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海爾-波普彗星

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海爾-波普彗星 (Hale-Bopp, C/1995 O1) 是一顆非周期彗星,它於1995年由美國兩位業餘天文學家共同發現的,1997年4月1日過近日點。 1995年7月23日的凌晨,海爾發現了它,並光度與位置的測量之後,立刻利用國際天文學聯合會鑒別彗星的計算機程序確認了這顆新天體尚無人發現和提出報告,於是趕緊發出電報通知國際天文學聯合會:有一顆新彗星被發現了!幾乎在同時,亞利桑那州的波普(Thomas Bopp)也正好觀測 M70,他也注意到這個星圖中找不到的天體,稍後也發了電報請求國際天文學聯合會予以確認。由於兩人是在很短的時間間隔內各自發現這顆彗星,因此這顆新彗星就被稱為海爾-波普彗星(Hale-Bopp),並依序編號為 1995 O1 ,表示是在1995年7月16日至21日之間發現的第一顆彗星。

1 海爾-波普彗星 -簡介

海爾-波普彗星海爾-波普彗星

海爾-波普彗星 (Hale-Bopp, C/1995 O1) 是一顆非周期彗星,它於1995年由美國兩位業餘天文學家共同發現的,1997年4月1日過近日點。

1995年7月23日,美國的艾倫·海爾 (Alan Hale) 和 湯瑪斯·博普 (Thomas Bopp)分別獨立發現該彗星,它是眾多由業餘天文學家發現的彗星當中,距離太陽最遠的(於木星軌道外被發現)。與哈雷彗星比較,若把兩顆彗星放在同一軌道上,海爾-波普彗星的光度比另一顆會光上千倍。

這顆彗星是業餘天文學家自1975年7月以來,第一顆因」意外」被發現的。換言之,兩位命名發現者,都不是「處心積慮」型的彗星搜索家,純粹是好玩看星星而誤打誤撞發現的。

通常彗星在木星軌道外會比較不顯眼,但海爾-波普彗星則例外,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年最亮的彗星,因此它成為了近二十年來最壯觀的彗星之一。根據於哈勃太空望遠鏡的影像,海爾·波普彗星的直徑估計約40公里,屬於大型彗星。

海爾-波普彗星的軌道為3000年公轉回歸太陽一次,天文學家認為已經不是所謂「處女」型的彗星;因為新彗星第一次(或初幾次)回歸,彗星外圍包著塵埃、沙礫,內部物質不易揮發,不易有亮麗的彗尾產生,因而也就不甚壯觀。

2 海爾-波普彗星 -發現

海爾-波普彗星海爾-波普彗星
1995年7月23日的凌晨,美國新墨西哥州的海爾(Alan Hale) 在進行例行觀測彗星的空檔中,將他的十六吋反射鏡對準了人馬座中的 M70,立刻注意到一個模糊的光影出現在視野中,由於他是位經驗豐富的彗星觀測者,所以立刻猜想這可能是一顆新彗星。海爾對這個天體作了光度與位置的測量之後,立刻利用國際天文學聯合會鑒別彗星的計算機程序確認了這顆新天體尚無人發現和提出報告,於是趕緊發出電報通知國際天文學聯合會:有一顆新彗星被發現了!幾乎在同時,亞利桑那州的波普(Thomas Bopp)也正好觀測 M70,他也注意到這個星圖中找不到的天體,稍後也發了電報請求國際天文學聯合會予以確認。由於兩人是在很短的時間間隔內各自發現這顆彗星,因此這顆新彗星就被稱為海爾‧波普(Hale-Bopp),並依序編號為 1995 O1 ,表示是在一九九五年七月十六至卅一日之間發現的第一顆彗星。

3 海爾-波普彗星 -天文知識

自轉

科學家觀測到該彗星並不是均勻地噴出氣體,而是從特定的位置噴出,他們透過觀測噴發位置的變化而計算出其自轉周期為11小時46分,其後發現它有不只一條自轉軸。

接近太陽

海爾-波普彗星在1997年初備受矚目。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,由於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,並已變得更光,在遭光害污染的城市夜空也容易找到它。

隨著互聯網開始普及,不少網站追縱彗星動向,並提供每日最新圖片,使這些網站的訪客流量大增。互聯網在向民眾推廣彗星的消息方面,扮演著一個重大角色。

該彗星持續接近太陽,光度持續增強,至1997年2月已達2等,並可清楚看到其背向太陽的藍色彗尾,在通過的軌跡留下淡黃色的彗塵。3月9日,蒙古、西伯利亞東部和中國的漠河可見一次日全食,有稱為極奇罕有的「日全食與彗星同觀」觀象,吸引了全世界天文愛好者忍受嚴寒觀賞和拍照,中國並以此發行紀念封,中央電視台當天早上在包括漠河在內的九個城市作現場直播,是該台的首次同類節目。

同年4月1日,彗星通過近日點,其光度比不少星星要亮,僅次於天狼星。它的兩條彗尾伸展至夜空的30-40°。當時,由於該彗星的近日點日距較遠,在天空每晚的暮光消失前均可看見,而其他不少彗星因近日點與太陽較近,只能在日落後一段短時間內觀測。在北半球的觀測者可於全晚看到該彗星。

光度轉暗

海爾-波普彗星海爾-波普彗星

該彗星在通過近日點後,便移往了天球的南半部,南半球的觀測者看到該彗星於1997年夏季至秋季開始轉暗,在1997年12月後便無法以肉眼看見,無需使用儀器觀測的持間共持續了569天(18.5個月),打破了1811年大彗星的紀錄,它的肉眼可見時間持續了9個月。

在彗星離開太陽後持續轉暗,天文學家仍然對其展開追蹤,至2005年1月,它已超越了天王星的軌道(21 AU),使用大型望遠鏡仍可作出觀測,至最近的結果顯示,它仍在釋出彗尾。

天文學家預計,該彗星在2020年以前,其光度在30等以內,仍可以強大的望遠鏡觀測,之後便會難以與光度接近的遠方星系分辨。按照現有的數據,它或會於公元4380左右回歸。

軌道的改變

該彗星的對上一次回歸可能於4,200年前發生,其軌道與黃道垂直。1997年3月,它與木星距離達0.77天文單位,足以被木星的引力改變軌道。它的軌道被縮短,其公轉周期縮短至2380年,而遠日點也縮至360天文單位,相差大約525天文單位。

鈉彗尾

一般彗星的彗尾多由氣體和塵埃所組成,但海爾-波普彗星的彗尾卻帶有金屬元素鈉,只能以強大的儀器觀測。以往也曾有人觀測過金屬鈉從彗星中釋出,但從彗尾釋出則屬首次發現,因此這是最令人振奮的發現之一。該彗尾包括中性原子,其長度可達5000萬公里長。

據觀測,該彗星的金屬鈉來源是來自其彗發內層和彗核,而鈉原子的釋出途徑也有多個原理可以解釋,包括包圍著彗核的塵粒互相撞擊,以及紫外線從塵粒中把鈉噴出等,但現時尚未知道該彗星的鈉是如何噴出的。

該彗星的塵埃彗尾背向其軌道,氣體彗尾則背向太陽,而鈉彗尾的方向則介乎於兩者之間,代表鈉原子是透過輻射壓力(radiation pressure)從彗頭中釋出的。

4 海爾-波普彗星 -科學發現

重氫元素

海爾-波普彗星海爾-波普彗星

該彗星的重氫元素及其化合物包括重水,其含量達到地球海洋中重水含量的兩倍,因此推論得出彗星撞擊地球雖能為地球帶來適量水源,但如果其他彗星均含有不少重水的話,彗星將不是地球唯一的水源。

另外,人們也在該彗星上的氫化合物中找到不少重氫,而重氫與一般氫的比例,在不同的化合物中也不相同,使天文學家認為該彗星的冰塊是在星際雲中形成的,而非在太陽星雲。據推算,該彗星在星際雲形成冰塊時,其溫度介乎在25-45K之間。

有機物質

透過光譜觀測,得出該彗星含有不少有機化合物,當中多種物質是首次被發現。它們的分子可能藏於彗核內,彗發的活動或可使它們產生化合作用。

5 海爾-波普彗星 -相關理論

雙彗核理論

1999年,有論文指假設海爾-波普彗星存在兩顆彗核,去解釋它放出塵埃的形式。該論文純粹為推論,作者並沒有作過觀測及製作其雙彗核的結構,但估計其中一顆彗核直徑約為30公里,而主彗核則約為70公里,它們距離約180公里,以3天的周期互相公轉。

該論文受到不少天文觀測者的爭議,縱使以強大的哈勃望遠鏡作出觀測,也找不到任何雙彗核的證據。還有當一顆彗星分裂成數塊碎片,它們的距離會漸遠,並且找不到任何彗星是有穩定的雙彗核。再者,雙彗核彗星的軌道往往會因受到太陽和行星引力的攝動而改變和分離。

在1997年尾至1998年初,透過適應性光學裝置作出觀測,認為其彗核的光出現雙峰。但該現象是否由雙彗核產生,至今尚在爭論中。

6 海爾-波普彗星 -參考資料

[1] 網易網 http://tech.163.com/06/0401/13/2DKHIGVD00091SG3.html

[2] 新浪網 http://tech.sina.com.cn/d/2008-09-20/17322468352.shtml

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