|
彗星是太阳系的一类特殊成员，它们大多长期运行在太阳系寒冷外域，内部演化程度小,可能较多地保留其形成初期的遗迹，从而为研究彗星起源演化以及太阳系起源提供重要线索。然而，彗星起源研究也有观测资料和理论两方面的困难。长期以来，大量观测获得的主要是彗发和彗尾的观测资料，而实际上，虽然彗发和彗尾很庞大，但它们只不过是从彗星很小的彗核蒸发出来的小部分物质。因此，彗星起源要研究的主要问题是:彗核是什么时间，在何处，从什么物质，经历怎样的过程形成的?然而，过去对彗核了解甚少，近年才由飞船探测到几个彗核的资料，已提出多种多样的彗星起源假说或理论。 在康德的太阳系起源星云假说中，认为彗星是在原始星云外围，由最轻的物质形成的。拉普拉斯则认为，彗星是在恒星际形成的，而后被俘获到太阳系。 关于彗星是什么时间形成的，有两类不同看法:一类认为，彗星跟太阳系其他成员一样，是在46亿年前形成的;另一类认为，彗星形成过程仍在延续着，但缺乏观测依据。 关于彗星形成于何处，大体有三种看法:一是在恒星际形成;二是在太阳系的外缘区形成;三是在太阳系的外行星区形成。如果仅从彗星轨道性质来看，这三种看法都是可能的。椭圆轨道的彗星显然必是太阳系成员，因此起源于太阳系内。抛物线和双曲线轨道的彗星似乎来自恒星际，因此起源于太阳系之外。但实际上问题并不这么简单，虽然由观测算出的彗星轨道是抛物线或双曲线，但彗星的定位观测误差可能导致把椭圆轨道误算为抛物线乃至双曲线。另外，行星的引力摄动改变彗星的轨道，尤其彗星经过巨行星旁,受的摄动大而轨道变化也大。一些研究表明，大多数抛物线或双曲线轨道的彗星在仔细改正摄动后，其原来轨道仍为椭圆，说明它们还是太阳系的成员。当然，也不完全排除某些彗星来自恒星际的可能性。 关于彗星是从什么物质形成的，也有两种看法:一种认为彗星是由恒星际物质形成的;另一种认为彗星是由太阳系物质(原始星云物质，或行星及卫星抛出的物质)形成的。 关于彗星的形成过程，也有多种看法。有些人改进和发展了拉普拉斯的彗星起源于恒星际的假说，认为在恒星际先形成凝聚体(彗星)，然后被太阳引力俘获到太阳系。他们先假定这些凝聚体相对太阳的速度分布等因素，计算被俘获到太阳系的轨道分布，再与观测情况对比，得到某些较符合的结果。但是，计算结果与设定因素有关，不能作为彗星起源于恒星际的有力证据，而恒星际物质极其稀疏，没有足够条件形成凝聚体。还有人认为，彗星是在星际云里形成的，若是如此，那么该星际云中也可能形成恒星(太阳)和行星，或者说彗星形成于太阳系以外的(恒星的)行星系中，这又归结在太阳(-行星)系中形成彗星的同样问题。里特顿(R. A. Lyttleton)认为，在太阳运动经过恒星际过程中，恒星际物质(或者宇宙尘)受太阳的引力作用，沿双曲线在太阳运动的背侧汇聚，发生碰撞和结合而成为彗星;碰撞中消耗掉部分动能，最后结果是使其轨道变为抛物线和椭圆。从理论上说，这种俘获是可能的，但问题在于碰撞时动能转化为热能，使挥发物蒸发，因而难以解释彗星富含挥发物。格林伯格(J.M. Greenberg)提出，彗星形成于太阳前身的密云内，在尘粒上形成冰，而后冰-尘混合物没有化学改变地聚集为彗星。 关于彗星由太阳系物质形成的假说可分为两类:一类认为，由行星或卫星抛出的物质形成彗星;另一类认为，原始太阳星云物质在形成行星过程的残存冰-尘星子成为彗星。 早在1814年,拉格朗日提出，彗星由行星爆发抛出的物质形成。后来被进一步发展，符谢斯比亚特斯基认为彗星是行星的火山爆发形成的，但受到批评，例如，假设木星族彗星是由木星的爆发而形成的，那么其抛出速度要60 km/s才可能进入行星际而绕太阳公转，而木星更不可能提供所需巨大能量抛到奥尔特云;后来，他改为卫星爆发形成彗星，同样也难以解决能量问题。也有人认为，彗星可能是陨石撞击木星的冰卫星而抛出的冰块形成的。的确，木星的冰卫星上有不少陨击坑，而严重陨击期是在39亿年前，这样撞击抛出的冰如真的形成彗星，那么它们早已寿终正寝，故无法解释现存的彗星。 奥尔特在1950年提出，原始彗星形成于太阳系外围的原云物质，并以各种轨道(随机分布)运行，受到路过恒星的引力摄动而改变轨道，可以运行到太阳系的内区来，似乎彗星的轨道和物质成分有利于此假说。然而，关于彗星形成时间的问题还有不同看法，有认为彗星和行星是同时形成的，也有认为彗星是在行星形成之前或之后由气体凝聚的。 卡米隆认为，原始太阳星云的质量很大，在又自转又收缩过程中形成半径和质量都很大的星云盘，有90%物质留在几百AU的低温区，形成大量彗星，有些逃离太阳系，有些进入奥尔特云。 惠普尔(F. L. Whipple)认为，在离太阳4〇?50 AU的星云盘低温区，物质可凝聚成富含冰的星子，形成一个彗星环带，估计其总质量为0. 1M@，它们大部分聚集到天王星和海王星上，另外一些受天王星和海王星的引力摄动进入太阳系内部，或奥尔特云，或逃出太阳系。 在戴文赛的太阳起源学说框架下，本书作者探讨了彗星起源问题。在离太阳40 AU以外的边远区，物质极为稀疏，推算表明，那里不足以形成彗星带;但在木星到海王星这一区域的物质可聚集成含冰的星子，它们大多聚集于外行星，残留的成为彗星。这些彗星受外行星摄动而改变轨道，有的进入太阳系内部成为短周期彗星，有的进入奥尔特云 或逃离到恒星际空间。由于冰星子形成于很大的区域，不同部位的环境和条件是不同的，可以导致各彗星在结构和性质的差异。 |
|
|
