作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2010-4-19 15:43:08
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黄道光尘埃来自短周期彗星
《天体物理学杂志》:计算机模拟技术再现黄道光之初

 
据美国《科学》杂志在线版报道,美国行星动力学家用计算机模型破解了神秘的夜空辉光——黄道光形成之谜。结论认为,黄道光尘埃几乎全部来自短周期彗星,推翻了长久以来的推测。
 
位于地球上低纬度和中纬度地带的人们可看到,春季太阳西沉,黄昏过后之时,西方地平线有着微末的三角形光锥;而秋季太阳东升,晨曦未现之时,东方自地平线向上伸展出些许“火舌”。这就是黄道光,一般在西方地平线出没的,会趁夜色笼罩前自行消逝;于东方地平线现身的,随着天色吐白而隐匿于晨曦。
 
黄道光通常黯淡且瞬间即逝,但在非常黯淡的理想条件下,可以看到这种奇异光锥沿黄道而上,达地平线以上30°左右,令人倍感难以捉摸;而在地球大气外,可观测到黄道光向内延伸到太阳近旁,向外蔓延整个天空。意大利天文学家卡西尼于1683年开始观测黄道光,现在的科学家们认为黄道光的起因主要是行星际尘埃对太阳光的散射,类似一个庞大的以太阳为中心的“尘埃饼”,但至今仍对这些尘埃的来源摸不着头脑。
 
美国西南研究所行星动力学家戴维·尼斯沃尼与5名动力学专家组成研究小组,决定考察黄道光尘埃的起源问题。根据第一性原理(即在进行计算时除了告诉程序所使用的原子及其位置外,没有其他实验的、经验的或者半经验的参量),研究成员为不同起源的尘埃建立了模型,包括小行星撞击、来自奥尔特云的彗星以及轨道周期中短于20年的“木星族彗星”,并密切追踪这些尘埃的去向。其间不断调整,直到模型与黄道光的真实外貌相符。
 
最终,模型给出了答案:超过85%的尘埃都来自短周期的“木星族彗星”,来自奥尔特云的彗星贡献甚少,来自小行星带的也不超过10%,在小行星整个寿命期内,所聚集的尘埃都不足以达到目前所观测到的厚度。而且,“木星族彗星”们并不是“轻描淡写”地洒落尘埃,而是在做重复性“分崩离析”动作,不断崩溃射出碎片。
 
上世纪90年代,很多理论学者猜测小行星在黄道光形成过程中发挥了重要作用,有天文学教材也推论可能是地球环绕太阳时在轨道上留下的尘埃尾迹。现在证明并非如此,模型已给出了非常不同的答案。
 
相关研究报告将发表于4月20日出版的《天体物理学杂志》(Astrophysical Journal)。
 
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