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扫帚星——彗星 风 2012年6月6日星期三 在晴朗的夜晚，当我们注视美丽如童话般的天穹，有时我们可以看到一种天体，它拖着长长灰白色光辉的尾巴划过夜空，老人们叫扫帚星，迷信的人会说这是不吉祥之兆，“天下就要大乱了。”其实这是没有科学根据的，但是因为它的稀罕、神奇和诡秘性，让人们感到诧异和好奇。 扫帚星在天文学称彗星。对石头坠地那样习以为常的事情，一般人不会去追究和发现值得研究的问题，相反对于罕见的自然现象，却因为找不到原因而感到恐惧和惊惶失措。科学家就不是这样，他要追究这些问题的原因，要问为什么和怎么样？所以牛顿从看到“苹果落地”能发现万有引力定律。人类认知天象、天体的过程，可以从一个视角印证科学发展的过程，从而回答什么是“科学”这个重大主题。 1664年葡萄牙国王亚丰琐六世曾经用手枪射击慧星抵抗灾祸。十七世纪德国人希尔得布朗特把慧星分成八类，每类给以对应一种“灾祸”，如预兆病、预兆苦难、预兆饥荒等等。更可笑的是1910年5月，维也纳天文学家预测著名的哈雷慧星的尾部将要扫着地球，人们听到这消息后如发生大地震一样十分恐慌，伊朗德黑兰就有许多人挖地洞躲避天灾。 事实上彗星的出现跟疾病灾难毫无关系，因为在历史上彗星尾巴扫过地球已经发生过不止一次了。1872年，地球就曾经和倍拉慧星碰撞过，这次碰撞，使天空发生了一次“流星雨”，但大部份碎片都没有掉落到地面。1910年5月，哈雷慧星扫过地球的结果，地面上也没有发生什么灾祸，原来地球的大气层烧毁了来自太空的大部分陨石，挡住了“天外来客”的袭击，就象一件“防弹衣”一样保护着人类的家园。 彗星主要由冰块、尘埃组成，当它运行接近太阳时被太阳的高温将其蒸发升华，形成彗头和彗发，外面还包围着氢原子云。彗星在太阳系的轨道是拉得很长的椭圆形，当它运行在远日点时就像个云雾状的小斑点，当它运行至近日点时，由于太阳的辐射压和太阳风的作用，把其蒸发出来的气体推向背离太阳的后方，便形成美丽发光的彗尾。像天使的裙裾一样，彗尾的形态有长有短，有粗有细，有一条或数条，或扁形或针状；由于所含成份不同，还有不同的颜色：细长的彗尾主要由电离子、气体分子组成，称离子彗尾，呈蓝色；粗短且弯曲的彗尾主要由尘埃粒子组成，称尘埃慧尾，呈黄褐色；两种彗尾兼有的如海尔—波普彗星。 可见由气体尘埃组成的彗尾扫过地球是不能够冲破大气层的，但彗星会不会与地球相撞呢？事实上彗星曾经与地球相撞过：1908年6月30日在西伯利亚通古斯卡河沿岸的原始森林就发生了一次相当于核当量级的巨大爆炸，过后科学家在现场发现了三个直径约90～200米的大陨坑，可能是彗头撞击地球引起的，估计彗星的直径为几公里，重量约90万吨。这就是天文学上著名的“通古斯卡大爆炸事件”。 地球在经历46亿年的演化过程中，无数次地受到天外来客——彗星和陨石的撞击，甚至恐龙灭绝都可能与此有关。由于科学技术的进步，现代地球人开始“绝地反击”了：1990年4月24日哈勃望远镜随美国航天飞机升空，进入距离地球600公里的太空轨道占据制高点；2005年前后哈勃望远镜观测到“坦普尔1号”彗星骤然明亮，喷发出可能是冰或其它物质，使彗星及反射的彗核周围烟尘环变大。该彗星的冰质彗核直径约6.5公里，相当于巴黎市中心的大小。喷发物形成长达2200公里的彗尾，相当于从哥本哈根到雅典的距离。分析认为“坦普尔1号”彗星正频繁地进行着喷发活动，天文学家决定更近距离地观察研究这颗神秘的彗星。 2005年1月12日，美国宇航局“深度撞击”号飞船发射升空，上面携带了一张微型CD搭载着56万人的签名，他们肩负着人类的使命，踏上了追赶“坦普尔1号”彗星的征途；7月2日飞船接近“坦普尔1号”彗星并释放出372公斤重的铜质撞击器；7月4日美国宇航局“深度撞击”号彗星探测器以每秒10.3公里的速度准确命中，成功撞击了“坦普尔1号”彗星，产生相当于4.5吨炸药能量的巨大爆炸，使“坦普尔1号”彗星的亮度增加了10倍。这个亮度等于彗星反射太阳光的强度，说明撞击后，溅射出物质增多，相当于反射物增多，亮度自然也就增加了。 观察显示：大量彗星物质抛射出来，溅射范围方圆几公里，撞击坑有足球场大，约50米深，相当于14层楼深的凹坑。撞击命中率高得惊人，误差精确到米。分析显示：彗核表面呈丘陵特征，有个环形山，直径近1公里，应该处于中年时期，估计被几十米直径大小的小行星或彗星撞击所致；彗核颜色并不象原来想象煤灰那么黑，而是灰黑色或深灰色之间。 “深度撞击”意义是重大的：一方面有助于了解太阳系形成的过程、探索生命的起源和地球水的来源。例如，天文学家猜想：从遍布行星的陨石坑表明，太阳系在形成初期就受到彗星陨石的密集撞击,然后在39亿年前的地球上才诞生了生命，那么地球上的生命“种子”会不会是“天外来客”呢？ “深度撞击”过程分两步：第一次撞击产生了较小的物质喷发，紧接着第二次撞击产生的物质喷发更明显，使彗核亮度一下子增加了5倍。这表明，彗星的彗核表面是一层很松散的物质，而其内部还有一层更坚硬的物质。科学家猜想：彗核内部很可能是“未经触动”的，含有太阳系初生时的原始物质。 二次撞击造成彗核喷发物质高达数千公里，使彗星笼罩在一片尘埃和冰屑之中，可以通飞行器搭载的红外线分光计等设备，透过这一片尘埃分析彗核的物质结构和化学成份。 “深度撞击”探测器在飞行4.3亿公里后，释放出撞击器。撞击器自主飞行，直径1米，在1.3亿公里之外瞄准5000米宽的“坦普尔1号”彗星目标，期间进行了三次轨道修正瞄准，最后精确命中目标。整个过程的无人自动控制技术达到最高水平，为人类未来建设太空站、开劈新的家园和寻找地外文明知音意义重大。
        北京时间2005年7月4日13时52分（美国东部时间7月4日凌晨1时52分），美国宇航局的“深度撞击”彗星探测器成功击中“坦普尔1号”彗星。 |
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