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彗星67P

在大部分課本中,彗星的樣子都被簡化描繪成:一顆圓圓的彗核,周圍氤氳著彗髮,後方拉出兩條長長的尾巴──離子尾和塵埃尾。

彗星的構造 [1]



  其實在現實世界中,彗核的形狀千奇百怪,這次我們要深入討論的是彗星67P──它的彗核長的就像一個啞鈴,但兩端的重錘不一樣多,而科學家則把這顆彗核的形狀,想像成「脖子」連接著「頭」和「身體」。

  在2014年,羅賽塔號捕捉到彗星67P的全身影像,此後,科學家便展開了針對彗星67P的研究。



2014年拍攝到的彗星67P [2]



2015年拍攝到的彗星67P [3]



  我們先從彗星的起源開始說起。太陽系中,散布著很多小冰晶小灰塵,它們有自己的軌道、繞行太陽,有時候可能會撞在一起,變成一團「髒雪球」,這通常就是科學家說的「彗核」。而髒雪球在靠近太陽時,內含的冰晶會受熱昇華,使得髒雪球周圍有一層光暈,這就是「彗髮」



那我們要怎麼解釋彗星67P「人形彗核」的生成過程呢?



  當兩個天體在三維空間中相互靠近時,如果它們的行徑方向並不是在同一條直線上──也就是說,它們「擦撞」了,此時,剪力就會作用在擦撞面上;這就很像是兩台車子發生嚴重擦撞,在發生擦撞的部位常常會受到另一台車子的擠壓、摩擦。

  和車子擦撞不同的是,彗星67P在兩顆大小不一的天體擦撞之後,結合在一起,連接處就是「脖子」,而原先「脖子」較粗,並不像現在那麼明顯。



如圖,上層被推向左,下層被推向右,兩層發生錯動,則接觸面(黑色部分)受到剪力。 剪應力為單位面積所承受之剪力。 [4]



  經過地質學家的研究,從圖中可以看到很多大大小小的斷口,斷口的方向也和兩顆天體相互摩擦的方向(圖中的脖子軸向Neck axis)是一致的。由此可以推測,彗星67P應該是兩個天體互相撞擊磨合而成。



彗星67P的地質結構 [5]



  在大約450萬年前,它們撞在一起時,因為天體本身的不對稱性,使得一個天體順時針轉、另一個逆時針轉,因此在交接處的物質受到摩擦而被侵蝕,使得「脖子」處越來越細。

  運行到靠近太陽處時,冰晶昇華,使得「頭」和「身體」變小、「脖子」更細,爾後逐漸形成我們現在看到的彗星67P。



彗星67P的演化過程 [6]



最後,附上彗星67P的小檔案:



彗星67P小檔案 [7]



原始資料:

翻譯自 https://www.space.com/rosetta-comet-weird-neck-shaped-by-stress.html



參考資料:https://ejournal.stpi.narl.org.tw/sd/download?source=10501-11.pdf&vlId=86FE6D55-EBB2-470F-9E66-2B7A86D0871C&nd=1&ds=1



圖片來源:

[0] https://www.space.com/rosetta-comet-weird-neck-shaped-by-stress.html

[1] https://pansci.asia/wp-content/uploads/2016/10/faeac4e1eef307c2ab7b0a3821e6c667-1-560x548.png

[2] https://ejournal.stpi.narl.org.tw/sd/download?source=10501-11.pdf&vlId=86FE6D55-EBB2-470F-9E66-2B7A86D0871C&nd=1&ds=1

[3] https://ejournal.stpi.narl.org.tw/sd/download?source=10501-11.pdf&vlId=86FE6D55-EBB2-470F-9E66-2B7A86D0871C&nd=1&ds=1

[4] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%89%AA%E5%8A%9B

[5] https://www.space.com/rosetta-comet-weird-neck-shaped-by-stress.html

[6] https://www.space.com/rosetta-comet-weird-neck-shaped-by-stress.html

[7] https://ejournal.stpi.narl.org.tw/sd/download?source=10501-11.pdf&vlId=86FE6D55-EBB2-470F-9E66-2B7A86D0871C&nd=1&ds=1

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