【原】太陽(yáng)系里的小東西去哪了

天文在線 2023-04-08 發(fā)布于云南

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Q:最近，我在報(bào)紙上看到了一篇關(guān)于小行星、彗星和流星消失問(wèn)題的文章。關(guān)于它們的消失的原因您有什么想法嗎？

A:這是一個(gè)非常有趣的問(wèn)題；我會(huì)盡可能簡(jiǎn)明地回復(fù)你。小行星、彗星和流星消失的機(jī)制都不一樣，所以我的回復(fù)將分為三個(gè)部分。

流星

我們日常談?wù)摰牧餍且话闶侵敢?/span>受到地球引力吸引而落入地球大氣層的小型物體(通常它們的直徑小于1m)。流星本身指的是隕落的物體(流星體)經(jīng)過(guò)大氣層時(shí)在空氣電離和隨后的離子復(fù)合作用下產(chǎn)生的明亮的尾跡。

從阿塔卡馬大毫米陣列（ALMA）位置看到的一顆流星

大多數(shù)的流星確實(shí)會(huì)因在大氣中完全燃燒而消失。其中也有一些很大的物體能夠撐到抵達(dá)地面。我們一般稱這些物體為隕石。簡(jiǎn)而言之，大多數(shù)的流星都因?yàn)榈厍虼髿獾臒g作用消失在大氣層中的。

每天都有上百億顆流星體進(jìn)入地球的大氣層，為我們帶來(lái)豐富的太陽(yáng)系天體形成演化的信息。

小行星

我們一般將直徑在10m-975km(大約為谷神星的直徑)之間的物體稱作小行星。大多數(shù)小行星都長(zhǎng)時(shí)間位于穩(wěn)定的軌道上(一般能保持?jǐn)?shù)十億年)。但是一些小行星可能會(huì)由于某些原因發(fā)生偏離(位移)，從而進(jìn)入一些特殊的軌道：木星共振軌道(或者土星)。

一個(gè)小行星進(jìn)入木星共振軌道，意味著它的公轉(zhuǎn)周期是木星軌道周期的簡(jiǎn)單分?jǐn)?shù)倍。例如，一個(gè)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的小行星公轉(zhuǎn)周期為木星公轉(zhuǎn)周期的兩倍，那么我們說(shuō)它進(jìn)入了2:1的木星共振軌道。

這是非常重要的現(xiàn)象，因?yàn)槟拘且?/span>會(huì)擾動(dòng)這些小行星的軌道。如果小行星公轉(zhuǎn)周期和行星公轉(zhuǎn)周期沒(méi)有特殊的關(guān)系，那么行星會(huì)從多個(gè)方向擾動(dòng)小行星的軌道，使小行星在一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)，所受到的行星對(duì)小行星軌道的凈擾動(dòng)幾乎為0。

但是如果小行星公轉(zhuǎn)周期和行星公轉(zhuǎn)周期之間存在一個(gè)特殊的關(guān)系，在小行星的一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)，行星對(duì)小行星軌道的(凈)擾動(dòng)平均值不為0，那么凈擾動(dòng)會(huì)使小行星的軌道被“扭曲”。

在行星擾動(dòng)作用下，小行星的橢圓軌道會(huì)變得更加瘦長(zhǎng)，如果擾動(dòng)足夠強(qiáng)，小行星的軌道可能會(huì)進(jìn)入與太陽(yáng)或者其他行星的碰撞軌道。甚至在某些情況下，小行星也許會(huì)被完全彈射出太陽(yáng)系。這就是小行星消失的原因。

灶神星的撞擊坑

彗星

大多數(shù)明亮的彗星都是位于非常古怪的軌道(例如長(zhǎng)半軸比短半軸長(zhǎng)的多的橢圓軌道)或者是非束縛軌道(開(kāi)放軌道，可能是拋物線或者雙曲線軌道)上的物體。當(dāng)一個(gè)彗星經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近時(shí)，它將變得活躍和可見(jiàn)。

它下一次再靠近太陽(yáng)可能會(huì)經(jīng)過(guò)許多年?；蛘撸?dāng)它們經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近一次后，就再也不會(huì)出現(xiàn)了(拋物線或者雙曲線彗星，它們的軌跡允許它們從太陽(yáng)系

逃逸)。某種意義上，這也能算作彗星的“消失”。

另一種彗星消失的原因是它們太靠近太陽(yáng)導(dǎo)致被太陽(yáng)撕裂成幾塊或者撞進(jìn)太陽(yáng)。一千年來(lái)，這種現(xiàn)象被我們觀測(cè)到過(guò)很多次，這類彗星被稱為“掠日彗星”。

1997年于克羅地亞拍攝的海爾博普彗星

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翻譯：周浩

排版：零度星系