现代

20世纪看到彗星继续进展科学。光谱学显示许多分子、激进分子和离子comae和彗星的尾巴。理解开始发展的本质彗星尾巴,与离子(I型)反面电离分子之间的相互作用所产生的某种形式的“微粒辐射”的可能电子和质子,从太阳,尘埃(II型)反面来自太阳辐射压力释放的粉尘粒子的彗星。

天文学家继续问:“彗星来自哪里?“有三个学派:(1)从星际空间彗星被抓获,(2)彗星爆发出巨大的行星,或(3)彗星是原始物质没有被纳入行星。第一个想法一直建议由法国数学家和天文学家皮埃尔拉普拉斯在1813年,而第二个来自另一个法国mathematician-astronomer约瑟夫·拉格朗日。第三个来自英国天文学家乔治·钱伯斯在1910年。

的想法星际起源彗星遇到了一些严重的问题。首先,天文学家表明星际彗星的捕捉木星最大规模的地球,是一个极不可能的事件,可能不能占的数量短周期彗星然后知道。同时,真正上没有彗星曾被观察到双曲线轨道。一些长周期彗星有轨道的解决方案略有夸张,勉强高于1.0的怪癖。但是一个真正的双曲彗星接近太阳的太阳系的速度相对于邻近恒星的每秒20公里(12英里)会有偏心度为2.0。

在1914年的瑞典籍的丹麦天文学家埃利斯Stromgren发表一个特殊的彗星的列表轨道。Stromgren了就长周期彗星的轨道,预计他们落后,在彗星进入行星之前。然后他引用的轨道质量中心(质量中心)的整个太阳系。显然他发现大部分的双曲线轨道椭圆。这证明了彗星是太阳系的成员。轨道的类型被称为“原始”的轨道,而彗星的轨道,因为它穿过行星的地区被称为“密切”(或“瞬时”)轨道,轨道和彗星后离开了行星地区称为“未来”的轨道。

彗星从巨行星的想法是苏联支持的天文学家Sergey Vsekhsvyatsky基于类似分子被发现在巨行星的大气层和彗星comae。这个想法帮助解释了许多短周期彗星,经常遇到了木星。但巨行星有非常大的逃逸速度,每秒60公里(37英里)的木星,和很难理解物理过程可以实现这些速度。所以Vsekhsvyatsky原点移动网站巨行星的卫星,逃逸速度低得多。然而,大多数科学家仍然不相信爆发模型。火山在木星的巨大的发现卫星Io由旅行者1号宇宙飞船在1979年短暂复活这一想法,但Io作文被证明是一个非常贫穷的匹配组合的彗星。

另一种观点认为彗星起源被提拔的英国天文学家雷蒙德Lyttleton在1951年的研究论文和一本书,彗星和他们的起源在1953年,。因为它是知道一些彗星被联系在一起流星雨观察到在地球,“沙滩”模型提出,一颗彗星只是一个陨石的粒子云由它自己的重力。星际气体被吸附在表面的尘埃颗粒,当彗星接近太阳时,粒子被加热。Lyttleton继续解释,彗星时形成太阳和太阳系穿过一个星际尘埃云。太阳的引力将通过尘埃的,然后这些subclouds倒塌在自身引力作用下形成了彗星沙洲。

这一理论的一个问题是,Lyttleton估计重力由太阳将粒子集中在一起只有大约150非盟背后的太阳和太阳系。但这并不同意与已知的轨道长周期彗星显示,没有集中的彗星形成距离或在那个方向。此外,气体的总量,可以吸附在云不是一个沙洲足够的解释测量天然气生产的许多观察彗星。

1948年荷兰天文学家Adrianus van Woerkom,莱顿大学博士学位论文工作,检查了木星的重力的作用在改变彗星的轨道通过行星系统。他表明,木星会散射能量的轨道,导致更长或更短的轨道周期和相应更大或更小的轨道。在某些情况下重力扰动从木星足以改变之前椭圆轨道彗星的双曲,将他们从太阳系和发送他们进入星际空间。范Woerkom还显示,因为木星,重复段落彗星在太阳系将导致均匀分布在轨道的能量长周期彗星,长周期彗星以长周期轨道在非常短周期轨道。最后,范Woerkom显示,木星将最终驱逐所有长周期彗星星际空间的时间跨度约为一百万年。因此,彗星需要以某种方式的补给。

范Woerkom的论文导师是荷兰天文学家简•奥尔特在1920年代,他成名对他的作品的结构和旋转银河系。奥尔特感兴趣长周期彗星从何而来的问题。在范Woerkom的工作基础上,奥尔特密切检查原始长周期彗星轨道的能量分布由Stromgren决定。范Woerkom曾预测,他发现有一个均匀分布的轨道能量大部分能量的值。但是,令人惊讶的是,还有一个大的彗星轨道半长轴(半长轴的彗星的椭圆轨道)大于20000天文单位。

奥尔特指出,过剩的轨道非常大的距离只能解释如果长周期彗星来自那里。他提出,太阳系是一个巨大的彗星云包围着,一直延伸一半到最近的恒星。他表明,重力扰动通过随机恒星的轨道会扰乱彗星云,偶尔会发出一个彗星进入行星可以观察到的地区。奥尔特提到这些彗星第一次通过行星地区“新”彗星。作为新彗星通过行星,木星的重力控制的轨道,蔓延在轨道能量,捕捉他们短期或将他们星际空间。

基于彗星的数量每年,奥尔特估计,云含有1900亿彗星;今天这个数字被认为是接近一万亿彗星。奥尔特的假设更令人印象深刻的,因为它是基于准确的原始轨道只有19个彗星。在他的荣誉,围绕太阳系的彗星云被称为奥尔特云。

奥尔特发现的数量长周期彗星回到行星系统远远低于他的模型预测。占,他建议彗星被破坏身体失去了(如发生了Biela彗星)。奥尔特提出两个值的中断率彗星每通过近日点,1.9%和0.3,既给了相当好的结果比较预测与实际能量分布,除了过多的新彗星接近于零的能量。

1979年,美国天文学家Paul Weissman(本文作者)发表的计算机模拟奥尔特云使用行星能量分布扰动木星和土星和物理模型等损失机制的随机干扰和非易失性地壳的形成,根据实际观测的彗星。他表明,一个很好的协议与观察到的能量分布可以获得新的彗星中断约10%的时间在第一次通过近日点的奥尔特云,约4%的时间后续段落。彗星核开发的非易失性外壳,切断所有的昏迷活动,平均约10 - 100返回之后,。

1981年,美国天文学家杰克山建议除了奥尔特云也有一种内在的云向内延伸向行星地区约1000 AU来自太阳。彗星是没有看到来自这个地区,因为它们的轨道太紧密地绑定到太阳;恒星扰动通常不足以显著改变其轨道。山假设只有一颗恒星很近,甚至渗透到奥尔特云,它能激发内部云的彗星的轨道,让一群彗星进入行星系统。

但在哪里奥尔特云从何而来?远距离的10⁴-10年⁵非盟从太阳,太阳星云会太薄,形成大的身体像彗星有几公里直径。彗星形成更接近这个行星。奥尔特建议彗星被甩出车外小行星木星带通过近距离接触。当时不知道小行星岩石、碳质或铁的身体,只有一小部分包含任何水。

奥尔特的工作的部分之前由爱沙尼亚的天文学家恩斯特Opik。Opik 1932年发表了一篇论文检查发生了什么陨石或彗星分散与太阳之间的距离非常大,在那里他们可以通过随机摄动通过恒星。他表明,恒星的引力拖拽的近日点距离之外的大多数对象最遥远的星球。因此,他预计会有云围绕着太阳系的彗星。但Opik表示,对行星的彗星返回区域,除此之外,一些彗星可能被扔向外成太阳的恒星在演化到云上。事实上,Opik总结说:

彗星的远日点距离超过10000 a.u。,不太可能发生在可观测对象,由于快速增长的平均近日点距离恒星扰动。

Opik也未能使他比较结果和已知的原始轨道长周期彗星。

奥尔特的论文,出版于1950年,彻底改变了彗星动力学。两个月后一篇关于彗星核的性质弗雷德·惠普尔将彗星物理做同样的事情。惠普尔结合的许多想法,认为彗星核是一个动荡的冰组成的固体和陨石的材料。这被称为“冰集团”模式也变得更普遍被称为“脏雪球。”

惠普尔为他的模型提供了证据的形式减少轨道恩克彗星。惠普尔相信,贝塞尔有建议,火箭部队升华冰在阳光照射的细胞核会改变,彗星的轨道。不旋转固体核,迫使将原子核远离太阳,似乎减轻重力的影响。但如果彗星核旋转(像大多数太阳系的身体那样),如果旋转杆不是垂直于这个平面的彗星的轨道,两个切向力(向前或向后彗星的运动方向)和出平面部队(向上或向下)可能的结果。得益于热的影响滞后太阳继续热引起的核表面后当地中午,就像地球上的气温通常在他们当地中午最大几小时后。

因此,惠普尔说恩克的缓慢减少轨道的切向力,指出彗星的运动方向相反,导致彗星核慢下来,慢慢萎缩的轨道。该模型还解释了周期彗星轨道的增长,如D 'Arrest和狼1,根据核的方向自转波兰人和细胞核的方向旋转。因为火箭力高的彗星核活动的结果在近日点附近,不改变力的近日点距离而是远日点距离,提高或降低。

惠普尔还指出,彗星冰的损失将一层非易失性材料表面的细胞核,使升华更困难,因为所需的来自太阳的热量通过多层过滤下来的地方有新鲜的冰。此外,惠普尔建议太阳系的黄道尘埃云团来自彗星尘埃发布通过行星系统。

惠普尔的想法引发了一场激烈的争论是否细胞核是固体。许多科学家仍然主张Lyttleton的想法沙滩核,只需一片陨石的材料吸附气体。这个问题不会把彻底休息,直到第一个宇宙飞船遇到与哈雷彗星在1986年。

坚实的证据来自英国天文学家惠普尔nongravitational力模型布莱恩·马斯登惠普尔的同事在史密森天体物理天文台在剑桥,麻萨诸塞州。马斯登是彗星和小行星的轨道和测试专家惠普尔冰冷的集团对许多已知的彗星的轨道模型。使用一个计算机程序,彗星的轨道和决定小行星从观察,马斯登添加了一个术语预计火箭效应彗星时活跃。他被比利时天文学家辅助阿尔芒Delsemme,仔细计算水的速率冰升华的彗星距离太阳的远近。

当一个计算物体的轨道,计算通常并不适合所有观察到的位置的对象。小错误潜入观察位置的原因很多,如不知道确切的时间的观察或寻找位置使用过时的明星目录。所以每个轨道配合”意味着剩余的平均差异观察和彗星的预测位置基于新确定的轨道。平均残差小于1.5弧秒被认为是一个不错的选择。

马斯登计算彗星轨道时,他发现,他可以获得较小的残差如果他在他的计算包括火箭力。马斯登发现的短周期彗星,火箭力的大小通常只有少数这些太阳引力,但那是足以改变彗星会回来的时候。后来,马斯登和他的同事计算火箭部队长周期彗星,发现那里平均残差减少。对于长周期彗星,火箭力通常几个太阳引力的10/1000。长周期彗星往往比短周期彗星更加活跃,从而为他们的力比较大。

另一个有趣的结果马斯登的工作是,当他在明显地表现他的计算双曲彗星轨道,由此产生的怪癖从双曲经常改变椭圆。很少彗星只剩下双曲线轨道,和所有这些只是略有夸张。马斯登提供进一步证明所有长周期彗星是太阳系的成员。

1951年,美国天文学家荷兰杰拉德•柯伊伯发表了一篇重要的文章在彗星形成的地方。柯伊伯正在研究太阳系的起源和建议的挥发性分子,激进分子和离子在彗星comae和反面(如CH, NH,哦,CN,有限公司⁺、有限公司₂⁺N₂⁺)必须来自冰冻结在固体核(例如,CH₄,在北半球₃H₂O、HCN,有限公司有限公司₂和N₂)。但这些冰只能在太阳星云凝聚,它很冷。所以他建议彗星形成38-50盟从太阳,那里的平均气温只有30 - 45 K (243−−228°C,或406−−379°F)。

柯伊伯认为太阳星云没有结束当时考虑轨道的最遥远的星球,冥王星,约为39非盟,而是继续约50盟。他认为在这些大既不与太阳之间的距离密度太阳星云物质和时间足以形成另一个星球。相反,他建议会有带小的身体即:,comets-between 38和50盟。他还建议,冥王星将动态逐出彗星从该地区到遥远的轨道,形成了奥尔特云。

天文学家已经发现冥王星太小,所做的工作(甚至被认为是一颗行星),这是真的海王星在30个非盟定义行星系统的外边界。海王星足够大,慢慢向外散射彗星的短周期轨道和奥尔特云,还有一些来自其他行星的帮助。

柯伊伯的1951年的论文没有达到相同的奥尔特和名声1950年惠普尔,但天文学家偶尔跟进他的想法。1968年埃及天文学家Salah哈米德·惠普尔和工作马斯登研究七个彗星的轨道,通过柯伊伯的附近地区假设彗星带海王星之外。他们发现没有证据表明引力扰动带和腰带的质量上限设置0.5地球质量40 50盟盟和地球1.3倍的质量。

情况在1980年改变了乌拉圭的天文学家胡里奥·费尔南德斯认为彗星带海王星之外是一个很好的来源短周期彗星。直到那个时候人们认为短周期彗星长周期彗星从奥尔特云有动态进化到短周期轨道,因为行星扰动,主要是由木星。但是天文学家谁试图模拟这一过程电脑发现它非常低效,可能无法提供新的短周期彗星足够快来取代现有的中断,消退,或被摄动的行星。

费尔南德斯认识到理解的一个关键因素短周期彗星是他们相对缓倾角轨道。典型的短周期彗星轨道大约35°倾向,而长周期彗星完全随机轨道倾向从0°- 180°。费尔南德斯表示,最简单的方法产生一个缓倾角短周期彗星人口从一个源,相对较低的倾向。柯伊伯海王星之外的假设彗星带满足这一要求。费尔南德斯使用动力模拟显示彗星可能是摄动大的身体的彗星带,订单的大小刻瑞斯最大的小行星(直径约940公里[580英里]),并送入轨道,可能遇到海王星。海王星则可以通过向内大约一半的彗星天王星,另一半是向外发送到奥尔特云。在这种方式,可以传给每一个巨行星和彗星最终木星,将短周期彗星的轨道。

费尔南德斯的论文兴趣重燃可能彗星带海王星之外。1988年,美国天文学家马丁·邓肯和加拿大天文学家托马斯·奎因和Scott Tremaine建造了一个更复杂计算机模拟海王星的彗星带再一次表明,短周期彗星的可能来源。他们还提出,柯伊伯带被命名为,基于预测1951年的论文。命运的是,遥远彗星带也曾在两个不为人知的论文在1943年和1949年预测一个退休的爱尔兰军官和天文学家,肯尼斯·埃奇沃思。因此,一些科学家指彗星带的柯伊伯带,而其他人则称之为Edgeworth-Kuiper带。

在天文台的天文学家开始寻找远处的物体。1992年,他们终于奖励当英国天文学家大卫·朱伊特带领下和越南美国天文学家简并发现一个对象超出海王星的轨道的半长轴43.9 AU,只有0.0678的怪癖,和一个倾向只有2.19°。对象,官方指定1992 QB1(15760),有一个直径约200公里(120英里)。自1992年以来,已经有超过1500个对象中发现的柯伊伯带,冥王星几乎一样大。事实上,它的发现,群身体之外的海王星,冥王星被承认2006年是简单的一个最大的身体不再群和一个星球。(同样的事情发生在19世纪中叶最大的小行星谷神星仅仅当它被认为是最大的身体小行星带,而不是一个真正的行星)。

1977年,美国天文学家查尔斯Kowal发现一个不寻常的物体在巨行星绕太阳公转。叫2060喀戎,它直径约为200公里(120英里),缓倾角轨道,从8.3 AU(土星轨道内的)18.85 AU(天王星的轨道内的)。因为它可以关闭方法这两个巨行星,轨道不稳定在几百万年的时间跨度。因此,凯龙星可能来自其他地方。更有趣的是,几年后凯龙星开始显示一个彗星昏迷即使它还离太阳很远。凯龙星的几个对象出现在小行星和彗星目录;在后者95 P /凯龙星指定。

喀戎是第一个对象的一个新类giant-planet-crossing轨道被发现。搜索柯伊伯带的天体也导致了许多类似的发现对象在巨行星绕太阳公转。他们现在被称为半人马的对象。约300这样的对象已经被发现,多几个也显示零星的彗星的活动。

半人马似乎慢慢地扩散到的对象从柯伊伯带行星地区。一些最终会被视为短周期彗星,而大多数人将被扔进长周期轨道,甚至驱逐到星际空间。

1996年欧洲天文学家埃里克Elst和圭多皮萨罗找到了新的彗星,这是指定的133 p / Elst-Pizarro。但当彗星的轨道确定,它被发现躺在外面的小行星带的半长轴3.16 AU,离心率为0.162,只有1.39°的倾向。搜索的记录显示,133 p之前已经被观察到在1979年作为一个不活跃的小行星。这是另一个对象被编为一颗彗星和小行星。

133 p的解释是,鉴于其在小行星带的地位,而只有−最大太阳表面温度的48°C (−54°F),它可能获得一些水以冰的形式从太阳星云。像彗星一样,133 p的表面附近的冰升华早在其发展历史中,留下一层绝缘的非易失性材料覆盖深度的冰。然后从一个星状的碎片随机影响穿孔通过绝缘层和暴露了埋冰。彗星133 p显示常规活动在同一位置在其轨道上至少三轨道因为它被发现。

十二个额外对象在星状的轨道被发现从那时起,他们中的大多数也外主要带。他们有时也被称为“主带彗星”,尽管最近接受了一项“积极小行星。”