十万个为什么|为什么彗星轨道只有三种形式?

每年少则可以发现10来颗彗星,多则可以观测到二三十颗。据统计,除去重复出现的彗星之外,总共观测过的彗星不到2000颗,已经计算出轨道和确定了轨道形状的,至少有七八百颗。

已经算出轨道的这七八百颗彗星也好,将来还会发现更多的也好,可以肯定地说,彗星千百颗,轨道只三种:椭圆、抛物线和双曲线。

彗星轨道无例外地都是圆锥曲线,或叫二次曲线,具体形状则是由其偏心率决定。偏心率e小于1时,轨道是椭圆(圆是椭圆的特例),e=l时为抛物线,e大于1时为双曲线。

椭圆轨道彗星周而复始地回归,来到太阳和地球附近,因此又被称做周期彗星,又以200年为界分为短周期彗星和长周期彗星。已计算出轨道的彗星中,约40%是椭圆轨道。彗星椭圆轨道的偏心率有的很接近1,那就是个拉得很长的椭圆,近日点和远日点的距离可以相差好几十倍;有的彗星轨道的偏心率不大,只有0.11、0.14等,这样的椭圆轨道就与圆相差不太多了。已知最小椭圆轨道彗星是恩克彗星,它绕太阳公转一周只有3.3年,1786年1月它被发现以来,已回归了好几十次。已知最大椭圆轨道彗星是1914年出现的一颗彗星,它是迄今所知周期最长的彗星,周期据说长达2400万年。

  在已确定轨道的那七八百颗彗星中,抛物线轨道和双曲线轨道的分别为49%和11%左右。一般说来,它们来到太阳附近、经过近日点后一旦离去,就永不再回来了。它们都是非周期彗星。它们有可能来自遥远的宇宙空间,是偶然闯进太阳系里来的,是太阳系的过路客,不能算是太阳系的成员。

不过,彗星轨道并非一成不变,在木星等大行星的摄动影响下,周期彗星可以改变为非周期彗星,反过来也一样。另外,我们只是在彗星百十年周期中很接近太阳的那一段轨道上,对它进行了短时期的观测,而大偏心率的椭圆轨道与抛物线和小偏心率的双曲线轨道,有时很难从不多的观测中精确测定,完全有可能被定为双曲线和抛物线轨道的彗星,实际上是偏心率极大、周期极长的椭圆轨道彗星。卞德培