哈雷彗星

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1P/Halley(哈雷彗星)
哈雷彗星的彩色影像,顯示平直的飛向左邊的天空。
發現
發現者 史前時代;
愛德蒙·哈雷來命名(辨識出週期性
軌道參數
曆元 2449400.5
(1994年2月17日)
遠日點 35.1 AU
(2023年12月9日)
近日點 0.586 AU
上次通過近日點:1986年2月9日
下次通過近日點:2061年7月28日
半長軸 17.8 AU
離心率 0.967
軌道周期 75.3 a
軌道傾角 162.3°
物理特徵
大小 15×8km,11 km(平均
質量 2.2×1014 kg
平均密度 0.6(估計的範圍在0.2至1.5g/cm3[1])
逃逸速度

~0.002

公里/秒
恆星自轉周期 2.2 d(52.8 h,?)[2]
反照率 0.04[3]
視星等 28.2(2003年)

哈雷彗星(正式名稱是1P/Halley)是著名的短周期彗星,每隔75-76年就能從地球上看見[4],是唯一能用裸眼直接從地球看見的短週期彗星,人一生中可能經歷兩次他的來訪。其它能以裸眼觀察的彗星可能會更壯觀和更美麗,但可能要數千年才會出現一次。

至少在前240,或許在更早的前466年,哈雷彗星返回內太陽系就已經被天文學家觀測和記錄到[5]。在中國巴比倫、和中世紀的歐洲都有這顆彗星出現的清楚紀錄,但是當時並不知道這是同一顆彗星的再出現。英國人愛德蒙·哈雷最先估算出他的週期,1758-1759年彗星再次來臨的時候,這顆彗星被命名為哈雷彗星,以紀念哈雷的工作。哈雷彗星上一次回歸是在1986年,而下一次回歸將在2061年[6]

1986年哈雷彗星回歸時,人類第一次用太空船詳細觀察彗星,得到了第一手的彗核結構與彗髮彗尾形成機制的資料。這些觀測支持一些彗星結構的假設,如弗雷德·惠普的「髒雪球」模型比較正確地預測了哈雷彗星是揮發性冰——二氧化碳、和-和宇宙塵埃的混合物。資料使科學家建立了更準確的模型;例如,哈雷彗星的表面大部分是宇宙塵埃,沒有揮發性物質,並且只有一小部分是冰。

軌道計算[編輯]

哈雷是第一顆被確認的周期彗星。文藝復興之前,多數哲學家認定彗星的本質是地球大氣中的一種擾動,如亞里斯多德所論述的。第谷在1577年推翻這種想法,他以視差的測量顯示彗星必須比月球更遠。許多人依然不認同彗星軌道是繞著太陽,並且假定它們在太陽系內的路徑是遵循直線行進的[7]

1687年,艾薩克·牛頓發表了它的《自然哲學的數學原理》,介紹引力和運動的規律。雖然他懷疑在1680年和1681年相繼出現的兩顆彗星是掠過太陽之前和之後的彗星(1680年大彗星,後來發現他是正確的,),但因為他的工作還未完成[8],因此未將彗星放入他的模型中。牛頓的朋友愛德蒙·哈雷在1705年發表《天文學對彗星的簡介》,使用牛頓運動定律計算木星和土星的引力對彗星軌道的影響[9]。他檢視歷史的紀錄後,發現1682年出現的這顆彗星與1531年阿皮昂(Petrus Apianus)、1607年克卜勒觀測的彗星的軌道要素幾乎相同[9]。因此哈雷推斷這三顆彗星是同一顆彗星,週期在75-76年之間。在粗略的估計行星引力對彗星的攝動之後,他預測這顆彗星在1758年將會再回來[10]

雖然直到1758年12月25日,這顆彗星才被德國的一位農夫和業餘天文學家約翰·帕利奇(Johann Georg Palitzsch)觀測到,哈雷的預測是正確的。它受到木星土星攝動延遲的影響618天,直到1759年3月13日才通過近日點[11]。三位法國數學家亞歷克西斯·克勞德·克萊羅拉朗德妮可-雷訥·勒波特組成的小組[12],認為這個效果使它提前了一個月回歸(與4月13日有一個月的誤差)[13]。哈雷於1742年逝世,未能活著看見這顆彗星的回歸[14]。彗星回歸的確認,首度證實了除了行星之外,還有其他的天體繞著太陽公轉。這也是牛頓天體物理學最早成功的預測。1759年,法國天文學家尼可拉·路易·拉卡伊將這顆彗星命名為「哈雷彗星」,以紀念愛德蒙·哈雷的工作。

一世紀的猶太天文學家可能已經認為哈雷彗星會週期性出現[15]。提出這理論是注意到在一篇猶太法典的短文中[16]提到:"有一顆星隔70年出現一次,會使船長發生錯誤" [17]

哈雷彗星的紀錄和聯想[編輯]

史記》「始皇七年,彗星先出東方,見北方;五月見西方,十六日」
哈雷彗星的軌道,以藍色描繪,相對於以紅色描繪的木星、土星、天王星和海王星的軌道。
哈雷彗星的軌道(藍色)相對於外行星的軌道(紅色)

最先和最完備的哈雷彗星紀錄皆在中國;據朱文鑫考證:自始皇七年(前240年)至宣統二年(1910年)共有29次記錄,並符合計算結果。

在歐洲,哈雷彗星的紀錄也十分詳盡,最早的紀錄在前11年,但哈雷彗星回歸與其他彗星一樣,被眾多迷信的居民聯想成稀罕的災星,與災禍聯繫在一起;1066年4月回歸時,英國剛好遇著諾曼第公爵王朝前的侵略戰爭,當時居民見到彗星高掛的恐懼情況被繪在貝葉掛毯上留傳後世。

古老記載[編輯]

1910年之回歸[編輯]

直至1910年回歸時,部分民眾仍對哈雷彗星充滿恐懼。當時經算出來的結果顯示:過近日點後的哈雷彗星彗尾將掃過地球,有報紙故意誇大其恐佈性,稱彗尾中有毒氣會滲入大氣層,並毒死地球上大部份人,正如科學家所預料的,這種情況並未發生。但當時有些偏僻村落的人感到異常恐慌,報導稱中歐和東歐甚至有人因此自殺。

這次回歸開始,哈雷彗星有了照片和光譜紀錄;是次回歸最早在1909年9月11日被發現,當時彗星光度16等;1910年5月中旬直至月底的彗核亮度達2-3等,5月17日彗尾長達100度,往後更發展至140度之長。由於天文學家已預計5月20日地球經過哈雷彗星的彗尾(兩者相距只有0.15 AU),這樣引起包括氣象學研究人員對環境的監測。這段時間拍下的彗頭照片顯示彗頭複雜動蕩的結構,並且有暈狀和鳥冠狀的光芒,5月24日彗核中心分為兩個,各被拋物線狀物包圍;當年8月時為9等星,翌年1月時變為13~14等,那次回歸最後觀測紀錄是1911年6月16日。

1986年之回歸[編輯]

哈雷彗星1986年的回歸是人類有史以來作對它所作的最詳盡的一次觀測,儘管這次回歸它遠遠沒有以往回歸時那樣的明亮。假如沒有現代的觀測與分析工具,這一次回歸可能不被人們發現。 1982年10月16日回歸途中的哈雷彗星率先被美國帕洛馬山天文台5米反射望遠鏡以CCD捕捉到,當時光度為24.2等,當時暫定名為1982I。

由於1910年觀測時沒有計畫,當時各天文台觀測方法和儀器上沒有互相連系,故沒有良好成果。為更有效協調全球觀測網路,世界各天文台和天文愛好者之間聯合觀測。以美國噴射推進實驗室(JPL)為中心,由美國國家航空暨太空總署(NASA)贊助,並經國際天文學聯會(IAU)贊同,由22位天文學家組成委員會於1982年8月16日在希臘舉行的國際天文學聯合會第18次全體會議上正式成立「國際哈雷彗星觀測計畫」(International Halley Watch,IHW)。計畫有統一的觀測原則,出版規範觀測資料和方法,也考慮資料整理,因此使比較研究更容易。此計畫由1983年10月中旬開始直至1987年末,不間斷的對哈雷彗星觀測。

為了觀察哈雷彗星,當時參加這場國際哈雷彗星觀測計畫的國家所屬太空中心中,美國國家太空總署、前蘇聯太空局、歐洲太空總署以及日本宇宙空間研究所發射了七架宇宙探查器,其中由美國發射的ICE、歐洲發射的喬托號、日本發射的先驅號彗星號以及前蘇聯發射的維加一號和二號,在天文迷中普遍被稱作「哈雷艦隊」。

1991年2月,南歐天文台以1.54米丹麥望遠鏡觀測到哈雷彗星的亮度突然從25等增亮至21.5等,並冒出20角秒(約20萬公里)的彗髮,這估計是受到一顆小行星的撞擊或者太陽耀斑的激波激發所致。

21世紀的觀測[編輯]

在20世紀最後一次在拍攝中發現哈雷彗星為1994年1月10日,以智利的3.58米新技術望遠鏡(New Technology Telescope)觀測。2003年3月6日,天文學家以南歐天文台三座8.2米VLT望遠鏡在長蛇座頭部再次拍到它(81張照片,共計九小時曝光),距地球27.26 AU(40.8億公里),光度28.2等;天文學家相信:以現時觀測技術,即使它在2023年過遠日點(35.3 AU)還要暗2.5倍之下,也可拍到其影像。哈雷彗星下次過近日點為2061年7月28日。

相關流星雨[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ S. J. Peale. On the density of Halley's comet. Icarus. 1989, 82 (1): 36–49. Bibcode:1989Icar...82...36P. doi:10.1016/0019-1035(89)90021-3. "densities obtained by this procedure are in reasonable agreement with intuitive expectations of densities near 1 g/cm3, the uncertainties in several parameters and assumptions expand the error bars so far as to make the constraints on the density uniformative ... suggestion that cometary nuclei tend to by very fluffy, ... should not yet be adopted as a paradigm of cometary physics." 
  2. ^ S. J. Peale, J. J. Lissauer. Rotation of Halley's Comet. Icarus. 1989, 79 (2): 396–430. Bibcode:1989Icar...79..396P. doi:10.1016/0019-1035 (89)90085-7 請檢查|doi=值 (幫助). 
  3. ^ R. R. Britt. Comet Borrelly Puzzle: Darkest Object in the Solar System. Space.com. 29 November 2001 [16 December 2008]. 
  4. ^ G. W. Kronk. 1P/Halley. cometography.com. [13 October 2008]. 
  5. ^ D. W. Graham and E. Hintz. An Ancient Greek Sighting of Halley's Comet?. Journal of Cosmology. July 2010 [18 September 2008]. 
  6. ^ O. Ajiki and R. Baalke. Orbit Diagram (Java) of 1P/Halley. Jet Propulsion Laboratory Solar System Dynamics. [1 August 2008]. 
  7. ^ Lancaster-Brown pp. 14, 25
  8. ^ Lancaster-Brown p. 35
  9. ^ 9.0 9.1 Lancaster-Brown p. 76
  10. ^ Lancaster-Brown p. 78
  11. ^ Lancaster-Brown p. 86
  12. ^ Lancaster-Brown pp. 84–85
  13. ^ Sagan and Druyan p. 74
  14. ^ Lancaster-Brown p. 80
  15. ^ S. Brodetsky, "Astronomy in the Babylonian Talmud", Jewish Review, 1911, p. 60.
  16. ^ Tractate Horioth page 10a
  17. ^ J. D. Rayner. A Jewish Understanding of the World. Berghahn Books. 1998: 10–11. ISBN 1-57181-973-8. 
  18. ^ 日本書紀天文言己録の信頼性

參考文章、書目[編輯]

  • 《1680年的大彗星及約翰・佛萊始迪度》作者南政次,『天文通訊』第34巻207號(1986年)台北市立圓山天文台出版
  • 《哈雷彗星觀測手冊》王德昌等編著,紫金山天文台編輯,四川科學技術出版社1985年10月初版。書號:13298.58
  • 《天文考古錄》P.59─80,朱文鑫著,商務印書館1933年1月初版
  • 《International Halley Watch Amateur Observers' Manual for Scientific Comet Studies (Paperback)》by Stephen J. Edberg, Sky Publishing Corporation(November 1, 1983), ISBN 0-933346-40-9
  • P. Lancaster-Brown. Halley & His Comet. Blandford Press. 1985. ISBN 0-7137-1447-6. 
  • C. Sagan and A. Druyan. Comet. Random House. 1985. ISBN 0-394-54908-2. 

外部鏈結[編輯]


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