彗星的成分与结构

彗星的质量极小，其形状和大小随它们相对于太阳的位置显著地变化（见图5-6）。彗星的结构主要由彗核（nucleus），彗发（coma）和彗尾（tail）三部分组成（图5-7）。1950年提出彗星的“脏雪球”理论，认为彗核由一些易挥发物质（如水、CO₂、HCN、甲醛、甲烷、氨等）的冰组成，其中混杂着一些硅酸盐尘埃和岩石碎块。1986年2月当哈雷彗星再次到达近日点时，苏联发射的一对“金星一哈雷彗星（Vega）”飞行器在离慧核仅八、九千米处穿过它。此外，日本和西欧也利用这次难得的机会发射了考察哈雷彗星的探测器。所有这些探测的结果都肯定了脏雪球理论。对彗发的探测也不出预料，其体积的80 %是水汽，其密度只有地球海平面上空气密度的 3´10^-12，这相当于彗核的蒸发速度是 3´10⁴kg／sec，彗核附近水分子向外飞行的典型速率是1km／sec，慧发中除水外；最多的成分是 CO₂。哈雷探测器还在离彗核 10⁶km处探测到 CO 、CH 、C 、H₂O 、H 、C₂ 、OH 、H₃O 等离子和 OH、OH、C₂、C₃、CN、NH、NH₂等自由基，这些无疑是阳光光化学作用的产物，人们猜测，在慧核里就有许多复杂的有机分子，包括那些与生命有关的碳氢化合物、氨基酸、醣、核酸等。甚至有人假设，第一代生命不是在地球上产生的，而是彗星与地球碰撞时带来的，它们遇到这里的有利环境而滋生繁衍开来。
观测表明，彗尾实际上有两个（见图5-8）。第一个永远沿着背离太阳的方向，随着到太阳的距离而消长。这种彗尾由高激发态的气体离子组成，发着荧光。第二个彗尾的指向稍落后于前者，它弥散暗淡，由自身不发光的尘埃组成，只反射阳光。