邮票上的数学哈雷彗星

彗星通常指的是沿着拉长的椭圆轨道绕太阳运行的小天体。典型的彗星有一个由冰和尘组成的小核,小核被发光的彗发所包围,彗发是巨大而稀薄的气尘团。只有当彗星接近太阳时才出现由气和尘组成的彗尾;彗尾指向背离太阳的方向,长度可达几百万千米。

——《麦克米伦百科全书》

哈雷彗星是彗星中最为著名的一颗

本期“邮票上的数学”

让我们一起走近哈雷彗星

哈雷与哈雷彗星

(哈雷和地图)

当哈雷还是牛津大学的一名学生时,他便前往南纬16°的圣赫勒拿岛观察南半球的天空,并编制成第一个南天星表。随后,他在皇家学会工作了25年,与其他科学家一起讨论问题,并进行太阳系、彗星和地球物理学方面的研究。

(哈雷和格林尼治天文台)

17世纪80年代,哈雷说服牛顿将20年前就已经开始思考的引力问题进一步完善,并在《自然哲学的数学原理》一书中将其公开发表。哈雷还自己出资支持这本书的出版。年,哈雷接替沃利斯成为牛津大学几何学萨维里教授,在那里他编选了阿波罗尼奥斯的《圆锥曲线论》一书的选定版。年弗拉姆斯蒂德去世之后,哈雷成为皇家天文学家,此后在格林尼治天文台度过了大部分时间。

(彗星状的哈雷漫画像)

哈雷在年对一颗彗星进行观测,并认识到它与年和年出现的彗星是同一颗。年哈雷发表了《彗星天文学论说》,预言这颗彗星将在年末或年初回归。在哈雷逝世数年以后,它果然如期而至,从而有力地证实了牛顿的万有引力理论。由于哈雷准确预言了这颗彗星的回归,后来人们便将它称为“哈雷彗星”。

哈雷彗星的周期

(图片来源:HalleyMulticolorCameraTeam,GiottoProject,ESA)

哈雷彗星在一个与地球轨道倾斜18度的平面上围绕太阳向后运动(与地球运动相反)。哈雷彗星的后退或逆行运动在短周期彗星中是不常见的,因为它与太阳的最大距离(远地点)是在海王星的轨道外。

哈雷彗星的轨道周期平均为76个地球年。这相当于绕太阳的轨道周长约76亿英里(亿公里)。由于行星的引力作用,不同的周期有所不同。从一个近日通道到下一个近日通道测量,哈雷彗星的周期有的短至74.42年(-年),有的长至79.25年(-年)。

彗星最接近地球的时间发生在年,距离为0.AU(万英里或万公里)。当时(年4月10日),哈雷的总视亮度达到了约-3.5级,接近金星最亮时的亮度。不过,哈雷的光分布在一个扩展的区域,所以它的表面亮度低于金星。

绘画中的哈雷彗星

(贝叶挂毯上的年彗星)

有关哈雷彗星的最早记录在公元前年,当时中国的天文学家报告说发现了这颗彗星。公元前年,巴比伦天文学家在他们的天文日志中记录了对这颗彗星的夜间观测情况。此后彗星每隔75-80年就会再出现一次。它在年有过一次蔚为壮观的回归,在绣有诺曼人征服英格兰的历史场面的贝叶挂毯上端,记载着这样的话:“他们对这颗星感到惊奇”。

(乔托绘画中的年彗星)

意大利画家乔托·迪·邦多纳(GiottodiBondone,年-年)被认定为是意大利文艺复兴时期的开创者,被誉为“欧洲绘画之父”。乔托画作最大的特点是依照生活中的模特作画,笔下的人物生气勃勃,不仅有血有肉,并且有丰富的感情。与此同时,在他的作品上开始出现了背景。年出现的彗星激发了乔托的创作灵感,因此他把这颗彗星画在了他的作品《三博士朝圣》中。

资料来源:《邮票上的数学》、NASAScience



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