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2011年2月20日 星期日

哈雷彗星

哈雷彗星俗稱掃帚星,大致上彗核、彗髮及接近太陽時形成的彗尾所組成,按一定周期圍繞太陽運行的一種天體。



哈雷彗星(周期彗星表編號:1P/Halley)是每76.1年環繞太陽一周的周期彗星,哈雷彗星是人類首顆有記錄的周期彗星,也是人類研究得最仔細的彗星。
在歐洲,1531年為阿皮亞尼斯第一次發現

16828,英國格林威治天文臺第二任台長愛德蒙·哈雷1680年出現的一顆大彗星後開始對彗星研究產生興趣,1684年哈雷與牛頓相識後,對同與牛頓相識的約翰·佛萊始迪度Georg Samuel Dorffel1643-1688)論證「彗星繞太陽曲線運動」的聯系之下,在1704年任牛津大學數理教授時,以萬有引力定律 所有能找到完好觀測數據的彗星一一推算出來(刊於1705年發表《彗星天文學論說》一書),他發現1531年(阿皮昂觀測)、1607年(開普勒觀測)和 1682年(哈雷觀測)的三顆彗星軌道十分相似,且呈大約的周期性出現,認為這可能是三顆彗星在同一軌道上運動,且之間間隔相等;或只有一顆彗星在橢圓軌 道上運動;他傾向於後者解釋,並預言下次回歸為1758年底至翌年年初;當時人們對其觀點多持懷疑態度。直到1758末,這顆彗星如預言一樣按時回歸。為紀念他的功績,命名為「哈雷彗星」


最先和最完備的哈雷彗星紀錄皆為中國;據朱文鑫《天文考古錄》考證:自始皇七年(公元前240年)至宣統二年(1910年)共有29次記錄,並符合計算結果。


我國古時將彗星、流星、隕星合稱為「彗孛流隕」,也有蓬星、長星等 稱呼。我國有世界上最早最豐富的彗星紀錄,殷末(公元前11世紀)武王伐紂時所見的彗星,記載在《淮南子‧兵略訓》:「武王伐紂,……彗星出而授殷人其 柄。」早在公元前2世紀,古人就開始對彗星進行分類。到了戰國時期,對於彗星的觀測已累積了豐富的經驗,這可從長沙馬王堆三號漢墓帛書中29幅彗星圖中看出古人對彗星觀測的仔細,它真實地反映了彗星結構,不但畫出不同形狀的彗尾,似乎也畫出了彗核結構,是相當科學的描述,但由於它記載過於簡單而未被公認在《晉書‧天文志》記:「史臣案,彗體無光,傅日而為光,故夕見則東指,晨見則西指,皆隨日光而指。」明確地指出:「彗星本身不發光,因受太陽照耀而 發光,尾巴永遠背著太陽。」這些認知比歐洲早了約9個世紀。中國歷史上約有二千次的彗星紀錄,是近代研究彗星運動週期、軌道變化、冥王星外有沒有行星等重 要問題的參考。以哈雷彗星為例,最早出現在《春秋》對於魯文公14年(公元前613年)的記載:「秋七月,有星孛入於北斗。」比西歐公元66年的 最早紀錄早了六百多年。從魯文公至今,週期為76年的哈雷彗星出現過32次,每次我國都有詳細完整的記載。


此外,歷史上還有幾次彗星分裂現象的記載。如《新唐書‧天文志》記:「乾寧三年(公元896年)十月有客星(此處指的是彗星)三:一大,二小,在虛、危間(今寶瓶座),乍合乍離,相隨東行,狀如 經三日,而二小星沒。其大星後沒。」和彗星相關的流星雨(圖5 ),我國也有大量的紀錄。最早的可推《竹書紀年》中記載夏末(公元前16世紀)的一次流星雨:「(桀)帝癸十年夜中星隕如雨」。古人對於流星雨的描述也非 常詳盡,包括出現和消逝的時刻、方位、數目、顏色、亮度、持續時間等。例如發生於公元1002年的獅子座流星雨,《宋史‧天文志》記載:「咸平五年九月丙 申(1012日) ,有星出東方,西南行,大如斗,有聲若牛吼,小星數十隨之而隕。戊戍(1014日)又有星數十,入與鬼(二十八宿之一) ,至中台,凡一大星偕小星數十隨之。其間兩星如升器,一至狼,一至南斗滅。」 至於流星墜落到地面,便成為隕石(《左傳》解釋為「隕星」);戰國時期就知道隕石是天上落下來。隕石的成份記載也頗逼真,如宋代沈括在《夢溪筆談》卷二十 中,對公元1064年落在宜興的一塊鐵隕石描述道:「其大如掌,一頭微銳,色如鐵,重亦如之。」對於鐵隕石的應用,古人也有獨到之處,在商代中期,已知用 於鍛製鉞等兵器的刃和援之部位。我國古代至今已有五千條以上的流星、四百多次流星雨紀錄,約五百次的隕石史料,對於這些紀錄進行分析、研究,將有助於查明 流星群和彗星間的關係,提供流星群的軌道、週期等變遷的豐富資料依據。


  世界公認的最早的一次哈雷彗星的觀測記載見於《史記秦始皇本紀》,書中寫道,秦王政七年 (西元前240)"
七年,彗星先出東方,見北方,五月見西方。。彗星復見西方十六日。這比外國最早的有關彗星的記錄-古羅馬的記載 (西元前12)228年。並且從西元前240年這年起,哈雷雪星的每次出現,我國史書都有記載。這在世界上也是最完整的。甚至連彗星發光的原因,一千 多年前的《晉書》中都談到了。書中寫道,彗星本沒有光,在它接近太陽的時候,靠反射太陽光才發出光來。
    

中國古代對彗星位置、運動、形態、分裂等都做了詳盡的記錄,這些記錄有助於後代人對彗星周期、軌道、演化等問題的研究。


    湖南長沙馬王堆出土帛書中的彗星圖
湖南長沙馬王堆出土帛書中的彗星圖(摹本)

太陽黑子

陽黑子是在太陽的光球層上發生的一種太陽活動,是太陽活動中最基本,最明顯現象。一般認為,太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦,溫度大約為4500攝氏度。因為比太陽的光球層表面溫度要低,所以看上去像一些深暗色的斑點。黑子最少的年份為一個周期的開始年,稱作「太陽活動極小年」,黑子最多的年份則稱做「太陽黑子活動極大年」。太陽黑子很少單獨活動,常是成群出現。黑子的活動周期為11.2年,活耀時會對地球磁場產生影響,嚴重時會對各類電子產品和電器造成損害。
世界上最早的太陽黑子的記錄是中國公元140前後成書的《淮南子》中記載的。《漢書·五行志》中對28出現的黑子記載則更為詳盡。
《漢書五行志》的記載:「河平元年(前28年)三月乙未,日出黃,有黑氣,大如錢,居日中」。這條記錄不僅記載了太 陽黑子出現的日期,還記載了它的大小、形狀和位置。從漢代到明末,中國共記載太陽黑子一百多次,都有其出現的時間、形狀和大小的記錄按 照史書的記載,這些黑子從形狀上可以分為三類:一是如錢、如環的圓形黑子,這類黑子可能是剛出現的;二是如雞卵、鴨卵的橢圓形黑子,這可能是雙極黑子;三 是如飛燕、如鳥、如人的不規則形黑子,可能是大黑子群。這三類形狀分別對應著黑子產生、發展和消失的不同階段,黑子產生時是一個小黑點,後來慢慢增大並分 裂成前導黑子和後隨黑子,兩部份逐漸遠離,前導黑子繼續增大,後隨黑子逐漸分裂而消失。














1973年湖南長沙馬王堆出土。帛畫的上部是一幅天象圖,右邊繪紅日、金鳥和扶桑;左邊繪彎月、蟾蜍和玉兔,在日、月之間繪有眾多星辰


漢書·五行志》西方查理曼大帝傳最早記錄



西方17世紀天文望遠鏡發明才知道太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩
1840年代德國的一位業餘天文學家發現了太陽黑子10-11年的周期變化規律。通過長期的觀測,人們還發現太陽黑子在日面上的活動隨時間變化的緯度分佈也有規律性。一開始,幾乎所有的黑子都分佈在±30°的緯度內,太陽活動劇烈時,它往往出現在±15° ,並逐步向低緯度區移動 ,在±8°處消失。在上一個周期的黑子還沒有完全消失時,下一個周期的黑子又出現在±30°緯度附近。如果以黑子的緯度為縱坐標,以時間為橫坐標,繪出的 黑子分佈圖很像蝴蝶,因而稱作蝴蝶圖或芒德圖。許多專家對蝴蝶圖的含義進行了研究,但是直到現在還沒有確定的結論。



日蝕

每當月球運行至地球與太陽之間,三個天體連成一線時,日食便會發生。月球阻擋了太陽光,在地球上造成陰影,使某些地區不能接受到部分或全部陽光屬自然現象。<<史記>>稱,春秋二百四十二年之間,日蝕有三十六次之多。據統計,自春秋至清末,流傅至今的日蝕記錄,多達一千一百次。它的發生必定在是在農曆初一,即朔日。
據記載,古代君主認為日蝕附會人事的變化,每逢日蝕還要設祭,祈禱天神保佑。
有識之士如筍子、西漢劉向、東漢王就把日蝕看成和天氣異常、慧彗星和流星在天空出現一樣,與政治災祥、人生禍福無關。

筍子的天論星隊木鳴,國人皆恐。曰:是何也?曰:無何也!是天地之變,陰陽之化,物之罕至者也。怪之,可也;而畏之,非也。夫日月之有蝕,風雨之不時,怪星之黨見,是無世而不常有之。上明而政平,則是雖並世起,無傷也;上闇而政險,則是雖無一至者,無益也。夫星之隊,木之鳴,是天地之變,陰陽之化,物之罕至者也;怪之,可也;而畏之,非也