彗 星 的 結 構


彗 星 的 主 體 是 由 塵 埃 、 石 塊 、 冰 塊 , 及 凝 結 成 固 態 的 氨 、 甲 烷 、二 氧 化 碳 等 化 合 物 所 組 成 的 彗 核 。 運 行 到 太 陽 附 近 時 , 彗 星 物 質 受 太 陽 輻 射 的 照 射 、 蒸 發 與 太 陽 風 的 吹 襲 , 才 形 成 彗 髮 與 彗 尾 。 彗 星 觀 測 史 的 一 大 奇 案 、 發 生 在 1973年 Kohoutek彗 星 到 訪 之 時 、 天 文 學 家 用 架 設 在 高 空 火 箭 上 的 紫 外 線 照 像 機 , 意 外 地 發 現 彗 星 另 有 一 個 地 面 觀 察 者 不 可 見 的 結 構 – 氫 氣 囊 (hydrogen envelope)。 氫 氣 囊 在 彗 髮 之 外 頭 , 直 徑 可 達 數 百 萬 公 里 。

彗 星 的 彗 尾 永 遠 背 向 太 陽 , 彗 尾 的 形 狀 隨 時 都 有 變 化 。 彗 尾 一 般 分 成 兩 部 份 : 由 電 漿 物 質 構 成 的 離 子 尾 和 塵 埃 物 質 構 成 的 塵 尾 。 前 者 的 質 點 較 小 , 受 太 陽 輻 射 壓 和 太 陽 風 的 作 用 較 大 , 往 往 形 成 細 直 的 長 尾 。 後 者 的 物 質 顆 粒 較 大 , 受 太 陽 風 的 影 響 較 小 , 往 往 散 佈 較 寬 且 落 在 奔 向 太 陽 的 彗 星 之 後 呈 彎 曲 狀 。

分 析 離 子 尾 的 發 射 光 譜 , 發 現 由 彗 星 蒸 發 出 來 的 物 質 有 氫(H) 、 氧 (O)、 CN、 CH, 、 OH、 H2O+、 CN+、 CH+、 OH+、 N2+、 CO+ 與 CO2+, 而 近 來 更 在 彗 星 物 質 中 發 現 CH3 CN、 H2CO、 HCO等 較 大 型 的 有 機 分 子 。 這 些 有 機 分 子 是 建 構 地 球 生 命 體 的 基 本 單 位 , 在 地 球 之 外 能 偵 測 到 這 些 有 機 分 子 , 對 地 球 外 生 命 存 在 的 可 能 性 , 提 供 無 窮 的 想 像 空 間 。

上 列 的 這 些 分 子 或 離 子 全 由 四 種 元 素 所 合 成 : 氫 (H)、 氧 (O)、 碳 (C) 與 氮 (N)。 可 見 這 些 物 質 是 彗 星 所 含 的 水 (H2O) 、 甲 烷 (CH4)、 氨 (NH3) 與 二 氧 化 碳 (CO2), 被 太 陽 輻 射 蒸 發 、 分 解 與 重 組 的 產 物 , 部 份 的 分 子 ,更 受 太 陽 風 中 的 高 能 電 子 與 質 子 撞 擊 形 成 離 子 。