为什么说彗核是脏雪球

    作者：卞德培

　　2004年1月2日，美国空间探测器“星辰号”与“怀尔德2号”彗星相遇，并利用特制的仪器提取彗星核中的物质，这是人类第一次从彗星核中取样的探索活动。但是，你可知道，彗核有“脏雪球”的绰号，这是为什么呢？

　　彗星现象给人以十分深刻的印象，只要有一次机会亲眼目睹一颗带着长尾巴的明亮彗星高挂天际，真是一辈子也难忘记。

　　彗星现象也是十分复杂的，说它是变化多端，一点也不过分。不同的彗星在形态上有很大差别，这是可以理解的。即使是同一颗彗星，在围绕太阳公转的不同时间里和处在轨道的不同位置时，形态各不相同；每次回归来到太阳附近和显得活跃时，也不是每次都是一个模样而有不少差异。

　　凡此种种，都与彗核有着密切关系，而有关彗核本质的资料，尤其是第一手资料，是比较难得到的。彗核究竟是怎么样的？大多数天文学家认为所谓“致密核模型说”较为合理。

　　彗星有个致密核，即由紧密状态物质组成的核，这种看法在19世纪就有人提出来了，但缺少有效手段进行验证。有人认为彗核主要是由各种冰冻气体凝固成的冰块，有人则认为是石块。在此基础上，美国天文学家惠普尔于20世纪40年代末，提出了冰冻团块模型。他认为：彗核本身并不存在什么了不起的秘密，它只是个不大的、直径也许只有1千米到几千米的紧密冰冻团块，包含着一些冰冻的气体分子，如二氧化碳、一氧化碳，以及少量的氨和甲烷等，其间则夹杂着大小不等的细尘粒子，包括可能有的重元素微尘粒子和其他物质。它因此被形象地叫做“脏雪球”。

　　彗核的这种模型后来得到一些学者的改进和发展，又经过数十年的观测、论证，特别是1986年哈雷彗星回归时提供的大量资料，表明脏雪球的论点基本上符合事实。它认为：当彗星运行到比较靠近太阳的时候，太阳辐射的加热作用，使暴露在表层的冰首先得到足够的热量并升华成为气体，紧接着，太阳风又把处于膨胀状态中的气体“吹”散，形成彗发、彗尾，与此同时，细尘粒子也就被带离彗核表面。

　　部分气体分子还被太阳辐射所离解，譬如水分子（H2O）被离解为羟基（OH-）和氢离子（H+）。

　　彗星探测器对哈雷彗星的探测支持了惠普尔的模型，它发现哈雷彗星的彗核基本上是由不同大小的冰块堆积而成，彗核深处主要是较易挥发的冰块和其他原始物质，周围的水冰包层中则夹杂着硅酸盐和碳氢化合物，最外层则是难熔的碳质层，呈蜂窝状。探测器进行观测时，彗核表面好几处正在不断地向外喷射尘埃和气体，除水分外，其他主要成分是一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物等。彗核的体积约500立方千米，质量大体上在500亿～1300亿吨之间，其中70%以上为水冰，因此，其密度只及水冰的10%～40%。它不仅是个较松散的雪球，其脏、黑的程度，超过了人们的想象，反照率只有4%～5%，跟煤炭差不了多少。

　　彗星每次回归而走近太阳时，只是表面层被蒸发，内部保持着原先的冰冻状态。它每次只损失比例不大的组成物质，因而它的寿命有可能支持它绕太阳运动好几百圈到几千圈。彗核有自转，周期一般为几小时。这些，在观测哈雷彗星时都得到不同程度的证实。

　　关键词：彗星  彗核

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