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海爾-波普彗星
來源:互聯網

海爾-波普彗星是在1995年7月22日由兩位美國天文學家海爾(A.Hale)和波普(T.Bopp)各自獨立在南部天空人馬座M70球狀星團附近發現的彗星。國際天文學聯合會(IAU)根據彗星的運動周期和發現日期正式將其命名為C/1995 O1,又名海爾-波普(Hale-Bopp)彗星。

海爾-波普彗星是一顆長周期大彗星,數千年回歸太陽附近一次。其軌道運動周期為4200年,運動軌道平面與黃道面近乎垂直(交角89.4°),軌道偏心率0.995,在經過近日點并離開太陽系后,彗星軌道運動周期縮短為2380年。海爾-波普彗星曾于1997年3月23日到達近地點,1997年4月1日到達近日點。該彗星在經過近地點和近日點間的那段時間內亮度達到極大,為觀測最佳時期。其彗尾中除塵埃云外還有一大片中性納原子云。海爾-波普彗星還具有彗核大、活動劇烈等特點,它的出現為天文學家觀測彗星和進行彗星物理研究提供了一次十分難得的機會。

發現經過

1995年7月23日凌晨,美國新墨西哥州,一位叫阿倫·海爾(Alan Hale)的天文愛好者在例行觀測彗星。空檔中,他偷偷用他的16寸反射鏡頭觀察起了其他星體。而在他目光掃過人馬座M70時,一個模糊的光影出現在視野中。無獨有偶,幾乎在同時,遠在亞利桑那州的托馬斯·波普(Thomas Bopp)也在觀測M70,同時也掃到了這個奇怪的光影。作為經驗豐富的天文愛好者,2人很快反應過來,這是一顆彗星。隨即2人又想到,這是一顆星圖沒出現過的彗星!結果,雙方不約而同地向國際天文學聯合會拍出電報確認,由于相隔時間很短,國際天文學聯合會就將這顆彗星命名為“海爾-波普” (Hale-Bopp)彗星。

它是眾多由業余天文學家發現的彗星中距離太陽最遠的一顆(于木星軌道外被發現)。若把哈雷彗星和它放在同一軌道上,海爾-波普彗星的光度比哈雷彗星亮上千倍。通常彗星在木星軌道外會比較不顯眼,但海爾-波普彗星卻是個例外——該彗星過近日點時光度為-1.4等,縱使在城市中亦能以肉眼看見,是自1975年以來最亮的彗星,它也因此成為了最壯觀的彗星之一。根據哈勃空間望遠鏡的影像,海爾-波普彗星的直徑約40公里,屬于大型彗星。

主要成分

1997年海爾-波普彗星光臨地球時,引起了世界各地的天文學家的關注。巴黎文理大學的雅克·克羅維西埃(Jacques Crovisier)教授通過紅外太空望遠鏡觀測到海爾-波普彗星中水、一氧化碳二氧化碳的比例約為10:6:2,并利用三臺射電望遠鏡檢測到超過22種分子、自由基和離子,以及若干同位素分子。其中有6種分子是首次在彗星中被檢測到的。

基本數據

基本情況

軌道周期

海爾-波普彗星最初的軌道運動周期為4200年,運動軌道平面黃道面近乎垂直(交角89.4°),軌道偏心率0.995,在經過近日點并離開太陽系后,彗星軌道運動周期縮短為2380年。

自轉周期

科學家采用小波方法對海爾-波普彗星的近核CCD圖像進行處理,并進一步分析了彗核的亮度中心周圍的特征結構,從而提出了一種直觀而有效的方法來測定海爾-波普彗星投射在觀測平面上的平均自轉周期為24.41±0.96小時。

接近太陽

1996年夏天,海爾-波普彗星開始可以肉眼看見。同年下半年,它的光度增加速度放緩,但科學家仍抱持樂觀態度,等待該彗星變得更光亮。至1996年12月,由于它的天球位置太接近太陽,因此暫不能觀測,1997年1月,彗星重現,并已變得更光亮,在遭光害污染的城市夜空也容易找到它。

觀測時期

海爾-波普彗星在1997年3月23日離地球最近,地心距為1.315天文單位,即大約2億公里(1天文單位約等于1.5億公里)。1997年4月1日彗星經過近日點,日心距0.914天文單位,即1.37億公里。核直徑20-30公里,是哈雷彗星的2~3倍。在經過近日點并離開太陽后,軌道周期縮短為2380年,這主要是因為木星引力攝動的影響(4月份離木星最近時僅相距0.77天文單位)。海爾-波普彗星在經過近地點和近日點間的那段時間內,亮度達到極大,總星等為-0.1等,是觀測的最佳時期。越過近日點后,亮度逐漸降低,1997年5月1日為1.0等,6月1日2.5等,8月1日4.4等,10月1日將減弱到5.5等。到2020年,彗星離開太陽的距離為43天文單位,亮度只有29~30等。到2050年,海爾-波普彗星的日心距約為75天文單位,彗核星等約為32等,觀測將極為困難。

軌道改變

海爾-波普彗星有著特殊的軌道,它的軌道面與黃道面幾乎垂直,其夾角為89°.43。對這樣的彗星進行大尺度觀測和研究,有助于了解高日緯太陽風之情況。彗星軌道的偏心率為0.995,與1相差不多,因而,彗星沿著一條很扁很扁的接近拋物線之橢圓軌道從離太陽不到600億千米之處,慢慢走向太陽,在離太陽10.7億千米處被發現,彗星于1997年4月2日走到近日點,那時它離太陽只有1.365億千米。此時,它離地球不到2億千米。彗星繞太陽運行一周的時間眾說不一。根據定位觀測結果,最初有人算出它是4千多年,后來有人算出它是3千年左右,也有人算出它只有兩千多年。最合理的解釋是剛剛發現這顆彗星時,它的軌道周期為4千多年,當它走到太陽系稍里面時,受大行星的引力攝動以及彗星本身向外噴發氣體和塵埃,從而改變了原先的軌道,當它過近日點以后逐漸遠離太陽時,其周期只有2千多年了。

鈉彗尾

美國航空航天局極地衛星于1997年3月31日用589納米濾光片給海爾-波普彗星照相時,意外地發現其彗尾中除塵埃云外還有一大片中性納原子云。當時彗星在近日點附近、太陽光在鈉原子云上的散射光顯示出鈉尾寬80萬公里,長1200萬公里。鈉尾的指向從背離太陽的方向偏離7°。半個月后西班牙的洛克天文臺也拍攝到海爾-波普彗尾中的鈉云,這時寬度減為55萬公里。

自轉和公轉周期

1997年第3期《美國天文學會公報》的論文提要之中,發表了西班牙一個研究所1997年3月的四色測光工作,發表這彗星的亮度變化表現7.19天和5.5小時兩種周期,認為后者可能反映自轉周期約為11小時,前一數值可能和進動周期有關。

意義

彗星太陽系形成早期遺留下的殘骸,主要成分是水、一氧化碳二氧化碳等。分析彗星中一氧化碳和水所占的比例,不僅有助于弄清彗星產生的機制和演變過程,而且對研究太陽系起源也有重要價值。有關海爾-波普彗星的新研究成果,是迄今對彗星中一氧化碳和水構成進行的最詳盡分析。科學家發現,海爾-波普彗星中的一氧化碳一半來自彗核,另一半來自彗發。測算結果顯示,彗核中,一氧化碳的含量相當于水的含量的12%,這比原始氣體和塵埃云中的類似比例要低。科學家由此推測說,海爾-波普彗星形成的時間可能比原始氣體和塵埃云存在的時間更晚,此時太陽系中已開始形成行星。如果這一推斷得到進一步證實,那么研究海爾波普彗星將有助于增進對太陽系中一些大行星形成過程的了解。

相關猜測

據國外媒體報道,海爾-波普彗星實際上一顆異常明亮的彗星,其亮度可能是哈雷彗星的數千倍,它于1997年4月抵達近日點,由于其體積龐大,至少在40公里以上,因此它的接近也給人們帶來恐慌,比如當其進入太陽系內側軌道時曾引發人們對外星人光臨地球的猜想。海爾-波普彗星可能是歷史上最受歡迎的彗星,根據美國航空航天局的觀測記錄,其擁有兩條藍色和白色的美麗“尾巴”,即便是在光污染比較嚴重的地區,我們也能很容易地看到它的身影。

1997年,海爾-波普彗星抵達近日點,引發了人們對外星人飛船的猜想,40公里的直徑使之被列為大型彗星。早在1995年,美國業余天文學家海爾和波普分別觀測到這顆大型彗星的軌跡,當發現這顆彗星時,科學家認為這是業余天文學家觀測到的最遠彗星,其觀測范圍位于M70球狀星團附近,當時海爾認為這里存在一個非常模糊的天體,幾乎在同一時刻,波譜也在相同的天區觀測到了同樣的天體,幾小時后確定該天體存在移動,因此研究人員確認這肯定是一顆新發現的彗星。該彗星也被命名為C/1995 O1,他們猜想如果這顆彗星抵達近日點,那將是一件令人印象深刻的事件,鑒于彗星是由冰、塵等物質構成,因此預測彗星抵達近地點的情景也比較困難。根據計算,C/1995 O1彗星距離地球最近時距離為193萬公里。到了1997年,海爾-波普彗星抵達近日點時吸引了全世界的目光,美國航空航天局噴推實驗室的主頁出現堵塞,來自哈勃空間望遠鏡觀測顯示,其彗核是巨大的,遙遠太陽系邊界的物質通過彗星抵達了內側軌道。

除了塊頭上巨大以外,海爾-波普彗星也讓許多人猜想這是否與外星人的飛船有關,來自歐洲南方天文臺拉西拉觀測站的研究顯示,該彗星是名副其實的“臟雪球”,其彗核物質依然十分活躍,但對其核外物質觀測數據顯示溫度非常低,顯然這是一顆相當不尋常的彗星。

參考資料 >

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科技日歷|4000年等一回值了!“世紀末彗星”的美麗讓人永生難忘.前瞻網.2024-09-28

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解析海爾波普大彗星之謎:相當不尋常的內核.央視網.2024-09-28

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