彗核的自转

哈雷应用牛顿的引力定律计算彗星的轨道取得了卓著的成效，开辟了计算彗星轨道。但不久，新的问题又发生了。最先是由于研究恩克彗星的轨道出现了难题。恩克彗星是1786年1月17日在宝瓶座B星附近发现的，由于天空有云而失去了观测的机会，未能定出它的轨道。它在1795年11月7、8和1805年10月19日又出现了。在1818年11月26日出现那次，德国天文学家恩克用了6个星期的时间算出了它的轨道，得出它的周期是3年零106天，确定它和1786、1795、1805年出现的是同1颗彗星，并预言它在1822年5月24日应再次经过近日点，果然，它准时回来了。后来就将这颗彗星叫做“恩克彗星”。这是继哈雷之后，第2颗预言重现的彗星。恩克研究了这颗彗星的轨道，发现了它的周期在不断变短，每次回归的周期要比上一次约短2.5小时，即轨道在逐渐变小。下面是恩克发表的一张表，在消除了大行星摄动后，说明了它的周期变化情况。

这是为什么呢？曾有人认为，在空间中存在某种阻尼介质，影响彗星运行，使周期缩短。但后来又发现这种说法也不对。因在1868年发现恩克彗星周期的缩短变慢了，减少了一半，到现在每个周期只减少几分钟。这又是为什么呢？不仅如此，后来还发现有的彗星的周期不是缩短而是加长。侨居在英国的华侨天文学家江涛于1972年得出，哈雷彗星的周期每周加长约4天。当然，也有彗星的周期变化显现不出来。这种现象牛顿的力学定律是不能解释的，因此称这种现象为“非引力效应”。

“非引力效应”是在1836年由白塞尔提出来的，但当时并未得到多数人的重视。白塞尔认为，非引力效应是由于彗核抛出的物质的反冲力作用的结果。类似现在的火箭，所以现在也称它为“火箭效应”。

惠普尔就是根据“非引力效应”提出彗核的“脏雪球模型”这一理论的，这理论对彗星轨道周期的变化能作出很好的解释。现分两种情况来谈：

假定彗星是绕太阳公转时，彗核是没有自转的，被太阳照射的那一面的冰雪受蒸发，形成一股气流，对彗核产生一股反喷力，力的方向在太阳和彗核之间的连线上，这个力应使彗星的轨道变得稍微大一点。但实际上轨道的改变是相当小的；小到不能觉察出来。

如果彗核有自转，且假定彗星绕太阳公转是逆时针的，自转也是逆时针的，则蒸发气体的喷力应在彗星“日”的“午后”达到高峰。喷力的方向与太阳和彗核的连线夹一个角度，喷力将把彗核的动能减去一点，会使轨道平稳地缩短，因而彗星的周期也要缩短。如果彗星公转和自转方向都是顺时针的，或者说是同向的。喷力会使轨道扩大，周期加长。

恩克彗星以前周期的缩短是每个周期约短2.5小时，现在是每个周期缩短几分钟，这也非引力效应造成的。因为彗核不是正球体，蒸发气流的喷力作用在彗核上，并不通过彗核的中心，使自转的空间指向发生改变。据惠普尔等人的计算，恩克彗星彗核自转轴的空间指向在191年中改变了100°以上，并指出它在1990年时，周期将不再减小，随后周期将增大，即它的自转轴方向的改变会使自转的方向和公转方向同向。

现在已经对几十颗彗星作了研究，结果表明近抛物线轨道彗星、长周期彗星和短周期彗星都存在非引力效应。这也等于说明了彗核都有自转。