太陽系歷險記 第三章 彗 星
太陽系歷險記－－第三章彗星
第三章彗星
帕米蘭-羅塞特教授在一次關于彗星的講座中，曾根據各方天文學家的杰出見解，對彗星下了如下的定義︰
「彗星是一種天體，由中心部分蓄核和雲霧狀部分管發以及形狀象掃帚的明亮部分彗尾組成。由于它環繞太陽運行的軌道具有很大的偏心率，地球上的人只能在一定階段內看到。」
帕米蘭-羅塞特認為，他的這一定義是非常確切的。不過，這種天體有時也會沒有彗核，或者沒有彗發和彗尾，但仍不失其為彗星。
他說，根據阿拉戈ヾ的理論，一個天體要成為彗星，必須具備下列條件︰1）有自己的運行軌道；）其軌道呈扁長的橢圓形，因而可以走到距離太陽和地球無比遙遠的地方去。一個天體如果具備第一條，就會有別于恆星，如果具備第二條就會有別于行星。因此，一個天體如果既不是流星，又不是行星和恆星，那就只能是彗星了。
帕米蘭-羅塞特教授每次給人們講解關于彗星的知識時，他從不懷疑自己總有一天會被某個彗星帶到太陽系中去邀游。他對這種天體——不管其有無彗發——向來有一種特殊的好感。他或許早已預感到這一天會發生吧！他在彗星方面的知識十分淵博。當彗星和地球踫撞之後，他在弗芒特拉島最感到遺憾的，一定是沒有人前來听他演講，否則他定會立即舉行一次講演會，按照下列幾點把問題闡述得更為詳盡︰
1）太空有多少彗星？
2）哪些彗星是周期彗星，即在一定時間內重復出現？哪些彗星是無周期彗星？
3）地球在什麼情況下才會與彗星相撞？
4）踫撞的後果如何？是否與彗核的質量有關？
听眾如能親耳聆听帕米蘭-羅塞特教授對上述問題所發表的見解，一定會大為滿意的。
我們現在就在本章代替他來對這四個問題作一番探討。
首先是第一個問題︰太空有多少彗星？
開普勒曾認為天空的彗星同水中的游魚一樣多。
阿拉戈根據在太陽和水星之間運行的彗星數目，得出過這樣一個結論︰僅僅太陽系的彗星就有一千七百萬個。
朗貝爾認為，在從太陽到土星的十四億五千六百萬公里的區間內，有五億顆彗星。
也有人認為這一區間內的彗星是七百四十萬億個。
實際情況是，誰也不知道究竟有多少，因為誰也沒有數過。而且也不會去數，但其數目一定是非常龐大的。為了說明這一問題，我們不妨借用開普勒作過的一個比喻︰一個漁夫如果站在太陽表面向太空垂釣。一釣竿下去準能「釣」起一個彗星來。
這還不算什麼。在太陽系以外的廣闊空間，還有無數個彗星。它們在太空隨意游弋，沒有一定的規則，動輒離開一個引力範圍，進入另一引力範圍。它們在太陽系進進出出。有的彗星人們在地球上壓根兒就沒有見到過，但卻會突然出現在地球的天際，而接著便一去不復返，從此杳無蹤影。
在太陽系內活動的彗星，它們是否有固定不變的軌道，彼此不會相撞，也不會同地球相撞呢？沒有。它們的軌道總是受外力影響而不斷變化的。這種軌道可以從橢圓而變為拋物線或雙曲線。比如木星就是干擾彗星軌道的「能手」。天文學家發現，它總站在大路上擋住彗星的去路，對這些小天體施加強大的影響。這主要是因為它的引力很大。
以上就是彗星「家族」的基本情況，其成員簡直是不計其數。
現在談第二個問題︰哪些彗星是周期彗里？哪些彗星是無周期彗星？
翻開天體史，大家會發現，有史以來，人們認真觀察過的彗星有五百至六百個。但人們已準確了解其公轉周期的只有四十個。
這四十個彗星又分為周期彗星和無周期彗星。周期彗星基本上很有規律地在一定的時期內在地球的天際重新出現。無周期彗星離開太陽無比遙遠，何時返回，不得而知。
在周期彗星中，有十六顆是所謂「短周期彗星」，其軌道已準確測算出來。這就是哈雷彗星、恩克彗星、甘巴爾彗星、法耶彗星、布羅森彗星、阿萊斯特彗星、圖特爾彗星、維納克彗星、維科彗星和堂佩爾彗星等。
關于這十六顆彗星的情況，有必要在這里交待幾句。因為其中一顆也同加利亞一樣，曾同地球相遇過。
哈雷彗星發現最早。據說早在公元前134年和52年就有人見到過，此後又在公元400年，855年，930年，1000年，1230年，1305年，1380年，1456年，1531年，1607年，1682年，1759年和1835年多次出現。它由東向西運動，同行星圍繞太陽運行的方向正好相反。其重復出現的間隔，是七十五年至七十六年，但由于受木星和土星的影響，有時會推遲六百天才出現。1835年這顆彗星出現時，杰出的天文學家赫歇爾為選擇較好的觀測地點，曾特意趕到好望角，對它一直觀測到1836年3月末。哈雷彗星的近日點是八千八百萬公里，比金星的近日點還要小，這倒很有點象加利亞。它的遠日點是五十二億公里，越過了海王星的軌道。
恩克彗星的公轉周期最小，平均只有一千二百零五天，即不到三年半。它由西向東，作順行運動，于1818年11月26日被人發現。經過測算，人們發現它就是1805年出現的一顆彗星。天文學家因而預測了它出現的規律，後來果然在1822年，1825年，1829年，1832年，1835年，1838年，1842年，1845年，1848年，1852年……重新出現。它很守時，總在一定的時間出現在地平線上。它的軌道在木星軌道內側，其遠日點不超過六億二千四百萬公里，近日點為五千二百萬公里，比水星離太陽還要近。還有一個重要情況，其橢圓軌道的最大直徑在逐漸縮小，同太陽的平均距離也因而越來越小。所以恩克彗星總有一天要落到太陽上化為灰燼，甚至在落到太陽上之前，就完全汽化了。
甘巴爾彗星又名比拉彗星，于1772年，1789年，1795年，1805年被人多次看到，但到1826年2月26日其軌道才被測定出來。它按順行方向運動，繞太陽一周需時七年。其近日點為一億三千零八十萬四千公里，比地球離太陽還要稍稍近一點。其遠日點為九億四千一百四十八萬公里，越過了木星軌道。1846年發生了一件怪事︰比拉彗星突然一分為二，出現在天際。這顯然是其內在力量的爆發造成的。兩個碎塊從此結伴而行，彼此相距只有二十四萬公里。可是到1852年，這個距離便增大到二百萬公里了。
法耶彗星于1843年11月22日被首次發現，它也按順行方向運動。人們對它的軌道進行計算之後，預言它將在1850年和1851年，即七年半後重新出現。這一預言後來果然實現了。其近日點為二億五千八百六十萬公里，比火星的軌道要遠；其遠日點為九億零六百二十四萬公里，大大越過了木星軌道。
布羅森彗星按順行方向運動，于1846年2月26日被發現。其公轉周期為五年半。近日點為九千八百四十五萬六千公里，遠日點為八億六千四百萬公里。
在其它短周期彗星中，阿萊斯特彗星的公轉周期為六年半多一點。1862年，它距離木星只有四千四百萬公里。圖特彗星的公轉周期為十三又三分之二年。維納克彗星是五年半，堂佩爾彗星也接近五年半。至于維科彗星，它似乎已在太空迷了路，不知哪里去了。不過這幾顆彗星都沒有象前五顆那樣被人們進行過全面的觀測。
現在我們再來看看一些主要的「長周期」彗星。在這些彗星中，人們已作過精確研究的有四十顆。
又名「查理－金彗星」的1556年彗星，人們原以為它會在1860年再度出現，但結果卻並未出現。
牛頓研究過的1680年彗星，惠司頓認為，它若接近地球，很可能會造成一場流星雨。這顆彗星在公元前619年和43年可能就已被人發現，並于公元531年和1106年再度出現。它的周期大約是六百七十五年。當它處于近日點時，它同太陽的距離是那樣近，以至從太陽得到的熱量是地球所得熱量的二萬八千倍，即等于鐵的熔點的二千倍。
1586年彗星相當于一等星的亮度。
1744年彗星拖著好幾條彗尾，宛如圍著奧斯曼帝國的皇帝轉悠的帕夏。
1811年彗星帶有一個光環，光環的直徑為六百八十四公里。其彗發長一百八十萬公里，彗尾長一億八千萬公里。
有人認為，1843年彗星就是1668年、1494年和1317年發現的彗星，卡西尼曾對這顆彗星作過觀測。關于它的公轉周期，則眾說紛紜、莫衷一是。它同太陽保持四萬八千公里的距離並以每秒鐘六萬公里的速度運行。它從太陽得到的熱量相當于四萬七千個太陽送到地球的熱量。由于高溫大大增加了光的強度，它的彗尾在白天也看得十分清楚。
道納梯彗星曾把北邊的夜空照得通明，但它的體積卻只有地球的七百分之一。
1862年彗星的明亮光輪完全象是一個貝殼。
最後，1864年彗星的周期決不少于二十八萬年，簡直象是就要永遠消失在廣闊無垠的太空中了。
第三個問題，地球在什麼情況下才會與彗星相撞？
如果你把行星的軌道和彗星的軌道畫在一張紙片上，你會看到這些軌道通常是互相交錯在一起的，但太空中的實際情況卻並不是這樣。這些星球的軌道平面都同黃道，即地球的軌道平面，保持著一定的角度。為避免其它星球同地球相撞，造物主已事先有所「安排」。但這些多如牛毛的彗星為什麼竟沒有一顆會撞到地球上來呢？
這是因為︰地球是永遠不會離開黃道平面的，其公轉軌道完全包含在黃道平面中。
彗星要與地球相撞必須具備下列條件︰
1）進入黃道平面與地球相會；
2）彗星在一定時間內進黃道平面的地方正是地球軌道上的一點；
3）兩星球中心點之間的距離應小于其半徑。
此三項條件能同時具備因而導致踫撞嗎？
有人將此問題向阿拉戈提了出來。他答道︰
「我們可以根據計算結果對這個問題作出回答。計算表明，當一顆從未見過的彗星出現在地球附近時，它與地球相撞的可能性是二億八干一百萬分之一。」
拉普拉斯不排除這種踫撞的可能性，並在其《宇宙概覽》一書中描述了踫撞可能會產生的後果。
這種關于踫撞的說法是否站得住腳？每個人不過是根據自己的性情說說罷了。還應看到，這位杰出的天文學家所依據的兩點是可以有無窮變化的。因為他要求︰1）彗星的近日點應比地球的近日點小；2）彗星的直徑應等于地球直徑的四分之一。
這里談的只是彗核同地球相撞。如果把彗發也包括進去，那麼踫撞的可能性就會增大十倍，達到二千八百一十萬分之一了。
阿拉戈在談到第一個問題時，還說︰
「假如彗星同地球相撞，會使整個人類毀滅，這個不速之客給每個人帶來的危險，恰如在一個放了二億八千一百萬個小球的罐子中只有一個白球一樣．只有第一次便能將這個白球怞出才意味著人類會毀滅。」
我們可以從這些論述中看到地球同彗星相撞不是絕對不可能的。
那麼這種事過去發生過沒有呢？
天文學家說沒有。阿拉戈認為︰「地球自轉軸始終未變，我們可以由此很有把握地斷定地球沒有同彗星踫撞過。因為假如發生過這種事情，地球的自轉軸就會被臨時產生的軸所代替，地球的活動範圍就會不斷發生變化，但我們迄今並未發現這種變化。因此，地球活動範圍的這種不變性證明了地球有史以來並未與彗踫撞過……同時，我們也不能象某些天文學家所說的那樣，把低于海平面一百多米的里海的形成歸根于彗星的踫撞。」
過去沒有發生過踫撞，這似乎是毫無疑問的。但有沒有出現過這種可能呢？
這里要講一講甘巴爾彗星所引起的一場虛驚。
1832年，甘巴爾彗星的出現在全世界造成了一片恐慌。由于某種奇怪的巧合，甘巴爾彗星的軌道幾乎與地球軌道交錯。據計算，10月29日午夜之前，這顆彗星將從非常靠近地球軌道的地方經過。地球屆時會不會到達那里？如果到達那里，地球就會與彗星相遇。據奧貝爾觀測，甘巴爾彗星的半徑是地球半徑的五倍，因此地球軌道將會有一部分被彗星的雲霧狀物質所淹沒。
幸而地球在一個月後，即11月30日才到達那里。由于地球的公轉速度是每日二百六十九萬六千公里，她到達那里時，彗星已經距離地球八千萬公里了。
好極了！但如果地球早一個月或彗星晚一個月到達那里，踫撞就勢在難免。這種早到或晚到的現象，究竟可不可能發生呢？顯然是可能的。地球的運行雖然不會出現紊亂現象，但誰也不敢說彗星的速度不會放慢，它在途中受到的各方面影響實在是太大了。
因此，地球和彗星踫撞過去雖然沒有發生，但踫撞的可能性卻無疑是存在的。
其實，甘巴爾彗星在1805年從地球身旁走過時，距離比這一次要近得多，只有八百萬公里。只是因為大家都不知道，所以並未引起任何恐慌。1843年彗星則完全不同了，當時大家都擔心地球至少會被彗尾掃一下，從而使大氣嚴重污染。
第四個問題︰地球和彗星既然可能發生踫撞，那麼踫撞的後果會怎樣呢？
這要看踫撞的彗星有無彗核。
這些在太空漫游的彗星同水果一樣，有的有核，有的則為有核。
沒有彗核的彗星由非常稀薄的雲霧狀物質組成，透過這層薄霧連十等星也可看得清清楚楚。因此，其形態時常發生變化而難以識別。彗星的尾部也是這種奇妙的物質，它似乎是彗星接近太陽時在高溫下汽化而成的。比如有些彗星只有當它們離太陽一億二千萬公里，即小于地球同太陽的距離時，彗尾才開始漸漸出現，有的象一簇長長的羽毛，有的象打開的折扇。但也有的彗星物質構成密度較大，能夠抗御高溫，因而沒有彗尾。
所以，沒有彗核的彗星若同地球相遇，就不會發生名副其實的踫撞。天文學家法耶說過，彗星的雲霧狀物質阻擋槍彈的能力比蜘蛛網還要差。組成彗尾和彗發的這些物質，如果不妨礙人體健康，那倒也沒有什麼可伯之處。但人們擔心的是，這種物質可能是熾熱的氣體，從而把地球表面焚為灰燼，或者有害氣體可能會進入地球的大氣層，從而妨礙人們的正常生活。但這後一種可能是很小的。巴比奈認為地球上的大氣，即使在高空邊緣部分，也要比彗發和彗尾的密度大得多，有害氣體是難以侵入的。牛頓也說過，如果把一個半徑為十四億六千萬公里的無核彗星壓縮到相當于地球大氣的密度，一個直徑為二十五毫米的小酒杯便可容納。
因此。彗星如果只由雲霧狀物質構成，即便同地球相遇，那也不會造成多大危險。但彗星若由堅硬的物質構成，踫撞會是一番什麼樣的景象呢？
首先，有沒有這樣的彗星？回答應該是肯定的。當彗星達到一定的收縮力時，其氣體就會變為固體。這時，當人們在地球上遙看一顆星星時，此彗星若從中間走過，它就會把那顆星掩蔽。
阿納扎戈爾說，在公元前480年的塞爾賽斯時代，太陽曾被一顆彗星遮住。同樣，奧古斯特去世前幾天，狄戎也曾看到過這一現象。當時掩蔽大陽的不可能是月亮，因為月亮正在地球的另一面。
一些研究當彗星的天文學家對這兩沖說法表示不好，他們這樣做可能是對的。但在最近的兩次發現之後，關于有核彗星的存在便不容懷疑了。1774年彗星和1828年彗星都曾遮擋過八等星。同時，通過直接觀測，人們還認為1402年、1532年和1744年的彗星都有堅硬的彗核。至于1843年彗星，則更是毫無疑問了。彗星當時就在太陽附近的天幕上，即使在中午，不用望遠鏡也可看得一清二楚。
可見有的彗星確有堅硬的彗核。有的人還對這種彗星的體積作過測量。比如1798彗星和1805年彗星（即甘巴爾彗星）的實際直徑為四十四至四十八公里，而1845年彗星的實際直徑則為一萬二千八百公里。可見1845年彗星的內核比地球還要大，萬一與地球相撞，它所受到的損失可能會較小。
至于已經觀測過的幾個主要的雲霧狀彗星，其直徑都在二萬八千八百公里到一百八十萬公里之間。
因此，按照阿拉戈的看法，太空中存在著或可能存在著︰
1）無核彗星；
2）其內核可能為雲霧狀的彗星；
3）有堅硬、密集的內核，因而比行星更為明亮的彗星。
在探討地球和彗星踫撞的結果之前，我們應當指出，即使不是直接踫撞，後果也是十分嚴重的。
因為，如果彗星的體積很大，即使從地球身旁走過，也是很危險的。當然，如果體積很小，那就沒有什麼可怕了。比如1770年彗星雖然距離地球只有二百四十萬公里，但它對地球的公轉周期連一秒鐘也沒有改變，倒是地球使其周期推遲了兩天。
但彗星如果同地球體積相等，而且距離地球只有二十二萬公里，它就會使地球的恆星年延長十六小時零五分鐘，而且會使黃道出現二度的傾斜，甚至也可能把月亮帶走。
因此，踫撞結果便十分清楚了，可能會出現三種情況︰
或者，彗星從地球表面輕輕擦過，在地球上留下一部分物質；或者，帶在地球的幾小塊土地——加利亞便是這種情況；或者，彗星墜落在地球上，成為一塊新的陸地。
但不論屬于哪種情況，地球的公轉速度都會突然消失。這時，地球上的人、樹木和房屋將會以原來每秒三十二公里的速度拋向空中。海水將涌出大海淹沒一切。地心的熔岩將因震動而破土而出，在地表漫溢。地球的自轉軸將會改變，一條新的赤道將會出現。此外，地球的公轉速度一經消失，太陽對于地球的引力就再也不能同地球的離心力相抵消，這樣，地球就會直接被太陽吸引而去，經過六十四天半後墜落到太陽表面化為灰燼。
根據坦達爾的理論，熱能不過是一種運動形式。地球的速度突然消失後，便自然而然地轉化為熱能。這樣，地球上的萬物將在幾百萬度的高溫下，于幾秒鐘內全部汽化。
但話說回來，地球與彗星踫撞的可能性畢竟只有二億八千一百萬分之一。
加利亞這次與地球相撞，正如帕米蘭-羅塞特後來所說，「無疑是因為怞到了白球」。
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