揭秘:为什么彗星和小行星的组成成分不同?

在关于彗星和小行星的资料中,有许多我们仍然不能理解的地方,比如在太阳系的早期,彗星和小行星都是在完全相同的条件下形成的,那么为什么它们的成分不同呢?



1997年于克罗地亚拍摄的海尔博普彗星

虽然小行星和彗星是同时形成的,但它们并不是在完全相同的条件下形成的。

太阳系是由太阳星云(既一团气体和尘埃)形成的,在星云的中心,由于引力坍缩而诞生。由于这种坍缩释放热量,星云的中心区域会更热,更密集,而外部区域会更冷。

在艺术家的概念下,一颗经由清理邻近恒星的尘埃-行星盘,正在成形的行星。

小行星形成的地方在星云的内部,只有岩石或金属能够保持固态。而彗星形成的地方在星云的外部,超越被称为霜冻线的地方,距离太阳约3 AU(在火星和木星的轨道之间的地方),那里足够冷,能够使水结冰。



伽利略号于1993年拍摄到的艾女星与其卫星

相关知识

彗星是由冰构成的太阳系小天体,当其朝向太阳接近时,会被加热并且开始释气,展示出可见的大气层,也就是彗发,有时也会有彗尾。这些现象是由太阳辐射和太阳风共同对彗核作用造成的。彗核是由松散的冰、尘埃、和小岩石构成的,大小从P/2007 R5的数百米至海尔博普彗星的数十公里不等,但大部分都不会超过16公里。



这张合成图片显示彗星于2007年10月25日至2008年3月9日在英仙座天区的轨迹与视直径大小变化。

彗星的轨道周期范围也很大,可以从几年到几百万年。短周期彗星来自超越至海王星轨道之外的柯伊伯带,或是与离散盘有所关联。长周期彗星被认为起源于欧特云,这是在古柏带外面,伸展至最近恒星一半距离上,由冰冻天体构成的球壳。长周期彗星受到路过恒星和银河潮汐的引力摄动而直接朝向太阳前进。双曲线轨道的彗星可能在进入内太阳系之前曾经被沿着双曲线轨迹被抛射至星际空间,则只会穿越太阳系一次。来自太阳系外,在银河系内可能是常见的系外彗星也曾经被检测到。



通过近日点不久的海尔-博普彗星,摄于1997年4月4日

彗星与小行星的区别只在于存在着包围彗核的大气层,未受到引力的拘束而扩散著。这些大气层有一部分被称为彗发(在中央包围着彗核的大气层),其它的则是彗尾(受到来自太阳的太阳风等离子和光压作用,从彗发被剥离的气体、尘埃、和带电粒子,通常呈线性延展的部分)。然而,熄火彗星因为已经接近太阳许多次,几乎已经失去了所有可挥发的气体和尘埃,所以就显得类似于小的小行星。小行星被认为与彗星有着不同的起源,是在木星轨道内侧形成的,而不是在太阳系的外侧。主带彗星和活跃的半人马小行星的发现,已经使得小行星和彗星之间的差异变得模糊不清。



这是哈伯太空望远镜于2014年3月11日拍摄的赛丁泉彗星。

小行星为太阳系小天体(SSSB)的一种,于太阳系内和行星一样环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多。广义的小行星大小介于流星体和矮行星之间,直径可从数米至1,000公里不等,包括在这个尺寸下太阳系里非彗星的所有小天体。但大部分的小行星都分布于内太阳系,加上外太阳系小天体(如半人马群和海王星外天体)的物理特性和内太阳系小天体有所差异,因此“小行星”一词更常被用于专指内太阳系非彗星的小天体。

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