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哈雷彗星

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哈雷彗星
哈雷彗星
哈雷慧星是一颗被预测出时间而且经证实的大彗星。1705年,著名的英国天文学家哈雷根据牛顿最新的运动定律,预言了这颗在1531,1607和1682年被看到的彗星能在1758年回归,虽然哈雷于1742年去世,但这颗彗星却如期在1759年重新回来了。为了纪念哈雷,人们用他的名字来命名这颗彗星。

哈雷彗星(周期彗星表编号:1P/Halley)是每76.1年环绕太阳一周的周期彗星,哈雷彗星是人类首颗有记录的周期彗星,也是人类研究得最仔细的彗星。

目录

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名字由来编辑本段回目录

1683年,26岁的英国天文学家爱德蒙·哈雷发现了“哈雷彗星”,

哈雷彗星
爱德蒙·哈雷
从此这位天文学家的英名随着每一次哈雷彗星的归来而大放异采。

过去由于迷信以及误解,彗星的出现被认为是不吉利的预兆,但是爱德蒙·哈雷参考他的朋友牛顿万有引力定律,确定1531年1607年1628年出现的彗星,事实上就是同一个彗星永远在椭圆形的轨道上绕着太阳转。他预测这星每隔75年或76年会再返回,也就是1758年如果彗星出现的方向和哈雷预言完全一致,就证实了预测正确无误。由于哈雷在1742年以86岁高龄去世,当1758年圣诞节,这颗彗星被一位德国农夫所观察到时,世人为了纪念哈雷的贡献,就把这颗星定名为“哈雷彗星”。

有学者发现一个巴比伦的写字板,纪录哈雷彗星在公元164年前出现过,使得哈雷彗星的归来纪录追溯到公元240年前。公元66年哈雷彗星被说成像一把扫帚出现在空中,在耶路撒冷落入罗马人之前,逐渐迫近该城。爱德蒙·哈雷在世时,认为科学的佐证会驱逐围绕在彗星周围的传奇,但是事实却不然。

1910年彗星以29次纪录出现时,天文学家指出,地球将通过彗星的尾巴。当彗星慢慢挨近时,牧师整晚对罪人咒骂,人们彼此沉重告别,年轻女孩埋葬了日记情书,而神经过敏的太太在窗户里填塞碎布废料阻挡毒气侵袭。在来临的那晚,彗星发射的光芒划过天际。据一位目击者说:“像是一只带有漂亮长尾巴的孔雀,当然也没有任何事发生”,但是彗星还是背上罪名:新生小牛有星星般的记号,英国爱德华七世逝世,所以哈雷彗星在1910年过境,并没有破除迷信,而无奈天方学家佛洛斯特更是沉重指出:“我们通过彗星尾巴,却没有比以前更聪明。”

1910年5月没有月亮的晚上,

哈雷彗星
哈雷彗星之影像
一位老人和年轻男孩站在深黑的密西比草原上,就在黎明前,72岁的爱德蒙·派能·哈雷指向东方水平线,高挂在天空的是有明亮强烈光芒的球体,带着流光的尾巴。他对他10岁的子孙说:“那就是哈雷彗星,几乎在所有人生命中只出现一次——每隔76年,如果你能维持健康身体,你就能活这么久,所以我现在将星交给你。”这位祖父,就是彗星同名人爱德蒙·哈雷的子孙,当彗星在1985年出现时,将再次把荣耀带给哈雷的后裔。

当哈雷彗星第30次归来,引起了大家的兴趣与好奇,尤其是激发了全球科学家的仔细研讨:5个太空探测站观察,地面则从日本苏联等地进行研究这颗彗星。最接近且与哈雷彗星相遇的是吉尔多太空船,这架取上14世纪艺术家名字的太空船,在1985年7月,被11个欧洲国家联合发射,以哈雷彗星为目标每小时15万2千哩速度行进,吉尔多在1986年3月13日从彗星中心310哩内通过。

太空船探测到的照片资料,提供了有关彗星化学性质、组成的线索,而且可能成为太阳系的组成部分。研究哈雷彗星的权威专家指出:“过去历史上彗星所带给人的恐惧和不了解,将转为成全球科学家共同合作的空前的研究探测。”

概况介绍编辑本段回目录

大部分彗星都不停地围绕太阳沿着很扁长的轨道运行。

哈雷彗星
哈雷彗星在太阳系位置
循椭圆形轨道运行的彗星,叫“周期彗星”。公转周期一般在3年至几世纪之间。周期只有几年的彗星多数是小彗星,直接用肉眼很难看到。不循椭圆形轨道运行的彗星,只能算是太阳系的过客,一旦离去就不见踪影。大多数彗星在天空中都是由西向东运行。但也有例外,哈雷彗星就从东向西运行的。

哈雷彗星的平均公转周期为76年, 但是不能用1986年加上几个76年得到它的精确回归日期。主行星的引力作用使它周期变更,陷入一个又一个循环。非重力效果(靠近太阳时大量蒸发)也扮演了使它周期变化的重要角色。在公元前239年到公元1986年,公转周期在76.0(1986年)年到79.3年(451和1066年)之间变化。最近的近日点为公元前11年和公元66元。

哈雷彗星的公转轨道是逆向的,
哈雷彗星伪彩
哈雷彗星伪彩
黄道面呈18度倾斜。另外,像其他彗星一样,偏心率较大。哈雷彗星的彗核大约为16x8x8 千米。与先前预计的相反,哈雷彗星的彗核非常暗:它的反射率仅为0.03,使它比煤还暗,成为太阳系中最暗物体之一。哈雷彗星彗核的密度很低:大约0.1克/立方厘米,说明它多孔,可能是因为在升华后,大部分尘埃都留了下来所致。 哈雷彗星是由甲烷一氧化碳二氧化碳和不完备分子的自由基组成的。

哈雷彗星在众多彗星中几乎是独一无二的,又大又活跃,且轨道明确规律。这使得Giotto飞行器瞄准起来比较容易。但是它无法代表其他彗星所具有的公性。

彗星本身是不会发光的。早在中国晋代,中国天文学家就认识到这一点。 《晋书●文志》中记载,“彗本无光,反日而为光”。彗星是靠反射太阳光而发光的。一般彗星的发光都是很暗的,它们的出现只有天文学家用天文仪器才可观测到。只有极少数彗星,被太阳照得很明亮拖着长长的尾巴,才被人们所看见。

回归预言编辑本段回目录

1682年8月,英国格林威治天文台第二任台长哈雷1680年出现的一颗大彗星后开始对彗星研究产生兴趣,1684年哈雷与牛顿相识后,对同与牛顿相识的约翰·佛莱始迪度Georg Samuel Dorffel(1643-1688)论证“彗星绕太阳曲线运动”的联系之下,在1704年牛津大学数理教授时,以万有引力定律把所有能找到完好观测数据的彗星一一推算出来(刊于1705年发表《彗星天文学论说》一书),他发现1531年阿皮昂观测)、1607年开普勒观测)和1682年哈雷观测)的三颗彗星轨道十分相似,且呈大约的周期性出现,认为这可能是三颗彗星在同一轨道上运动,且之间间隔相等;或只有一颗彗星在椭圆轨道上运动;

哈雷彗星
1910年4月20日哈雷彗星回归
他倾向于后者解释,并预言下次回归为1758年底至翌年年初;当时人们对其观点多持怀疑态度。直到1758年12月26日,这颗彗星如预言一样按时回归。为纪念他的功绩,命名为“哈雷彗星”。

纪录和联想
最先和最完备的哈雷彗星纪录皆为中国;据朱文鑫《天文考古录》考证:自秦始皇七年(公元前240年)至清宣统二年(1910年)共有29次记录,并符合计算结果。在欧洲,哈雷彗星的纪录也十分详尽,最早的纪录在公元前11年,但哈雷彗星回归与其他彗星一样,往往被众多迷信的居民联想成稀罕的灾星跟恐慌与灾祸扯上关系;1066年4月回归时,英国刚好遇着诺曼底公爵王朝前的侵略战争,当时居民见到彗星高挂的恐惧情况被绘在巴约城挂毯上留传后世。

1910年回归
直至1910年回归时,尽管已是工业化的社会,仍对哈雷彗星充满恐惧。当时经算出来的结果显示:过近日点后的哈雷彗星彗尾将扫过地球,有报纸故意夸大其恐怖性,当时有些偏僻村落的人感到异常恐慌,有报道在中欧和东欧甚至有人因此自杀。这次回归开始,哈雷彗星有了照片和光谱纪录;是次回归最早在1909年9月11日被发现,当时彗星光度16等;1910年5月中旬直至月底的彗核亮度达2~3等,5月17日彗尾长达100度,往后更发展至140度之长。由于天文学家已预计5月20日地球经过哈雷彗星的彗尾(两者相距只有0.15 AU),这样引起包括气象学研究人员对环境的监测。这段时间拍下的彗头照片显示彗头复杂动荡的结构,并且有晕状和鸟冠状的光芒,5月24日彗核中心分为两个,各被抛物线状物包围;当年8月时为9等星,翌年1月时变为13~14等,那次回归最后观测纪录是1911年6月16日。

哈雷彗星
1986年3月6日宇宙飞船发回哈雷慧星照片
1986年回归
1986年3月6日,苏联宇宙飞船“维加一号”飞入了离哈雷慧星5500英里距离范围内,拍发回第一批慧星的冰核照片。这艘宇宙飞船按照地面指令操作,将几部照相机对准慧星,逐渐接近,并在3小时内传送了大约500幅电视图象。美国和其他许多国家的科学家们被邀请到莫斯科,亲自观看“维加一号”与哈雷慧星相遇时的情景,这颗慧星每76年才能返回地球一次。来自宇宙飞船和科学仪器的预测数据表明,这颗慧星的核是由组成的,大约有3英里直径,太阳的热能使慧星融化释放气体,这样就看见慧星有一条尾巴。事实上,这条尾巴要比过去料想的大2至3倍。

21世纪的观测
20世纪最后一次在拍摄中发现哈雷彗星为1994年1月10日,以智利的3.58米新技术望远镜(New Technology Telescope)观测。2003年3月6日,天文学家以南欧天文台三座8.2米VLT望远镜在长蛇座头部再次拍到它(81张照片,共计九小时曝光),距地球27.26 AU(40.8亿公里),光度28.2等;天文学家相信:以现时观测技术,即使它在2023年远日点(35.3 AU)还要暗2.5倍之下,也可拍到其影像。哈雷彗星下次过近日点为2061年7月28日。公元前240年《史记-始皇本纪》“七年,彗星先出东方,见北方,五月见西。”

世界观测记录编辑本段回目录

公元前164年下半年  巴比伦的黏土版中记录
公元前87年8月
公元前12年10月 当时有学者称其为《圣经-新约》的伯利恒之星

哈雷彗星
哈雷彗星
公元66年1月
公元141年3月
公元218年5月
公元295年4月
公元374年2月
公元451年6月
公元530年9月
公元607年3月 《日本书纪》中有记录
公元684年10月 《日本书纪》天武12年有记录
公元760年5月
公元760年5月
公元837年2月
公元912年7月
公元989年9月 日本和中国均有记录,日本并因此更改年号为永祚
公元1066年3月 。《宋史·天文志》:“治平三年三月己未,彗出营室,晨见东方,长六尺许,西南指危洎坟墓,渐东速行近日而伏。至辛已,夕见西南,北有星无芒彗,益东方,别有白气一,阔三尺许,贯紫微极星并房宿,首尾入浊,益东行,历文昌,北斗贯尾。至壬午,星复有芒彗,长丈余,阔三尺余,东北指,历五车,白气为歧横天,贯北河、五诸侯、轩辕、太微五帝坐内五诸侯及角、亢。氏、房宿。癸未,彗长丈五尺。星有
彗气如一升器。历营宿至张,凡一十四舍。积六十七日,星气孛皆灭。”
哈雷彗星
哈雷彗星
公元1145年4月
公元1222年9月
公元1301年10月
公元1378年11月
公元1456年6月
公元1531年8月
公元1607年10月27日 为哈雷观测成功
公元1759年3月13日 哈雷的预言被成功证实,此时中国为乾隆24年
公元1835年11月16日
公元1910年4月20日 达到-3.3星等
公元1986年2月9日 地球上观测条件恶劣

中国史书记载 编辑本段回目录

鲁文公十四年 前613 《春秋》
秋七月有星孛入于北斗。
秦厉共公十年 前467 《史记·六国年表》
秦厉共公十年,彗星见。

哈雷彗星
哈雷彗星
秦始皇七年 前240 5月15日 《史记·秦始皇本纪》
秦始皇七年,彗星先出东方,见北方;五月,见西方,十六日。
汉文帝后元二年 前163 5月12日 《汉书·天文志》
汉文帝后元二年正月壬寅,天 夕出西南。
汉昭帝始元二年 前87 7月10日 《汉书·天文志》
孝昭始元中,汗宦者梁成恢及燕王候星者吴莫如,见蓬星出西方天市垣东门,行过河鼓,入营室中。
汉成帝元延元年 前12 10月9日 《汉书·五行志》
元延元年七月辛未,有星孛于东井,践五诸侯,出河戌北,率行轩辕太微,后六日度有余,晨出东方;十三日,夕见西方,犯次妃,锋炎再贯紫宫中;大火当后,达天河,除于后妃之域,南逝度,犯大角摄提,至天市而按节徐行,炎入市中,旬而后西去,五十六日与苍龙俱伏。
汉明帝永平八年 66 2月20日 《后汉书·天文志》
永平八年,六月壬午,长星出柳、张三十七度,犯轩辕,刺天船,凌太微,至上阶,凡现五十六日去柳。
汉顺帝永和六年 141 4月10日 《后汉书·天文志》
永和六年二月丁巳,彗星见东方,长六七尺,色青白,西南指营室及坟墓星。丁丑彗星在奎一度,长六尺,癸未昏见西北,历毕昴。甲申在东井,遂历舆贵柳七星张,光炎及三台,至轩辕中灭。
汉献帝建安二十三年 218 5月28日 《后汉书·天文志》
建安二十三年三月,孛星见东方,二十余日夕出西方,犯历五车、东井、五诸侯、文昌、轩辕、后妃、太微,锋炎指帝座。
晋惠帝元康五年 295 4月23日 《晋书·天文志》
元康五年四月有星孛于奎,至轩辕、太微,经三台、大陵。
晋孝武帝宁康二年 374 2月13日 《晋书·天文志》
宁康二年正月丁巳,有星孛于女虚,经氐、角、亢、轸、翼、张,至三月丙戌,彗星见于氐。
宋文帝元嘉二十八年 451 6月26日 《宋书·天文志》
元嘉二十八年五月,彗星见卷舌,入太微,逼帝座,犯上相,拂屏,出端门,灭翼轸。
北魏庄帝永安三年 530 9月27日 《魏书·天象志》
永安三年七月甲午,有彗星晨见东北方,在东台中一丈,长六尺,正白色,东北行,西南指。丁酉距下台上星西北一尺,而晨伏。庚子夕见西北方,长尺,东南指,渐移入氐,至八月己未渐见,癸亥灭。
隋炀帝大业三年 607 3月18日 《隋书·天文志》
大业三年三月辛亥,长星见西方,竟天,干历奎、娄,至角、亢而没;至九月辛未,转见南方,亦竟天,又干角、亢,频扫太微、帝座,干犯列宿,唯不及参、井,经岁乃灭。
唐武帝后光宅元年 684 10月7日 《新唐书·天文志》
光宅元年九月丁丑,有星如半月,见于西方。
唐肃宗乾元三年 760 5月22日 《新唐书·天文志》
乾元三年四月丁巳,有彗星见于东方,在娄、胃间,色白,长四尺,东方疾行,历昴、毕、觜、觿、参、东井、舆鬼、柳、轩辕,至右执法西,凡五旬余不见。
唐文帝开成二年 837 2月28日 《新唐书·天文志》
开成二年二月丙午,有彗星见于危,长七尺余,西指南斗。戊申在危西南,光耀愈盛。癸丑在虚,辛酉长丈余,西行,稍南指。壬戌在婺女,长二余丈,广三尺。癸亥愈长且阔,三月甲子在南斗。乙丑长五丈,无歧,北指,在亢七度。丁卯西北行,东指。己巳长八丈余,在张。癸未长三尺,在轩辕右不见
梁太祖乾化二年 912 7月17日 《新五代史·司天考》
乾化二年四月壬申,彗出于张,申戌彗出灵台。
宋太宗端拱二年 989 9月3日 《宋史·天文志》
哈雷彗星
哈雷彗星
端拱二年七月戊子,有彗出东井、积水西,青白色,光芒渐长,晨见东北,旬日,夕见西北,历右摄提,凡三十日,至亢没。
宋英治平三年 1066 3月20日 《宋史·天文志》
治平三年三月己未,彗在营室,晨见东方,长七尺许,西南指危,泊坟墓,渐东速行,近日而伏。至辛巳夕见西北,有星无芒。彗益东行,别有白气一,阔三尺许,贯紫微极星,并房宿,首尾入浊。益东行,历文昌、北斗,贯尾。至壬午星复有芒,彗长丈余,阔三尺余,东北指,历五车,白气为歧,横天,贯北河、五诸侯、轩辕、太微、五帝座内五诸侯,及角、亢、氐、房宿。癸未彗长丈五尺,有星孛气,如一升器,历营室至张,凡一十四舍,积六十七日,星气孛皆灭。
宋高宗绍兴十五年 1145 4月18日 《宋史·天文志》
绍兴十五年四月戊寅,彗星见东方。丙申复见于参度。五月丁巳,化为客星,其色青白。壬戌留守张,至六月丁亥乃销。
宋宁宗嘉定十五年 1222 9月29日 《宋史·天文志》
嘉定十五年八月甲午,彗星出右摄提,光芒约三丈以上,其体小如木星,凡两月,行历氐、房、心乃没。
元成宗大德五年 1301 10月27日 《元史·天文志》
大德五年八月庚辰,彗出东井二十四度四十分,如南河大星,色白,长五尺,直西北,后经文昌、斗魁,南扫太阳,又扫北斗、天机、紫微垣、三公、贯索,星长丈余,至天市垣,巴蜀之东,梁楚之南,宋星上,长盈尺,凡四十六日而灭。
明太祖洪武十一年 1378 11月11日 《明史·天文志·客星篇》
洪武十一年九月甲戌,客星见于五车东北,发芒丈余,扫内阶,入紫微宫,扫北极五星,犯东垣少宰,入天市垣,犯天市,至十月己未阴云不见。
明景宗景泰七年 1456 6月9日 《明史·天文志》
景泰七年四月壬戌,彗星东北见于胃,长二尺,指西南。五月癸酉渐长丈余,戊子西北见于柳,长九尺余,扫犯轩辕星。甲午见于张,长七尺余,扫太微北,西南行。六月壬寅,入太微垣,长尺余。十二月甲寅,彗星复见于毕,长五寸,东南行,渐长,至癸亥而没。
明世宗嘉靖十年 1531 8月26日 《明史·天文志》
嘉靖十年闰六月乙巳,彗星见于东井,长尺余,扫轩辕第一星,芒渐长,至翼长七尺余,东北扫天罇,入太微垣,扫郎位,行角宿东南,扫亢北第二星,渐敛,积三十四日而没。
明神宗万历三十五年 1607 10月27日 《明史·天文志》
万历三十五年八月辛酉朔,彗星见于东井,指西南,渐往西北。壬午自房历心灭。
康熙二十一年 1682 9月15日 《清朝文献通考》
七月己巳,彗星见东北方,白色,尾迹长二尺余,指西南,在井宿北河北。壬申行东北,尾迹长六尺余。
乾隆二十四年 1759 3月13日 《清朝文献通考》
二十四年三月甲午,彗星见于虚宿之次,色苍白,尾迹长尺余,指西南,每夜顺行,十余日伏不见。四月戊辰复出,在张宿,体势甚微,向东顺行,至五月初隐伏。
道光十五年 1835 11月16日 《清朝续文献通考》
道光十五年闰六月十一日彗星见。
宣统二年 1910 4月20日 《清朝续文献通考》
宣统二年四月初二日寅初初刻,东北方云中彗星出见,
哈雷彗星
哈雷彗星
尾指西南方。因在云中,未能考测。初五日寅初一刻,东北方见彗星,在外屏之北,尾指西南危宿土公吏之间,测得彗星高四度,正东偏北十五度,嗣于十六日不见。
四月十八日戌正三刻,正西偏南柳宿间彗星出见,尾指东南,翼宿名堂之间,测得彗星高二十六度,正西偏南十二度。日渐微,至五月三十日不见。

张钰哲先生在他 的《哈雷彗星轨道演变趋势和它的古代历史》一文中认为,中国关于哈雷彗星的最早记录为《淮南子·兵略训》中的:“武王伐纣,东面而迎岁。至汜而水,至共头而坠。彗星出而授殷人其柄。当战之时,十日乱于上,风雨击于中。”这次哈雷彗星出现的时间应该是在前1057或前1056,如果把它列为哈雷彗星的第一次回归(在世界范围内还没有找到比这更早的记录),那么到1986年,哈雷彗星共回归了41次,我国记录了其中的33次,从前1057或前1056到前613有5次没有记录,从前613到前467有1次没有记录,从前467到前240有2次没有记录(这些缺失的记录在世界范围内也没有文献可以补充)。世界公认最早、最可靠的记录是《史记》中前240的那次。西欧关于哈雷彗星的最早记录在66年。

哈雷彗星探测器编辑本段回目录

1984年12月15日,苏联发射第一个哈雷彗星探测器。苏联发射的韦加号探测器是第一个造访哈雷彗星的人类使者。在韦加1号启程6天之后,12月21日韦加2号接着升空,结伴飞往哈雷彗星进行考察。

韦加号探测器

哈雷彗星
哈雷彗星探测器
两个韦加号结构相同,质量4吨,都有一碟形天线仪器平台。平台上装有分光计摄谱仪和相机等,4块太阳能电池板为探测器提供能源。探测器由三轴陀螺仪保持稳定,并使它指向任何方向。其主要任务是在哈雷彗星回归期间探测彗星的气体成分及其外流速度,拍摄彗核的红外和光谱照片,从而获取彗核的温度、尘埃质点和气体分子的性质、密度分布等数据。

1985年6月韦加1号首先顺道到达金星,向金星表面投放了登陆舱,然后在金星引力作用下,转入飞向哈雷彗星的行星轨道。1986年3月4日韦加1号在距哈雷彗星1400万千米处开始对哈雷彗星进行考察,拍摄到数十张高质量的哈雷彗星照片;3月6日在距哈雷彗星只有8900千米的地方作了综合考察。1986年3月9日,韦加2号在距哈雷彗星8200千米处飞过,发回700多张哈雷彗星照片,传回有关彗核的物理化学特性、彗核周围气体尘埃等方面的新情况。 

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