宇宙火箭将解决彗星尾之谜 [复制链接]

第7版()
专栏：

宇宙火箭将解决彗星尾之谜
中国科学院化工冶金研究所副研究员 杨纪珂
根据塔斯社的报道在宇宙火箭中装有许多进行各项科学考察的测量仪器。其中有一项是研究太阳微粒辐射。什么是太阳微粒辐射呢？我们知道从太阳中出来的辐射
除去大家天天见到的太阳光和不可见的紫外线和红内线外，
还有一般所不大熟知的一种看不见的觉察不到的辐射，这种
辐射是由许多带有正电荷的质子（即氢原子核）和大约等数
的带有负电荷的电子所组成的微粒以高速度强有力地射出而
造成的。近年来在科学上对于这种从太阳射出的微粒辐射有了很广泛的研究。并且发现它们是从太阳表面上的一个大型黑子群的附近产生而辐射出来的。有时在太阳上较低的大气层中会突然发生明亮的爆发。从而引起一阵极大的微粒喷射。当它们到达地球上层的大气和大气中的分子相撞击时就产生出美丽而迷惑的极光，并且使地球引起猛烈的磁暴（即地球磁场发生剧烈变化）。这种磁暴对于地球上的磁场引起了极大的扰动。在1940年最厉害的一次中，全世界的远距离短波无线电讯中断了好几小时，无线电传真完全失灵。在有些高压电力线上由于磁暴而额外产生了高达六十安培的电流。许多电力线都受到严重的障碍，从而使许多城市陷于黑暗之中。如果把太阳上爆发的时间和地球磁暴开始的时间核对起来，就可以算出微粒的喷射速度达每秒一千多公里。在强烈的磁暴发生时，科学家们估计在微粒流中的密度达每立方厘米十万个之多。
随着苏联宇宙火箭中所载的仪器对于太阳微粒辐射的各种数据的测量所得，人们对于因这种辐射而引起的各种现象可以得到更明确和可靠的解释。除去极光和磁暴等地球上的现象以外，我们不妨来谈一谈可能因此而获得解决的许多宇宙之谜之一——彗星尾之谜，以见一斑。
彗星俗称扫帚星。历来由于来去不寻常，而且拖着长长的美丽的尾巴横扫天空，它的神秘性已经多少年来迷惑了人类。在我国“彗星现，长可竟天”的记载更是史不绝书，星相家们误信彗星的出现主刀兵之灾。其实，所有的彗星都是太阳系中的成员，其总数之多，远超过一般所想像的。根据天文家的估计，约有一千亿个。它们散布在距离太阳五万到十万天文单位（地球和太阳间的距离称为一天文单位）处。每一彗星循着焦距（椭圆二焦点间的距离）极大的椭圆形轨道以太阳作为焦点之一绕行。绕行一圈往往需要几百万年。可是常常有些彗星受着近处越过的其它天体以及较大的行星如木星或土星的吸引，以致它的轨道移到更靠近太阳处而运动，绕日一周仅需几年或几十年。
大多数的彗星有一个直径一至一百公里的核。它的主要成分是水、甲烷和氨，还有一些其它较重的元素交织其间。当彗星距太阳较远时，这些化合物都冷凝成固体而团聚在一起。但当它走近太阳时，这些化合物就受热蒸发，形成了一个直径一万至十万公里的气体包层。这种蒸气在多数彗星中还形成了一个尾巴，最长的竟达一亿公里以上！奇怪的是当彗星在近日处绕日运行时，它的尾巴老是朝着背向太阳的方向射出，似乎有一种从太阳中射出来的神秘的力量把这股蒸气向外冲了出去。
是什么力量把这股蒸气冲出去那么远呢？这一直是一个谜，已有了几种假说。第一种假说是由于从太阳中射出的光线中的光子造成了对彗星尾的斥力。彗星尾可以大别为三种类型。1型的尾长而直，Ⅱ型的尾较短而弯曲，Ⅲ型的更短更弯。从吸收光谱分析知道在Ⅰ型彗尾中含有一氧化碳、二氧化碳、氮和碳化氢等阳离子化的分子。再从照片测量得彗尾中物质飞射的加速度来推算，它们所受的斥力约为太阳引力的二百至二千倍。可是，再回头算算，从太阳射出的光子所造成的斥力，至多不过是太阳引力的几倍而已。因此至少对Ⅰ型彗尾来说，这种光子斥力的假说是有问题的。另一种假说是由于从太阳中放出的紫外线辐射造成了对彗尾的斥力。可是经过仔细一算，它所产生的斥力连可见光还不如，更不足以使Ⅰ型彗尾达到所测量到的那么大的加速度。
最新的一种说法认为这种斥力就是由于从上述的太阳中所射出的高速度微粒的冲击摩擦所造成的。假定这个假说成立，那末在什么情况下形成彗星的尾巴呢？科学家们计算出，如果从太阳喷射出温度高达绝对温度一万度的微粒流，每秒以每平方厘米通过一千亿个微粒的流量和彗星上的阳离子（带电的原子或分子叫离子，带正电的叫阳离子）相撞击，就可以使它们产生每秒钟增加每秒一米的加速度，从而形成了我们所观察到的彗星尾。这个假说已有了一些间接的证明，那就是通过观察彗尾加速的周期和由于太阳的自旋而使从黑子群（即太阳表面上有时出现的一群群黑点主要由风暴所引起）射出的微粒流遭遇到彗星的周期是否相符来证明。这种证明是初步的，还有待于更多的观测来巩固它的真实性。苏联的宇宙火箭无疑地将提供可靠的直接测量的数据，大大地有助于彗星尾形成学说的证明。在研究太阳系中天体物理的科学家们看来，这是有很大的物理意义的。而这不过是许多能够通过宇宙火箭来探索的宇宙间的奥秘之一而已。