髒雪球彗核

彗星，俗稱掃帚星，出現時總是以它那拖著長長尾巴的特有外形吸引著人們的注意。在古代，它往往被視作不祥之物而給人以恐懼感。盡管人們對彗星已有幾個世紀的科學觀測曆史，但認識還是很不足的。從體積上講，彗星堪稱太陽係中的龐然大物。彗星的彗發大過太陽，彗尾則更可長達3億千米。然而這一切都是彗星運動到離太陽較近時在太陽光作用下從彗核發展而來的。因此，彗星又是太陽係中最為活躍的成員。彗核太小了，地球上即使用大望遠鏡也觀測不到。人們隻是間接地猜測有彗核存在，並估計它的性質和大小。

那麽彗核究竟是什麽呢?一個世紀之前，紐頓認為彗星是一大團固體粒子，它們在相似的軌道上獨立地繞太陽公轉。這團粒子的中心密集區即成為彌漫的彗核，但核並不是一個整體。這就是最早的彗核沙礫模型。這類模型認為固體微粒是在太陽係外形成的，因而有星際物質成分。但各種沙礫模型的具體內容又有所不同。1953年，英國科學家裏特頓在他的《彗星及其起源》一書中主張彗星是鬆散的粒子群，粒子間無引力束縛。而利奇特則在1963年他的《彗星本質》一書中認為彗星雖是較鬆散的粒子群，但粒子間有引力束縛。沙礫模型可以很自然地解釋彗星的分裂以及形成流星群等觀測事實。

另一種觀點認為彗星具有致密彗核。這種看法上一世紀就有了，但直到1950年美國科學家惠伯才使這種觀點有了重大的發展。他認為沙礫模型不能解釋有關彗星的許多觀測事實，如軌道長期變化，彗星爆發以及大彗星的氣體塵埃比。惠伯的致密核模型認為彗核是由冰凍的母分子和塵埃微粒混雜組成的整塊團狀物質，稱為“髒雪球”。這種模型可以解釋彗星的多種觀測特征，在惠伯之後又得到很大發展，但長期以來始終沒有直接的觀測證據。

1985年至1986年哈雷彗星回歸期間，有5艘飛船到達彗星附近進行實地探測。根據探測結果，哈雷彗星的彗核並不是惠伯認為的那種簡單“髒雪球”。這首先表現在外形不是一個球，而是呈長條形。彗核外表麵極不規則，看上去像是由許多碎片組成的冰礫堆。表麵粗糙，顏色極黑，如天鵝絨。彗核內物質的分布是不均勻的，最外部是由非揮發性物質構成的多孔表麵層。因此當彗星接近太陽，外表溫度高達30℃～130℃時，表麵層之內仍可以有冰存在，溫度低於一70℃。這一結構使彗核大部分表麵不呈現較為均勻的氣體升華現象。隻是當陽光熱量通過表麵層傳到內部並使冰升華時，蒸汽才能穿過表麵層逸出，成為噴流等彗核活動現象。因而，外部看來隻有小部分彗核表麵是活動的，噴流呈離散狀分布，而不是從整個表麵向外發出。核的不規則外形本身就表明了冰不是在一段較長時間內從包殼下部持續地通過升華釋放出來，因而核的內部結構也不會均勻。

這種帶有外殼的複雜髒雪球模型為許多人所接受。但這畢竟隻是對哈雷彗星單一樣品的研究結果，而且嚴格說來許多內容還是間接推測出來的，以能說明用惠伯的簡單均勻結構髒雪球模型所不能很好解釋的一些觀測現象。有些人，比如上麵提到的裏特頓，長期以來仍堅持他的沙礫模型。其他彗星的彗核又怎麽樣呢?如果有朝一日能直接從彗核上或深入彗核內部取一些樣品來分析又會得出什麽結果?這些隻能留待以後的進一步研究來取得正確答案了。