彗星的自转速度有多快?

彗星轨道周期变化引发彗星可以自转质疑

1818年11月26日,一颗彗星出现以后,德国天文学家6个星期的时间算出了它的轨道,得出它的周期是3年零106天,并认为它和1786、1795、1805年出现的是同1颗彗星,并预言它在1822年5月24日应再次经过近日点。

果不其然,1822年5月24日,这颗彗星准时回来了。

再后来,这颗彗星就被命名为“恩克彗星”。

而且,它是继哈雷之后,人们发现的第2颗可以通过预言可以重现的彗星。

然而,恩克接着研究这颗彗星,发现他的归到周期(也即是公转周期)每次都不是完全相同,

也就是说,每次恩克彗星回归的周期要比上一次约短2.5小时,即轨道在逐渐变小。

一定是有什么原因,譬如阻力,在影响着恩克彗星的公转周期,从而使其归到在逐渐变小,这个问题,引起了包括恩克在内的诸多天文学家的关注。

彗星轨道偏移原因:是阻尼介质?非引力效应?还是慧核自转?

彗星轨道变小不是阻尼介质所致

曾经有人提出是某种阻尼介质导致了恩克彗星轨道的偏移,使其公转周期缩短。

但后来,也就是在1868年发现恩克彗星周期的缩短变慢了,减少了一半。

这个阻尼介质的说法找到怀疑,并且恩克彗星的归到周期变化到现在每个周期只减少几分钟。

这更加证明了阻尼介质导致公转周期缩短的说法不靠谱。

不仅如此,后来还发现有的彗星的周期不是缩短而是加长。

就这样,阻尼介质导致彗星公转周期变化的提法被抛弃了。

非引力效应导致了恩克彗星轨道变短

阻尼介质的说法被抛弃后,1972年,侨居英国的华人天文学家江涛提出了非引力效应的学说。

江涛提出非引力效应学说的原因,是因为他发现哈雷彗星的周期每周加长约4天。

当然,还有科学家发现有的彗星的周期变化显现不出来。

而这种现象是牛顿的力学定律是不能解释的,因此江涛称这种现象为“非引力效应”。

但是,非引力效应并不是江涛第一个提出来的,第一个提出“非引力效应”是在1836年由白塞尔提出来的,但当时并未得到多数人的重视。

提出非引力效应,是认为因为彗核抛出的物质的反冲力作用的导致了恩克彗星轨道变短。这种反冲力类似以火箭的发射,所以现在也称它为“非引力效应”为“火箭效应”。

这个非引力效应,分为几个角度去解读。

一个认为是彗星没有自转。

如果彗星不存在自转,那被太阳照射的那一面的冰雪受蒸发,形成一股气流,对彗核产生一股反喷力,力的方向在太阳和彗核之间的连线上,这个力应使彗星的轨道变得稍微大一点。但实际上轨道的改变是相当小的;小到不能觉察出来。

一个是认为彗星存在自转。

现在一般认为彗星自转,主要指的是慧核自转。

如果彗核有自转,且假定彗星绕太阳公转是逆时针的,自转也是逆时针的,则蒸发气体的喷力应在彗星“日”的“午后”达到高峰。喷力的方向与太阳和彗核的连线夹一个角度,喷力将把彗核的动能减去一点,会使轨道平稳地缩短,因而彗星的周期也要缩短。如果彗星公转和自转方向都是顺时针的,或者说是同向的。喷力会使轨道扩大,周期加长。

现在人们计算了几十颗彗星的做了计算,发现近抛物线轨道彗星、长周期彗星和短周期彗星都存在非引力效应。这也等于说明了彗核都有自转。

中国天文学家对海尔-波普彗星自转周期的测定

海尔-波普彗星自被发现以来,以其多变的形态和剧烈的活动引起了国内外研究人员的关注。

自转周期是彗星的一个重要物理参数,测定彗星的自转周期对研究彗星的喷流与旋喷流的形成、形态、彗核的形状和稳定性都起着重要作用。

但是准确测定彗星的自转周期比较困难。

一般是根据彗星光度核长时间的光变规律来确定其自转周期,这对于自转周期较长的彗星(几天到几十天)是可行的,对自转周期较短的彗星(几小时到十几小时),由于彗星的运动规律及天气原因,使得观测时间一般较短而且时间上分布不均匀,很难得到时间分布合适的光变数据样本,这给彗星的自转周期分析带来一定的困难。

还有一种方法是对高质量的彗星近核CCD图像进行适当处理,从其近核的特征结构入手。

如果能找到相对固定的特征点(如亮斑等),则通过测定特征点的角度变化就可以推算出彗星的平均自转周期。

但是彗星在远离太阳的轨道上运行时,亮度较暗,无法观测到其特征细节;彗星运行轨道临近太阳时,彗发相应增亮,近核结构细节大都隐藏在彗发里而不可见,所以这种方法一般也较难实施。

中国科学院上海天文台的汤源、钱伯辰、顾敏峰、陶隽、宋保军等几位天文研究者通过采用小波方法对海尔-波普彗星的近核CCD图像进行处理,并进一步分析了彗核的亮度中心周围的特征结构,从而提出了一种直观而有效的方法来测定海尔-波普彗星投射在观测平面上的平均自转周期,结果为(24.41± 0.96)h。

这从理论和科学研究的层面再次验证了彗星确实存在自转。

自转的速度,不同的彗星速度不同,像上文提到的海尔-波普彗星的自转速度为(24.41± 0.96)h。

彗星的自转速度有多快?

没有动力源

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