或一小块天区叫做流星雨的辐射点。辐射点是一种透视效果。 形成流星雨的根本原因是由于彗星的破碎而形成的。彗星主要由冰 和尘埃组成。当彗星逐渐靠近太阳时冰气化，使尘埃颗粒像喷泉之 水一样，被喷出母体而进入彗星轨道。但大颗粒仍保留在母彗星的 周围形成尘埃彗头；小颗粒被太阳的辐射压力吹散，形成彗尾。当 地球穿过尘埃彗尾轨道时，就有机会看到流星雨。流星雨活动性为 彗星周期。当地球通过流星体带附近时，大量流星体受地球引力落 入大气层中，在短时间内造成流星数量激增的现象便是流星雨。 所以流星雨是和彗星与地球运动和相对位置有关的周期性现象， 根据大量的流星雨观测记录显示，每年固定时间从固定辐射点发出 的流星雨可重复出现相当多次。
婚神星 婚神星是德国天文学家卡尔· 哈丁1804年9月1日发现的。是由 较重的石质组成的S-型小行星。直 径320×267×200 km公 转周期1595.4 d (4.37 a)古罗马神话中，婚神星是助产女神， 职能是引导新娘到新家、使婴儿见到光明。
轨道： 1)主带小行星： 在火—木轨道之间2.1---3.3AU为主环带，带内的小行星为主带小行星，占95%。 现在拍摄下来的小行星有50多万。大部分小行星在火星和木星之间，到太阳的平 均距离是2.8AU 2)近地小行星： a 较小或 e 较大，其轨道非常接近地球，是偏离主环带的较特殊群体 A、阿坦型： （Aten） a＜1AU、远日距略大于1.0AU，似地球轨道、与地相撞的可能性最大。已发现30颗。 它们都很小（0.4-8km）。估计总数80±50颗，平均1亿年有一颗撞击地球。 B、阿波罗型：（Apolle） a ：1.08—4.2AU 近日距＜1AU 已发现263颗。估计总数700±300颗，平均10亿年有三颗撞击地球。 C、阿莫尔型： （Amor） a＞1AU 近日距≥1AU 碰撞的几率小。已发现209颗。估计总数300±150颗， 平均10亿年有一颗撞击地球。 近来天文界则认为，太阳与木星的引力平衡带是形成小行星带的主要原因。在 这个引力平衡带中，任何大块的星体都会被太阳和木星的引力扯碎。 一些小行星 在大行星引力摄动下，轨道与地球轨道相交，就有可能与地球相撞。与地球相撞 的概率是25万年中有一次。过去的几十亿年，此类事已多次发生。
谷神星
智神星直径 570×525×500 千米迄今还没有任何一架望 远镜曾经观测到智神星盘面 上的特征，也还没有太空船 曾经探测过智神星。它也有 可能是太阳系内最大的不规 则物体，即自身的重力不足 以将天体聚成球形。
智神星
灶神星 灶神星是以罗马神话中厨房火种不灭的女神维斯塔 Vesta命名，因 此中文翻译为灶神星，直径578×560×458 km，公转周期： 1325.46 d (3.63 年)，灶神星被认为有以铁镍为主的金属核心，外 面包覆著以橄榄石为主的地幔和岩石的地壳。最明显的特征是在邻 近南极点有一个巨大的，直径460公里的火山口，它的宽度达到灶 神星直径的80%，坑穴底部的深度达到13公里，外缘比周围的地形 高出4～12公里，总高低差达到25公里，中心有一座18公里高的山 峰突起。估计这次撞击大约将灶神星体积的1%抛出，灶神星家族 的V-型小行星就是由这次撞击产生的。
不知何故，哈雷彗星与母鸡结下了缘。每当 哈雷彗星76年回归地球时，必有一只母鸡产下奇 异的“彗星蛋”来。 1682年哈雷彗星回归。德国马尔堡一母鸡产下一 枚蛋壳上布满星辰的蛋。 1758年，哈雷彗星回归。英国霍伊克一母鸡产下 一枚蛋壳上绘有清晰的彗星图案的蛋； 1834年，哈雷彗星回归。希腊科扎尼一母鸡产下 一枚蛋壳上描有规则彗星图案的蛋； 1910年，哈雷彗星回归。法国报界透露，一母鸡 产下一枚蛋壳上绘有彗星图案的怪蛋，图案如雕 似印，可任意擦拭。 1986年，哈雷彗星回归。意大利博尔格一母鸡产 下一枚蛋壳上印有彗星图案的蛋。
哈雷彗星
哈雷慧星是最有名的 彗星，绕日公转的周期是 76年。它因英国天文学家 哈雷准确地预言它的到来 而得名。
图 1986年1月的哈雷彗星
请推测下次哈雷慧星光临地球将是哪一年？
2062
彗星结构：彗核，彗发，彗尾 彗核是含大量尘埃粒子的冰块，其表面呈黑色 彗星运行到太阳附近时，彗核表面被汽化，形成彗发 在太阳光压和太阳风作用下汽化物被推斥到背向太阳的 方向，形成彗尾
行星 水星
n -∞
an 0.4
真实距离 0.39
金星
地球 火星 小行星带 木星
2
3 4 5 6
0.7
1.0 1.6 2.8 5.2
0.72
1.00 1.52 2.77 5.20
土星 天王星
海王星
7 8
9
10.0 19.6
38.8
9.54 19.18
30.06
2.小行星带的发现
1801年，意大利的皮亚齐在例行的天文观测中偶然发现在2.77 AU 处有个小天体，即把它命名为谷神星。其实它的半径只有500 km， 算不得是颗行星。1802年德国天文学家奥伯斯在同一区域内又发现 另一小行星，命名为智神星。随后奥伯斯又发现了小行星——灶神 星以后数年，卡尔· 哈丁又发现一颗小行星——婚神星。 谷神星 谷神星（Ceres）是太阳系中最小 的、也是唯一位于小行星带的矮行 星。由意大利天文学家皮亚齐发现， 直径大约950公里，现探测到星球 表面有大量载水矿物质。已确认其 内部存在大量的冰。初步推测水占 谷神星体积的40%。