小行星、彗星和流星有什么区别?

2015年丹麦天空英仙座流星雨照片。Ruslan Merzlyakov/RMS摄影)

在我们的太阳系中,有几十亿,可能是几万亿的流氓物体围绕太阳运行。这些太空船太小,不能称为行星,它们被命名为彗星,小行星,流星体,如果它们到达地球,流星或陨石。有这么多的标签,很容易忘记哪个是哪个。

让我们从对每个小行星的简单定义开始。

小行星:这些是太阳系行星形成过程中留下的岩石和无空气的残留物。它们大多围绕我们的太阳运行在火星和木星之间的小行星带上,范围从汽车大小到矮行星。

彗星:彗星是脏兮兮的太空雪球,主要由46亿年前太阳系诞生时形成的冰和尘埃组成。大多数彗星在太阳系的外缘有稳定的轨道,经过海王星。

流星体、流星、陨石:流星体是微小的小行星或彗星碎片,有时是行星。它们的大小从一粒沙子到3英尺(1米)宽的巨石不等。当流星体与行星大气相撞时,它们就变成了流星。如果这些流星在大气中存活下来并撞击到行星表面,它们的残骸被称为陨石。

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小行星

乍一看,小行星可能看起来像是普通的太空岩石,但这些古老的太阳系遗迹形状各异,大小和口味。

尽管它们的体积很小(所有小行星的质量总和小于地球的月球),小行星也被称为小行星或“小行星”。它们的大小从最小的巨石,3英尺宽(1米),到最大的小行星谷神星,它的大小几乎是地球月球的四分之一(直径约590英里,即950公里)。谷神星是如此之大,它在2006年被提升为矮行星,这与冥王星有着同样的争议性区别。

大多数小行星看起来像巨大的太空土豆,它们的长方形和表面被与其他小行星碰撞而形成的众多陨石坑所覆盖。只有一小部分小行星足够大,它们的引力将它们形成球体,如谷神星。根据美国宇航局的说法,小行星的组成范围从由粘土和硅酸盐岩石组成的黑色岩石块到铁或镍等金属的明亮和固态混合,

几乎所有小行星都发现于火星和木星之间的一个环形区域,称为小行星带。木星诞生后不久,这条带就形成了,当时这颗巨大行星的引力捕获了形成剩馀的行星,导致它们相互碰撞,形成了我们今天在这条带上看到的数百万颗小行星。

由美国宇航局广域红外探测探测器(或称WISE)拍摄的100多颗小行星的图像,在2014年的全天空调查中。气体和尘埃云团环绕着这个区域,只有在红外线下才能看到。2500多颗恒星也在这张图中。(NASA/JPL Caltech/UCLA) 彗星

数千年来,一颗彗星的出现引起了人们的恐惧和敬畏。古代天文学家认为彗星预示着王子的死亡和战争的结果。现代天文学家知道彗星是数十亿年前形成太阳系的物质所遗留下来的冰层。

天文学家弗雷德·惠普尔(Fred Whipple)第一个将彗星描述为肮脏的雪球,或由冰冻气体和尘埃组成的冰状砾岩。据美国宇航局(NASA)称,雪球构成了彗星的中心核,其直径通常不到几英里。当一颗彗星接近太阳时,核开始升温,冰开始从固体升华为气体。这就在彗星周围产生了一种直径可达数千英里的大气,称为彗发。来自太阳的辐射压力吹走昏迷中的尘埃粒子,产生一条长长的明亮的尘埃尾巴。一秒钟当高能太阳粒子离子化气体,形成一个独立的离子尾时,就形成了大气环流。

小行星和彗星的组成差异很可能是由于它们是如何和在哪里诞生的,布里特·沙林豪森写道,威斯康星州贝洛伊特学院的一位天文学教授写道:

“虽然小行星和彗星确实同时形成,但它们的形成条件并不完全相同。”太阳系是由太阳星云、气体和尘埃组成的。在星云的中心,太阳是通过引力坍缩诞生的。由于这次崩塌释放热量,星云的中心区域变得更热、密度更高,而外部区域则更冷。

小行星形成于热星云的中心附近,在那里只有岩石或金属在极端温度下保持固态。彗星形成了所谓的冰冻线,在那里冷得足以使水和二氧化碳等气体冻结。正因为如此,彗星通常只在太阳系遥远的两个区域被发现,这两个区域被称为柯伊伯带和奥尔特云。

形状奇特的67P/Churyumov Gerasimenko彗星。2014年8月,罗塞塔号飞船会合并在彗星表面部署了着陆器,这是历史上的第一次。(美国宇航局/欧空局)流星体、流星和陨石

流星体是太阳系真正的太空岩石。它们的大小不超过一米(3.3英尺),有时也只有一粒尘埃那么大,它们太小了,不足以被认为是小行星或彗星,但其中许多都是它们的碎片。有些流星体起源于撞击行星或卫星所产生的喷射碎片。

如果流星体碰巧与地球这样的行星大气相交,它们就会变成流星。根据美国宇航局的说法,流星在大气中燃烧时发出的炽热闪光,看起来比金星还要亮,这就是为什么它们获得了“流星”的绰号。科学家估计每天有超过48吨(43500公斤)的陨石落在地球上。如果一颗流星从大气中坠落并撞到地面,它就被称为陨石。

当地球穿过彗星留下的碎片痕迹时,我们会看到流星雨耀眼的焰火表演,在夜空中可以看到成千上万颗流星。英仙座流星雨是最壮观的流星雨之一,每年8月12日左右发生。在最高峰时,如果天空晴朗,每小时可以看到50到75颗流星。英仙座流星雨是由斯威夫特·塔特尔彗星上的流星体造成的。

这些明亮的流星雨提醒我们,尽管表面上空间是空的,我们与太阳系的联系比我们想象的要紧密得多。

附加资源:

从太空中学习一些关于罗塞塔太空船揭示的彗星的非常奇怪的事情。阅读美国宇航局的曙光计划,一项从太空研究小行星的任务。从美国宇航局喷气推进实验室观看1999年至2018年间太阳系中所有已知小行星和彗星的动画。