彗星的射电辐射

彗星的射电观测是近10多年才开始的。1957年4月阿仑德罗兰彗星(1957Ⅲ)飞近太阳,它的近日距是4700万千米,离地球最近时只有2500万千米,在光学上它是很亮的。当时有几个国家用射电望远镜观测它的射电,使用的波长为0.5米至15米的几个波段,但没有收到它的信号。1965年10月,池谷-关彗星过近日点时,离太阳只有46万千米。日本东京天文台用7架射电望远镜,从波长1.8厘米至1.田米的波段观测。捷克的天文台也用两架米波射电望远镜观测了它,也没有收到什么信号。1970年3月贝内特彗星离太阳0.5天文单位时离地球0.7天文单位,根据推测,彗星有水分子发射的1.35厘米射电以及水的射电,在这一波长内使用了直径25米天线进行观测,结果还是没有收到彗星的射电。

几经失败后,对仪器进行了一番改进,提高了灵敏度,终于在1973年第一次接收到了科胡特克彗星的射电。

科胡特克彗星曾轰动一时,它是1973年3月7日晚上西德汉堡天文台的卢博斯·科胡特克用照相的方法在长蛇座发现的,当时亮度是16等,离地球7.5亿千米,是1973年发现的第16颗彗星,临时的命名为科胡特克(1973f),它的轨道近于抛物线,和地球轨道面成14°的倾角。

1973年12月1日,一个射电天文台在3毫米波段观测到这颗彗星的甲基氰(CH3CN)分子发出的射电,接着另一天文台又在18厘米波长发现了羟基(OH)发出的射电。这两次是射电天文研究彗星以来第一批接收到的彗星射电,为彗星的射电研究开创了新纪元。CH3CN是复杂的分子。在此以前,射电天文工作者只在两个星系核心观测到了这种分子,这次在彗星上也发现了它,表明彗星上可能保存着原始星云的遗迹,因此对彗星的研究可以提供研究太阳系早期历史的线索。

1973年12月28日,北京时间18点24分,科胡特克彗星以每秒111千米的速度过近日点,当时离太阳2100万千米,从地球上看离太阳15角分,靠得很近,从地球上不能看到它。但在地球大气层以上则不受限制。飞船上的宇航员在437千米的高空厨肉眼看到了它,它像一团火焰,灿烂绚丽,还看到一条反常彗尾,是彗核喷出的尘粒和气体流。

在紫外、红外和可见光等波段都有观测到彗星的羟基(OH)辐射。科胡特克彗星在过近日点前,在厘米波观测到了OH,但过近日点后,它显现出与其他气体分子一样的发射,这似乎很异常,由此也使OH在彗星中的地位有所提高,很受人们的注意。

彗星的射电观测分3个方面:线谱、连续谱和雷达观测,跟红外观测类似。彗星在不同波长的连续谱可用于推求彗星质点的性质。至今只观测到两颗彗星有连续射电,1颗是科胡特克彗星在波长3.7厘米、2.8厘米、4.1毫米和1.4毫米附近的连续射电。另1颗是威斯特彗星在波长3.7厘米附近的连续射电。但对小林-波格-米伦彗星、德阿雷斯特彗星(1976Ⅺ)及布拉德菲尔德彗星的连续射电观测还没有成功。有人认为彗星的连续射电可能来自冰粒晕,但也有人对此说法持异议。

在原则上,雷达探测可以推求彗核的大小、自转及表面性质,但由于缺乏足够手段,彗星的雷达观测应用不多。仅对恩克彗星取得了雷达观测的结果,估算出它的彗核半径为0.5千米至3.8千米。而对科胡特克彗星和阿雷斯特彗星的雷达观测没有成功,不成功的原因或许是因为有挥发性强的“彗星霜”复盖着彗星,或许是因为观测时机不利等等。

彗星的射电谱线观测较多,至今已观测到近印种恒星际分子的射电谱线。现在认为这些分子可能在彗星中也有,因而努力去寻求它们在彗星中的射电谱线,然而取得的成果是有限的。彗星射电中最突出的是羟基(OH)谱线,而这也只是在11颗彗星中观测到了,其中的科胡特克彗星的OH射电很弱,曾有人怀疑观测不可信。在一些彗星中,除了羟基(OH),还观测到了其他分子的射电谱线,但观测的可靠性比较差些。