13：彗星和小行星——太阳系的碎片
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众所周知，太阳系中有数百个较小的成员——小行星和彗星——过去曾越过地球轨道，还有许多其他成员将在未来几个世纪内越过地球轨道。 如果我们提前几年知道其中一个天体会撞击地球，我们能做什么？
为了了解地球生命的早期历史，科学家们研究了古代化石。 为了重建太阳系的早期历史，我们需要宇宙化石——在我们的系统很年轻时形成的材料。 但是，仅通过观察行星来重建太阳系的早期历史几乎与仅通过观察成年人来确定人类出生情况一样困难。
相反，我们转向创造过程中幸存的残余物——宇宙邻域中古老但较小的物体。 小行星是岩石或金属的，几乎不含挥发（容易蒸发）的物质。 彗星是冰冷的小物体，含有冷冻水和其他挥发性物质，但混合了固体颗粒。 在海王星以外的深度冻结中，自太阳系形成以来，我们还有大量的物质储备没有变化，还有许多矮行星。
- 13.1: 小行星
- 太阳系包括许多比行星及其较大的卫星小得多的物体。 岩石一般被称为小行星。 谷神星是最大的小行星；大约 15 颗小行星大于 250 千米，大约 100,000 颗小行星大于 1 千米。 大多数位于火星和木星之间的小行星带中。 地带中存在小行星家族表明许多小行星是古代碰撞和碎裂的残余物。
- 13.2：小行星和行星防御
- 近地小行星（NEA）和一般的近地天体（NEO）之所以引起人们的兴趣，部分原因是它们有可能撞击地球。 它们处于不稳定的轨道上，在1亿年的时间尺度上，它们要么撞击其中一个地球行星或太阳，要么被弹出。 其中大多数可能来自小行星带，但有些可能是死亡彗星。 美国宇航局的太空卫调查发现，90％的近地天体大于1公里，没有一个在与地球碰撞的轨道上。
- 13.3: “长发” 彗星
- 哈雷首先证明有些彗星处于封闭轨道上，定期返回绕太阳摆动。 彗星的心脏是其原子核，直径为几千米，由挥发物和固体组成。 Whipple 于 1950 年首次提出了这种 “肮脏的雪球” 模型；航天器对几颗彗星的研究证实了这一点。 当原子核接近太阳时，其挥发物会蒸发（可能在局部喷气机或爆炸中），形成彗星的头部或大气层。
- 13.4: 彗星及相关物体的起源和命运
- 奥尔特在1950年提出，长周期彗星来自我们现在所说的奥尔特云，它环绕太阳，直至大约50,000澳元（接近太阳引力影响范围的极限），并且包含介于\(10^{12}\)和之间的\(10^{13}\)彗星。 彗星也来自柯伊伯带，这是海王星轨道以外的圆盘形区域，从太阳延伸到50 AU。 彗星是外太阳系形成后遗留下来的原始天体。
缩略图：Hale-Bopp 彗星是二十世纪最具吸引力、最容易看见的彗星之一。 这里显示的是它在 1997 年 3 月出现在天空中的样子。 你可以看到彗星的长蓝色离子尾巴和较短的白色尘埃尾巴。 在本章中，你将了解这两种类型的彗星尾巴以及它们是如何形成的。 （来源：ESO/E. Slawik 对作品的修改）。