太阳系的不速之客-慧星

慧星一般由头和尾组成。头的中心是慧核,慧核的外面包着慧发,慧发的外面再包着慧云。慧尾有直的,弯的,或者两种混合的。尾巴有1条,2条以致数条的。慧尾长短不一,最长的有几亿千米,有的慧星没有慧尾。
  慧核是慧星的主要部分。它是固体,球形,含大量的冰,还有干冰,尘埃,甲烷,氨和少量的金属。因为冰最多,所以被人称作“肮脏的雪球”。这雪球差不多是整个慧星的重量,直径一般只有几千米,或10多千米,最大的不过100千米,最小的只有几百米。
  慧尾一般要在慧星距离太阳3亿多千米时,才产生出来,和慧发差不多同时产生。这是太阳风的作用。一般慧星的慧尾大多在1000万千米至1.5亿千米之间,特别长的慧星尾巴可超过3亿千米。1843年出现的一颗慧星,其慧尾长达3.2亿千米。大多数慧尾的宽度都在6000到8000千米之间,特别宽的,像1811年的大头慧星,它的尾巴宽达2400万千米。也有几个特别窄的,只有2000千米,1858年出现的著名的多拿提慧星有3种尾巴,它长达8800万千米,扫过半个天空,还出现几条细长的射线,慢慢地在天空中移动,人们看见它长达3个多月。多拿提慧星的周期约为2000年。 
慧星是一种自然现象,古人由于不了解它的成因,因此常常把它的出现与人间发生的某些事物对应起来加以解释

中国民间将慧星叫作“扫帚星”。“慧”字在中国语言中有扫帚的含意,在古希腊人的语言中有“毛发”的含意。

  世界上公认中国是对慧星观测和记录最早的国家。中国古书《淮南子·兵略训》中记录了公元前1057年的一次慧星,它就是后来被命名为“哈雷”的慧星。1973年,从中国湖南长沙马王堆的 一座汉朝的坟墓内,出土一幅慧星图,图上画有29种慧星,形状和名字都离奇古怪。中国的《史记》、《文献通考》等古书,也记录过公元前240年这颗慧星的出现。《宋史》曾用166个字记载了它在1066年回归时的情况。从公元前1057年至公元1986年,哈雷慧星回归了41次,中国除了有早期的3次记录外,还有从公元前240年往后的全部30次记录。  1066年慧星出现时,欧洲发生了海斯丁大战。诺曼底公爵威廉起兵攻打英格兰,英格兰国王哈罗尔率军抵抗然而战败,威廉在英国伦敦登上皇帝宝座。欧洲人把这次战争和慧星联系起来,说威廉是在这颗慧星的引导下攻入英格兰的。威廉皇后还亲自织了一幅彩色的绣图,图上绣着一群人,当中一人用手指着慧星,回头告诉众人,神态失常,举止惊慌;右边绣着一个大臣在向哈罗尔国王告诉慧星出现的事,国王则在宝座上惊惶不安。这幅绣图至今还保存在法国巴耶城的博物馆里。英格兰的国王则在皇冠上铸上一颗慧星的花纹,据说是为了牢记这次战败。
    1705年,英国著名的天文学家爱德蒙·哈雷根据牛顿的论断,首次利用万有引力定律推算出1682年出现的大慧星的运行轨道及其运行的周期性,他并且认为这颗慧星与1531年、1607年出现的慧星是同一颗,并预测它约以76年左右的时间为周期绕太阳运行。哈雷说:“我坚决预言,这颗慧星在1758年还要回来!”
后来,法国数学家克罗雷等人发现,这颗慧星在运行中将要受到来自较远的木星和土星的摄动力的影响,通过重新计算,认为这颗替星将要推迟到1759年4月出现。
1759年3月13日,这是天文学史上值得纪念的日子。当这颗大慧星在群星中穿过的时候,在地球上,人们用肉眼也可以看到。
慧星和行星一样,也是绕太阳运行。虽然哈雷在1742年就离开了人世,没能亲眼看到他所预言的现实,但这颗慧星仍然被命名为“哈雷慧星”,以此表达人们对他的纪念。
不过,在哈雷之前,也有慧星出现过。据法国的天文杂志记载:公元前66年,在耶路撒冷人们就发现过慧星。我国历史上关于慧星的记载更早,可以追溯到公元前611年,即春秋鲁文公十四年七月:“有星孛入北斗”。
哈雷1665年10月29日出生在伦敦附近的哈格斯顿。童年时的哈雷对天文就产生了浓厚的兴趣,17岁时自费购置了一台天文望远镜,考入牛津大学王后学院。
第二年,他写信给格林威治天文台首任台长弗拉姆斯蒂德,指出他绘制的木星图和土星图中的计算错误。20岁时,他放弃大学学业,远航到南大西洋圣赫勒拿岛,建立了南半球第一个天文台。
1680年,哈雷乘船去法国,途径英吉利海峡,看到了一颗慧星,从此开始了对慧星的研究

罗塞塔慧星探测器飞跃火星轨迹(白色)示意图,蓝色为地球轨道,红色为火星

欧洲航天局2004年发射的“罗塞塔”慧星探测器25日成功地借助火星引力完成绕行星变轨,它将继续追赶一颗名为“丘留莫夫-格拉西缅科”(67P)的彗星,并有望成为人类首个在彗星表面着陆的探测器。

  当地时间25日凌晨(北京时间25日10时30分),欧洲航天局“罗塞塔”慧星探测器借助火星完成了第二次绕行星变轨。为实现2014年抵达“丘留莫夫-格拉西缅科”慧星并发射登陆器的目标,“罗塞塔”慧星探测器在飞行途中将会四次借助行星引力完成变轨。在变轨过程中,重达3吨的“罗塞塔”探测器成功抵达地面控制中心设定的轨道,最近点距离火星仅250公里。

  设在德国达姆施塔特的“罗塞塔”地面控制中心对此次成功变轨感到非常满意。该地面控制中心负责人安德尔-阿科玛兹奥说,“我们所有人均对此感到兴奋”。当“罗塞塔”慧星探测器进入火星背面时,地面控制人员感到非常忧虑。他们担心“罗塞塔”一旦失去由太阳提供的能源,就不得不依靠由电池来提供动力,这样探测器在变轨时将会面临诸多困难。但在经过20分钟的漫长等待后,“罗塞塔”慧星探测器却成功地在火星的另外一侧显露了出来。这意味着“罗塞塔”探测器已经成功地实现了绕行星变轨。

  欧洲航天局负责人戴维-苏斯伍德在接受记者采访时说,“在慧星科学探测领域,欧洲已经照亮了探索的路径。要真正了解整个太阳系,我们必须前往它的最初起点,慧星就是太阳系的起源点。彗星是由太阳系诞生初期的物质构成的,由于它自身的温度极低并处在温度极低的宇宙空间,因此在太阳系诞生46亿年来,彗星几乎始终保持着形成初期的状况,对它进行研究将有助于人类揭开太阳系形成之谜。 ”

  “罗塞塔”探测器重约3吨,装备有10个科学探测仪器,这些仪器将分析彗星的物理和化学构成及其电磁和引力等特性。登陆器上还装载了一个特殊的照相机,它将把拍到的照片通过“罗塞塔”传回地面控制中心。 在整个飞行过程中,“罗塞塔”慧星探测器总共将进行4次绕行星变轨。第一次变轨是在2005年,当时是借助于地球的引力实现变轨的。根据安排,“罗塞塔”慧星探测器今后两次变轨的时间分别是2007年和2009年。

  2004年2日7时,欧洲航天局的“罗塞塔”彗星探测器由阿丽亚娜-5G型火箭运载,从法属圭亚那库鲁航天中心升空,从此踏上了它追逐一颗彗星的旅途。预计在2014年1月,“罗塞塔”将到达距“丘留莫夫-格拉西缅科”彗星几公里处,并围绕彗星运转。同年10月,它将向彗星发射登陆器。此后,“罗塞塔”将与彗星共同度过17个月,期间双方将不断向太阳靠近,直至彗星到达距离太阳最近轨道点。

参考影视:太阳系的不速之客-慧星