本文參加百家號#科學了不起#系列徵文賽。
在我們的太陽系中,有數十億甚至數萬億顆不正常的天體繞著太陽運行。這些天體太小了,不能被稱為行星,它們被命名為彗星、小行星、流星體,如果它們到達地球,就被命名為流星或隕石。如果我們在天空中看到它們,我們應該如何區別?讓我們首先簡要地定義一下它們。
小行星:這些是太陽系行星形成過程中遺留下來的巖石。它們大多在火星和木星之間的小行星帶中圍繞太陽運行。
彗星:彗星是骯髒的太空雪球,主要由46億年前太陽系誕生時形成的冰和塵埃組成。大多數彗星在太陽系的外圍有穩定的軌道。
流星體:流星體是微小的小行星或彗星的碎片。它們的大小從一粒沙子到1米寬的巨石不等。當流星體與行星大氣相撞時,它們就變成了流星。如果這些流星在大氣中存活下來並撞擊到行星表面,它們的殘骸被稱為隕石。
小行星
乍一看,小行星可能看起來像普通的太空巖石,但這些古老的太陽系殘骸有各種形狀、大小和味道。
所有小行星的質量加起來比月球還小,它們的大小範圍從最小的1米寬的巨石到最大的穀神星,穀神星的大小几乎是月球的四分之一。穀神星是如此之大,以至於它在2006年被提升為矮行星的地位,這和冥王星一樣引起了爭議。
大多數小行星看起來就像巨大的太空土豆,它們呈長方形,表面布滿了與其他小行星碰撞產生的大量隕石坑。只有一小部分小行星的體積足夠大,它們的重力可以把它們變成球體,比如穀神星。
幾乎所有的小行星都位於火星和木星之間的環形區域,即小行星帶。這條小行星帶形成於木星誕生後不久,當時這顆巨大行星的引力捕獲了形成行星的殘留物,導致它們相互碰撞,形成了我們今天在這條小行星帶中看到的數百萬顆小行星。
彗星
數千年來,看到彗星都會引起恐懼和敬畏。古代的天文學家相信彗星預示了王子的死亡和戰爭的結果。現代天文學家知道,彗星是數十億年前形成我們太陽系的物質的冰殼殘餘物。
天文學家弗雷德·惠普爾是第一個把彗星描述為骯髒的雪球的人。根據美國宇航局的說法,這個雪球構成了彗星的核心,通常直徑不到幾英裡。當彗星接近太陽時,彗核變暖,冰開始從固體升華為氣體。這就在彗星周圍產生了一種可以長到直徑數千英裡的大氣,稱為彗發。來自太陽的輻射壓力吹走了彗發中的塵埃粒子,從而產生一條長長的、明亮的塵埃尾巴。當高能太陽粒子電離這種氣體時,形成了第二個離子尾巴。
雖然小行星和彗星確實是同時形成的,但它們的形成條件卻不盡相同。太陽系是由太陽星雲、氣體和塵埃形成的。在星雲的中心,太陽是通過引力坍縮而誕生的。由於這種坍縮會釋放熱量,星雲的中心區域溫度更高、密度更大,而外圍區域溫度更低。
在高溫星雲中心附近形成的小行星,只有巖石或金屬在極端溫度下保持固態。彗星形成於所謂的冰凍線之外,冰凍線的溫度足以讓水和二氧化碳等氣體結冰。由於這個原因,彗星通常只在太陽系的兩個區域被發現:柯伊伯帶和奧爾特雲。
流星體
流星體是太陽系中真正的太空巖石。它們的大小不超過一米,有時只有一粒塵埃那麼大。它們太小了,不能被認為是小行星或彗星,但它們中的大多數是小行星或彗星的碎片。
如果流星體碰巧與地球上的大氣相遇,它們就會變成流星。流星在大氣中燃燒時發出的熾熱光芒比金星還要亮,這就是它們被稱為「流星」的原因。科學家估計每天有超過48噸的流星物質落到地球上。如果一顆流星從大氣層中墜落併到達地面,它就被稱為隕石。
當地球穿過彗星留下的碎片時,我們看到了令人眼花繚亂的流星雨表演,在夜空中可以看到數百顆流星。這些絢麗的流星雨提醒我們,儘管太空看似空曠,但我們與太陽系的聯繫比我們想像的還要緊密。