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楼主: wangluo
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小学生科学知识精选(在线免费阅读)

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841#
发表于 2009-6-24 07:28:00 | 只看该作者
彗星与流星雨的关系


彗星撞击地球会造成壮观的流星雨吗?在文献上找不到任何记载,但观测纪录告诉我们彗星的瓦解分裂与流星雨很有密切的关系(见下表)。几个著名的流星雨──5月的宝瓶座流星雨、8月的英仙座流星雨、11月的狮子座流星雨及仙女座流星雨的发生,皆适逢地球经过或接近某些彗星的轨道,显示部分流星体是彗星碎块形成的。究意彗星与流星群的关系是怎么呢?原来彗星在运行的过程中,尤其接近太阳时,物质会不断向外挥发、扩散及瓦解,这些物质部分会被抛出太阳系以外,但部分则会沿着彗星轨道扩散,分布在彗星轨道上,形成椭圆形的流星群环。流星群沿轨道绕太阳运行,或地球轨道与此流星群环的轨道相遇的交点,当地球每年运行至此点时,流星体就会受地球引力影响,部分进入地球大气而造成灿烂的流星雨。所以每年到了某一日子,就可再睹此流星雨现象。如果流星体在轨道分布平均,则每年见到的流星雨所出现的流星数目差不多。但若流星体在轨道上分布有疏密,每年地球与之相遇时,未必是同一情况,而流星雨的壮观程度就有差异了。又由于流星雨发生后,流星体就会减少,如果组成流星体的彗星已完全瓦解,便不会补充新的流星体,则每年发生的流星雨亦会随时间渐渐由壮观归于平淡。
流星群与有关连的彗星
流星群
出现日期
有关彗星
天琴座
4月19日—4月24日
1861Ⅰ
宝瓶座
5月2日—5月7日
哈雷
英仙座
7月25日—8月18日
1862Ⅲ
猎户座
10月16日—10月26日
哈雷
金牛座
10月20日—11月25日
恩克
狮子座
11月15日—11月19日
1866Ⅰ
仙女座
11月15日—12月6日
比拉
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842#
发表于 2009-6-24 07:29:00 | 只看该作者
彗星与流星看起来有什么不同







很多人搞不清楚彗星和流星有什么不同。流星用英文的外号──Shooting Star(一闪而过的星)来形容,是最恰当不过的了。只见看到的人,有的张大嘴巴惊叹不已,有的忙着许愿……

流星最引人注意的,就是它的光迹在天空中横跨天际、一闪而逝;有时甚至还会看到爆炸,或是听到爆炸声。

笔者大约在1990年时,曾经在阿里山的夏夜雨后,亲眼目睹一颗流星,“缓缓”地自南往北划过天际,中间还炸了一次,并听到沉沉闷闷的声音。后来请教天文台研究组陶蕃麟老师,他认为有可能是坠落的人造卫星。

而彗星呢?它在天空中是不会一闪即逝的,它会持续出现在夜空中几个月,每天观察它的朋友,就会发现它的位置天天在移动改变,而且彗尾长度有或长或短的变化,亮度则会由暗变亮再变暗,最后消失在天际。

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843#
发表于 2009-6-24 07:30:00 | 只看该作者
彗星与恐龙的灭绝


地球上至今最成功的一种动物要算是恐龙了。恐龙雄踞地球有1亿年之久,种类繁多,水里、空中和陆地都有它们的踪迹。恐龙在中生代极之繁盛(中生代,即距今1亿8100万年至距今6300万年的一个地质年代),而恐龙在中生代末期时绝种,从地球表面消失。差不多同一时期,地球上所知动植物种类,也有一半灭绝。这样数量庞大的生物灭绝,发生在很短的时间之内,自然引发起各种不同的猜想和假设。有人认为,恐龙绝种可能是因为它们已过度发达,身躯体积和神经系统不相称,使它们反应迟钝、觅食困难,更要面对当时出现的较小、较灵活的哺乳类动物。有人认为,当时部分恐龙所依靠维生的植物,进化成开花植物,恐龙适应不了,终致饿死。这个物种大量灭绝的时期,正好是中生代的白垩纪(Cretaceous Period)和新第三纪(Tertiary Period)之间,所以又称C-T灭绝现象(C-T Extinction)。无巧不成书,在这个远古的年代,地球的岩层里,夹上了一层不薄的红棕色黏土。地质学家在世界多个地方,例如意大利、法国、突尼斯、丹麦和新西兰,都能找到这种夹在白垩纪和第三纪的岩层之间、质地较细的黏土,而从这层黏土的厚度,估计这层黏土沉积而成的时间并不长,只在以百年计的时间内便形成了。美国一位物理学家艾弗里斯(L.Alvarez)和他的地质学家儿子,假设这层黏土的来源,并非地球物质沉积而成,而是当时连续不断落到地球表面的一些微陨尘。假如他们的假设成立,这层红黏土里铱(Iridium)的含量,应比地球其他岩石要多。分析结果证实,这层黏土里铱的含量,比其他地质的岩石,高出30~160倍等。这项结果支持了艾弗里斯的假设,即这层沉积物来自太空而非地球。
  不断沉降地面的微陨尘,又怎样能导致当时地球生物,包括恐龙的大量灭绝呢?科学家初步提出的答案,是将那些铱带到地球的不是微陨尘,而是一个体积庞大的物体,一如现今我们所知的小行星。这一颗小行星和地球碰撞,冲击起大量尘埃,遮天蔽日,令到晨昏颠倒,生态失去平衡,甚至使地轴倾斜角度改变,以致气候巨变。如果我们单要解答的问题,是恐龙为什么会消失,或许可以采纳恐龙过度发达、或恐龙蛋给纤小灵巧的哺乳类动物吃光等等的理论,可是当我们发现连当时白垩纪末海底的物种也消失净尽时,就难免对上述理论提出质疑。只有一种全球性的灾难,才能留下这样深远的影响,而科学家相信,一颗撞落地球的小行星,就是理想的答案。
  有些科学家却有不同的见解,他们手上更有古生物学和化石作证据。他们认为大规模物种灭绝是周期性的,而这周期大约为3000万年。美国两名科学家,追查过去2亿5000万年间600种海洋生物的演变和灭绝,发现每隔2600万年,海洋生物中便出现一次大规模的绝种现象。既然每隔一段时间,地球上的生物便遇到一次灾劫,有什么自然现象,可以解释这个周期性呢?
  上面提过小行星撞击地球,破坏生态平衡,导致恐龙绝迹。但是飞近地球而体积庞大的小行星不多,况且要使它带来的铱,分布在地球各处,这个撞击地球的物体,假如有5~10千米的直径,也要以每秒60千米的高速撞击地面,小行星在运行时并没有这样高的速度。科学家于是将注意力转到彗星。
  彗星源于何处?早于50年代,荷兰天文学家奥尔特(J.Oort)已经提出彗星云的学说。奥尔特统计过彗星的轨道,认为离太阳5万个天文单位处,有一个好像壳一般包围着太阳系的彗星云,里面有大约千亿个彗星的核心,这些彗星的核心受到其他星的引力扰动,便会脱离彗星云,有些会飞向太阳,让我们见到,有些则可能消失于星际空间。为了解释物种灭绝的3000万年周期性,科学家提出一个类似的假设:在奥尔特的彗星云和冥王星之间,有一个藏量更丰富的彗星云,里面有1万亿个彗星体,只要受到骚扰和适当的推动,便会“跌”入太阳系内部,有些彗星的轨道,假如是和地球相切,便会有机会变成轰击地球的太空炸弹。
  假如真有这样一个彗星云,比奥尔特推论的那个更为接近我们,有什么因素可以使彗星云里的彗星,脱离稳定的轨道而飞进太阳系的内部、撞击我们的行星、引起广泛的破坏呢?这里,科学家提出了两个可能的答案来交代使彗星脱离彗星云的引力扰动:一是一颗又小又暗的红矮星、二是质量要比太阳大1000到1万倍的星际云。第一个答案中的红矮星,环绕太阳公转,转一圈要2600万年,当最接近太阳时,足以扰动彗星云里的彗星,使大量彗星在短时间内飞入太阳系的内部。第二个答案中的星际云,位于我们这个银河系平面,太阳系运行到这星际云25光年处时,彗星云里面的彗星,受到星际云引力的扰动,也会飞到太阳系的内部,而太阳系每3300万年,便穿越银河平面一次。不过在这里,科学家也谨慎起来,原因是上述的两个可能性,是假设上的假设:这两个可能性是用来解释彗星怎样从彗星云释放出来,而彗星本身,也是一个假设。至于那颗扰动彗星云的红矮星在哪里,或是那堆质量庞大的星际云如何让我们观测到,都是有待解决的问题。
(图)可怜的恐龙惊讶地看到大彗星撞进地球表面(沼泽茂美绘图)
  无论是小行星或彗星,无论是否有这个约3000万年的灭绝周期,要是真有一个小彗星撞击地球,其破坏力之巨是毋庸置疑的了。中生代的恐龙,或许真的见过这样一个可怖的景象:一颗彗星,已经非常接近地球,从表面上看,大到遮盖了半边天空。彗星和大气层磨擦,发出眩目的光芒,迅即击中远古地球其中一个海洋。在慧星落点的海水,立即化为蒸气,并且剧烈膨胀,发出轰然巨响;海水被激起数十米高的海啸巨浪,向四方八面汹涌奔去。而撞击产生的空气激波,也随之而至,海洋近岸的动物植物,不被海啸卷走,就是被空气激波震死。一个巨大的蘑菇云,慢慢在大气层上升,因为撞击而解体的巨星,其物质化成微细的颗粒,随着这个蘑菇云升上大气层高处,而撞击产生的地震震波,也从撞击点环绕地球传播开去 。撞击点附近几百千米,开始刮起强风,同时受升起的尘埃水气遮掩,暗无天日,大风夹着雨点和冰雹,横扫大地。几日之后,环境似乎开始稳定下来,但大气层里尘埃微粒大量增加,天空变得灰暗。数星期内,微尘随着大气层的气流,弥漫开去,逐渐平均地分布在大气层中。水气以微尘为核心积聚,积成厚厚的云层和长期而且大量的降雨。
  从太空回望,这时的地球,见不到陆地海洋,只呈现白茫茫的云海,且全无缝隙,云顶反射太阳光,使地球成为耀目的行星。但在云层之下,地面上和海洋,生物开始和阳光隔绝。植物没有阳光,慢慢凋萎;素食动物失去了粮食来源,大量饿死;食肉动物也只有在一片漆黑里觅食,水栖动物也窒息而死。只有那些依靠植物腐烂的残渣为食物,或机巧灵活而逃过被同类捕食的动物,才可以幸存世上。生物界的面貌,就这样来一个彻底的改观。当太阳的光线在数年后再次穿过云层,射到大地和海洋时,微不足道的哺乳动物,已经完全取代了曾经称霸一时的恐龙的位置,成为地球生物界的主宰。
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844#
发表于 2009-6-24 07:30:00 | 只看该作者

彗星形态的变化







  同一颗彗星的形态又怎样呢?原来彗星在运行的过程中,形态是随着与太阳距离的远近,而不断发生变化的。一般大而亮的彗星在走到土星轨道附近时,就可以从大型望远镜中看到它,而较暗较小的彗星则须走到离太阳约3个天文单位的位置才被察觉。这时的彗星,只像一个呈现云雾状的小光点,边缘模糊,我们只能从它在星空的移动,将它辨别出来,此时它的结构只包括暗星状彗核及其周围朦胧的彗发。随着与太阳距离的缩短,到达两个天文单位的位置时,彗星亮度可以增强达几百万倍,彗尾亦在此时伸延出来,愈接近太阳,彗尾变得更阔更长,直至它过近日点后,与太阳逐渐远离,形态由绚烂归于平淡,彗尾逐渐缩小,光芒渐减,变化与移近太阳时刚刚相反。


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845#
发表于 2009-6-24 07:31:00 | 只看该作者

彗星为什么会发光







由于太空非常非常地寒冷,这彗星这块大冰块接近太阳时,只要有一点温度和热,冰块感受到太阳光与热就会开始融解、汽化、发光。小朋友会问既然太空这么冰冷,怎么会溶化呢,其实这道理很简单,当您在高山上烤火时,是不是感觉到特别暖和,回到平地时反而没有那么温暖的感觉呢?这就是相对温度对比的道理,也就是彗星虽然只感受到一点点太阳的光跟热就能产生反应的道理。

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846#
 楼主| 发表于 2009-6-26 08:17:00 | 只看该作者
彗星是常有的天文现象吗?


  不!肉眼可见的明亮彗星并不常见。自从1975年11月的威斯特彗星(WEST)到1985年回归的哈雷彗星,再到1996年3月的百武彗星,这20年来虽然有许多彗星被发现,但是就数这三颗彗星亮到在晴朗的夜空,您绝对不会看不到它。
  其他彗星大多是暗淡无光的,因此光亮的大彗星就为天空中的异象。
威斯特彗星        哈雷彗星        百武彗星
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847#
 楼主| 发表于 2009-6-26 08:17:00 | 只看该作者
彗星的瓦解


彗星会分解、碎裂。接近太阳时,更蒸发大量的气体物质,所以终有一天物质会瓦解净尽而消失的。彗星的瓦解方式有四:
1.蒸发
当彗星接近太阳时,气体分子及尘料受太阳风斥力的影响,向外挥发及扩散,形成彗尾,造成大量物质的损失。彗星周期愈短,接近太阳次数愈多,瓦解亦愈快。
2.碎裂
彗星经过近日点时,彗核中不同部分的物质因与太阳距离不同,所受的引力各异,而造成彗星分裂。部分分裂成数颗小彗星,部分则完全碎裂成流星体。
3.扩散
构成彗星的固体成分相互间的距离逐渐增大,向外扩散。
4.碰撞
彗星有可能与其他星体相撞遭瓦解。彗星的瓦解,碎块的扩散,更促使天文学家怀疑散布在黄道面而反射阳光并造成黄道光的星际物质,可能是彗星瓦解后的碎块。
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