行星之尾

壮丽的彗尾 

  一提到有尾巴的星星,人们便会立刻想到彗星。传统观念认为尾巴是彗星所专有的。若说其他行星也有尾巴,却有点近乎天方奇谈。自从人造地球卫星被用于天体探测以来,唯独彗星有尾的神话被打破。然而,当我们探讨行星有尾时,仍然不得不从彗星说起。因为从星尾成因,结构,造型等方面看,彗星是九星之尾的典型代表。
  1986年是太阳系天体观测史上值得纪念的一年。每隔76年回归一次的哈雷彗星,于1987年2月9日,又来到太阳公公身边探亲,并与地球姐姐久别重逢了。她那明亮的彗尾是多么辉煌,何等壮丽! 横贯长空,飘洒万里。苏,美,日,法各国,先后派出各自的使者:"乔特"号卫星,"织女星"号卫星等6个彗星探查器,带着照相机,载着望远镜,凌空出迎,撩开了哈雷彗星的面纱,看到了她的真实面容。哈雷彗星的彗核是由冰和固体物质组成的,当她 飞近太阳时,受到强烈阳光的照射,冰被升华,喷出气体和尘埃,便形成了彗星的尾。

  哈雷彗星在沿着特殊的轨道公转的同时,也在自转。自转周期是2。2日。在自转中,每当她特定的一面向着太阳时,便从裂缝中喷出气体。它喷出的气体是一种电离气体,也叫等离子体。这种等离子体被强大的太阳风劲吹,飘向与太阳相反的方向,构成一条浓度有疏有密的等离子区,也叫等离子波。彗尾的形成,就是太阳风的磁场,电场与彗星等离子波互相作用的结果。
  所谓太阳风,就是日冕磁场的磁力线向太阳系空间的延伸,其速度是300km/s。彗星就是迎着太阳风前进的。所谓等离子体就是原子在几百万度甚至几千万度超高温。或超低温超低压状态下,原子核与核外电子分离开来,形成中性的带电的气体。
  根据美国发射的"国际彗星探查器"飞临哈雷彗星尾部8000公里出,直接观测所得的数据表明:彗尾内部等离子区的厚度约为1500公里,其外侧是太阳风磁场和等离子体混合区,最外侧是太阳风包围区,其直径约为10万公里。整个彗尾外观呈弓形,长几百万公里。彗尾结构时浓时淡,变动激烈。这反映太阳风磁场也在时刻变动。了解了彗星的概貌,是认识九星之尾的关键所在。

近似彗尾的金星之尾

  通过宇宙空间探查器直接观察得知,九星之尾与彗星最相似的是金星之尾。金星和彗星一样,它本身是没有固有磁场的,但它也受到来自太阳风磁场磁力线的包围。金星大气部分受到太阳紫外线的电离作用,也形成了电离气体和电离层。这层电离层对于太阳风及其磁力线来说,起着一种阻碍作用。因而使磁力线发生变形,从外观上看,金星尾巴近似"笔帽型"或"剑鞘形",其尾部比较收敛,不象彗尾那么舒展。
  金星的半径是6052公里,它本身有大气包围。金星大气因受金星重力场的作用,相对比较稳定,被电离的部分气体也相对稳定,因而它的尾巴不象彗星拖得那么长。金星之尾与彗尾构造相思,金尾内部也是等离子区,外侧是减速了的太阳风等离子区。金星向阳面的等离子区,因受到太阳风的劲0吹,被压缩到500公里。

短小的水星之尾

  太阳系的行星多数有磁场,太阳风和行星磁场相互作用,构成尾形的典型代表就是水星。水星没有大气,水星的直径与月球的直径大致相同。水星的磁力矩约为地球的千分之一。行星的磁场所占据的区域叫做磁圈。水星的磁力线在其向阳的一面,只存在于表面近出,而其背阴0的一面则延伸得较长。延伸的磁力线与太阳和水星间连线平行。这是由于太阳风的劲吹,使水星向阳面的磁场受到压缩,背阴面磁场被拉长的缘故。被拉长的磁力线一直延伸到水星磁圈的尾部。太阳风包围着水星的磁力线,这种情况与金星大体相同。水星的磁圈是太阳系中最小的,其尾是最短的。

硕长的木星之尾

  太阳系中磁圈最大的行星是木星。木星的磁力线是地球的两万倍。木星磁圈的尾部一直延伸到土星的轨道。木星尾长相当于太阳与地球间距离的5倍还多。就目前所知木星磁圈尾部可能是太阳系中最大的构造物。据观测,木星的尾呈腊肠状。木星的腊肠状尾巴,高低不平,波浪起伏。其高处表示太阳风的压力较低,其低处表示太阳风的压力较高。这反映太阳风作用于木星尾部的强度是时刻变化着的。因为太阳本身也在自转,其周期是27日。在自转的同时,所产生的太阳风也在不断变化。
  木星之尾真是硕大无比。当1981年,"旅行者"2号探查器接近土星时,正是木星的尾巴遮盖土星的时期,整个土星的磁圈全然埋没在木星的尾部之时,从土星发出的电波曾一度中断。

多姿多材的地球之尾

  观测最丰富的就是地球之尾。地球的尾巴略呈圆筒形,直径约为60Re(1Re=6370公里,是地球半径那么长),长度为2000Re以上。地尾的内部是等离子波,也叫等离子带。当等离子代延伸至100Re时,由于受到太阳风从两侧的夹击,出现一个蜂腰部。这一蜂腰部叫做X型磁中性线。地球尾巴是个很大的能量储藏库,储藏着打量的磁场能。地尾内部的等离子波在100Re以内,沿着磁力线作射束状流动。在此范围内,每个离子或电子都在一边运动,一边加速。而且离子流和磁场结构也在不断变化着。在距离地球10Re处,每隔几分钟到半个小时,就变化一次,一天变化数次,变化的形态有4种。伴随着这种不断的变化,还产生出极光那样的光辉,使地球之尾显得多姿多采。

文章评级:★★★★★☆☆☆☆ 发表者:{佚名(127.0.0.*)} 4-3 [ 0]

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