彗星在靠近太阳时会发生什么?

彗星本身是一颗由水、氮、甲烷、二氧化碳和尘埃构成的“脏雪球”,一般有彗核、彗发和彗尾三部分构成。

彗核即中心的那个脏雪球,直径只有几公里到几十公里,甚至几百米。当彗星接近太阳时,彗核内部受热压力增大使彗核物质蒸发升华,形成由尘埃和气体构成的稀薄雾状物的彗发,彗发随日距减小而增大,半径能达几十万公里。一般一颗彗星会同时具备两条尾巴——一条离子彗尾,一条尘埃彗尾,彗尾的产生与太阳的活动和距离有关。

当太阳风(带电粒子流)刮到彗星的时候,太阳风夹带的磁场会受彗星带电离子干扰,使磁力线往背离太阳的方向,彗星的离子沿磁力线运动从而形成由气体构成的细长的离子彗尾;太阳辐射接触到彗发中的尘埃时对其产生辐射光压,加速尘埃飞离彗星形成宽大的尘埃彗尾,所以彗星彗尾是始终背向太阳的——当彗星飞向太阳,彗星是拖着一条越来越长的尾巴,这条尾巴可以达到1000万公里到2亿公里,当彗星过近日点折返的时候则是顶着越来越小的尾巴前行。

不过因为彗星的构成因素也导致其结构的不稳定,有可能在接近太阳时因为彗星物质蒸发及引力左右下导致彗星解体,比如今年最让人期待的阿特拉斯彗星在四月初就被观测到已经解体。

哈勃观测到了一种极为罕见的天文现象,该太空望远镜拍摄到一些非常清晰的彗星在接近太阳时的分裂照片。彗星C/2019 Y4 (ATLAS)是去年12月29日被发现。在之后的几个月时间里,它朝着太阳系内部流动时开始变亮,当时科学家们预计等到5月其亮度将足以让人们在地球上通过肉眼就能看到。

然而遗憾的是,这场灯光秀取消了。4月初,这颗彗星开始褪色,业余天文学家Jose de Queiroz发现它开始解体。之后,哈勃将目光转向了这颗破碎的彗星。

最新公布的这两张照片分别拍摄于4月20日和23日,当时彗星距离地球约1.46亿公里。在第一张照片中,科学小组发现了大约30个碎片,第二个则发现了25个。这些碎片中最小可能也有一所房子那么大,但很难判断这些碎片之间存在多少重叠。

众所周知,彗星有时会分崩离析,但天文学家并不完全知道是什么原因导致了这种情况的发生。它通常发生在彗星离开寒冷的太阳系外围,然后在接近太阳时又会因这颗恒星发射的热量融化了上面的冰形成了彗星尾巴。但在某些情况下,从内部逸出的气体也会把彗星炸开。

这项研究背后两支团队的其中一支队伍的首席研究员David Jewitt指出:“对哈勃数据的进一步分析可能会表明这种机制是否有在起作用。不管怎样,用哈勃望远镜观察这颗垂死的彗星是很特别的。”

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