第五十四章彗核是“脏雪球”吗   彗星,俗称扫帚星,出现时总是以它那拖着长长尾巴的特有外形吸引着人们的注意。在古代,它往往被视作不祥之物而给人以恐惧感。尽管人们对彗星已有几个世纪的科学观测历史,但认识还是很不足的。从体积上讲,彗星堪称太阳系中的庞然大物。彗星的彗发大过太阳,彗尾则更可长达3亿公里。然而这一切都是彗星运动到离太阳较近时在太阳光作用下从彗核发展而来的。因此,彗星又是太阳系中最为活跃的成员。彗核太小了,地球上即使用大望远镜也观测不到。人们只是间接地猜测有彗核存在,并估计它的性质和大小。   那么彗核究竟是什么呢?一个世纪之前,纽顿认为彗星是一大团固体粒子,它们在相似的轨道上独立地绕太阳公转。这团粒子的中心密集区即成为弥漫的彗核,但核并不是一个整体。这就是最早的彗核沙砾模型。这类模型认为固体微粒是在太阳系外形成的,因而有星际物质成分。但各种沙砾模型的具体内容又有所不同。1953年,英国科学家里特顿在他的《彗星及其起源》一书中主张彗星是松散的粒子群,粒子间无引力束缚。而利奇特则在1963年他的《彗星本质》一书中认为彗星虽是较松散的粒子群,但粒子间有引力束缚。沙砾模型可以很自然地解释彗星的分裂以及形成流星群等观测事实。   另一种观点认为彗星具有致密彗核。这种看法上一世纪就有了,但直到1950年美国科学家惠伯才使这种观点有了重大的发展。他认为沙砾模型不能解释有关彗星的许多观测事实,如轨道长期变化,彗星爆发以及大彗星的气体尘埃比。惠伯的致密核模型认为彗核是由冰冻的母分子和尘埃微粒混杂组成的整块团状物质,称为“脏雪球”。这种模型可以解释彗星的多种观测特征,在惠伯之后又得到很大发展,但长期以来始终没有直接的观测证据。   1985年至1986年哈雷彗星回归期间,有5艘飞船到达彗星附近进行实地探测。根据探测结果,哈雷彗星的彗核并不是惠伯认为的那种简单“脏雪球”。这首先表现在外形不是一个球,而是呈长条形。彗核外表面极不规则,看上去像是由许多碎片组成的冰砾堆。表面粗糙,颜色极黑,如天鹅绒。彗核内物质的分布是不均匀的,最外部是由非挥发性物质构成的多孔表面层。因此当彗星接近太阳,外表温度高达30~130℃时,表面层之内仍可以有冰存在,温度低于-70℃。这一结构使彗核大部分表面不呈现较为均匀的气体升华现象。只是当阳光热量通过表面层传到内部并使冰升华时,蒸汽才能穿过表面层逸出,成为喷流等彗核活动现象。因而,外部看来只有小部分彗核表面是活动的,喷流呈离散状分布,而不是从整个表面向外发出。核的不规则外形本身就表明了冰不是在一段较长时间内从包壳下部持续地通过升华释放出来,因而核的内部结构也不会均匀。   这种带有外壳的复杂脏雪球模型为许多人所接受。但这毕竟只是对哈雷彗星单一样品的研究结果,而且严格说来许多内容还是间接推测出来的,以能说明用惠伯的简单均匀结构脏雪球模型所不能很好解释的一些观测现象。有些人,比如上面提到的里特顿,长期以来仍坚持他的沙砾模型。其他彗星的彗核又怎么样呢?如果有朝一日能直接从彗核上或深入彗核内部取一些样品来分析又会得出什么结果?这些只能留待以后的进一步研究来取得正确答案了。

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