作者：國立中央大學太空科學研究所　呂凌霄

暑假的最後一個週末，小明到外婆家玩。那天中午，又悶又熱，下午下了一場「午後雷陣雨」，天氣一下子變得好清爽，涼涼的。小明好想出去到水塘旁邊玩，可是已經洗過澡了，媽媽說不許再弄髒衣服，所以不能再去踩水坑或者逗青蛙了。可是嘹亮的蛙鳴聲，一再吸引著小明。小明向媽媽保證，只是去水塘邊走走，天黑、晚飯前，一定回家。最後媽媽總算答應了小明的請求。小明好高興，蹦蹦跳跳，向水塘走去。好多小青蛙也跳出草叢，一路上陪著小明，後腿一蹬一蹬的，在前面領路。就在快到水塘時，路邊的草叢中，一陣騷動，一群蜻蜓飛出草叢，飛向水邊，原來是被一隻螳螂嚇著了。小明眼前一亮，發覺領頭的蜻蜓，不是一隻普通蜻蜓，而是有過一面之緣的小精靈。小明忍不住，追著那群蜻蜓向水塘跑去，一面叫著：「小精靈，等等我啊！」一不小心，小明差點被路上的一塊石頭絆倒。小明心想，糟了，這一跤摔下去，衣服一定要弄髒了，說時遲，那時快，只見小精靈輕盈的一轉身，手中仙棒一揮，小明就身輕如燕的飛了起來，一直飛到水塘邊，又輕輕的落在水塘邊一塊大石頭上。小精靈隨後也飛過來，向小明打招呼：「哈囉！走路不看路的冒失小朋友好！」。小明沒好氣的說：「我叫小明！你忘了我嗎？」。小精靈說：「當然沒有忘，否則我怎麼會救你呢！記不記得，我說過要帶你來拜訪水阿姨。今天水阿姨剛好有空，我來請她替我們講故事吧！」說著說著，小精靈把仙棒一揮，只見水塘中冒出一位，好漂亮、好水的水阿姨。

小明跟著小精靈向水阿姨道了午安。水阿姨直誇小明是一個又乖又可愛的小朋友，並問小明想聽什麼故事？小明說，他在課本上學到水的循環，也就是地面上的水被太陽照射而蒸發成水蒸氣，變成天空的雲，然後再遇冷凝結成水滴，落回地面又變成水。可是這種循環就好像是雞生蛋、蛋生雞的問題一樣，令人想不透，究竟是先有雞還是先有蛋？究竟是先有地面上的水，還是先有天上的雲呢？水阿姨笑著說：「原來你想了解我們水家族的歷史啊！嗯，我會慢慢告訴你，不過在談古早的歷史之前，我想先了解一下你對水循環的概念是否正確。比方說，請問雲究竟是氣態水蒸氣還是液態的水？」小明想了一下說：「雲是水蒸氣。」水阿姨問他：「為什麼？」小明說：「因為水蒸氣是氣體，所以才能浮在空中。」水阿姨於是反問小明，請問：「風箏浮在半空中，請問風箏是氣體嗎？」小明楞了一下，搖搖頭。水阿姨接著說：「天上的雲其實像霧一樣，是由很小很小的水滴所組成的，藉著上升氣流支撐著，而浮在空中。另外像今天下午下大雨之前，天上布滿了濃密的烏雲。那時候，如果你能找到小精靈帶你上去看，你就會看到它們原來是由細小的冰晶所組成的呢！」小明聽了一副恍然大悟的樣子，水阿姨看了很高興，接著就繼續講述水祖先的故事。

水阿姨說：「隨著科技進步，最近一、二十年來，人類科學家開始設計人造衛星，飛到彗星附近，成功的近距離觀測彗星。對了，你們知道彗星與流星的關係吧？」小精靈搶著說：「我知道！流星是彗星尾巴留下來的物質，沿著彗星軌道逐漸擴散。如果地球的公轉軌道與這顆彗星軌道，有一段近距離的接近。那麼每當地球近距離的路過這顆彗星軌道時，彗星軌道上的殘留物，就會被地球吸過來。這些被吸過來的彗星殘留物，就是流星雨。所以研究彗星也可以了解流星的成分！」水阿姨笑著誇講小精靈：「看來我每次講的故事，你都牢牢記住了！沒錯，流星就是彗星軌道上的殘留物。科學家經由人造衛星，近距離觀測彗星，發現彗星就像一個超大型的隕石。而隕石就是一個由冰雪以及岩石所組成的一個大雪球。當彗星飛近太陽時，吸收了太陽的光與熱，岩石下方的冰雪就被煮開了，變成水蒸氣。這些水蒸氣膨脹時，會衝破外表不夠堅硬的岩石殼，向外噴出來。因為噴口的分布與方向都不均勻，害得這顆大雪球，不停的翻滾！而那些被衝破的岩層碎片，與彗星本體脫離後，一些較大的岩石塊，留在軌道上，日後就可能變成流星雨。那些較細小的岩石塵埃，反射著陽光，被吹離太陽，形成一大片背陽方向的黃色的塵埃尾。這個塵埃尾像個大掃帚一般，而『彗』這個字意思就是掃帚，因此中國人稱天上拖著一個大掃帚尾巴的星，為『彗星』，也就是『掃帚星』。所以你將來寫『彗星』這兩個字時，千萬不要寫成『慧星』，因為『彗星』只是一隻掃帚罷了，一點也不『聰慧』！」小明聽了心想，上次在安親班寫功課時，好像就寫錯了嘛！下次一定不會再寫錯了！

水阿姨接著說：「至於那些噴出來的水氣，很快的就被強烈的陽光，照得繼續增溫，不久這些水分子就被分解成更簡單的元素，也就是『氫原子』與『氧原子』。」小明問：「為什麼水分子會被分解成『氫原子』與『氧原子』呢？」小精靈幫忙解釋說：「因為水分子就是由一個『氧原子』媽媽，牽著兩個『氫原子』弟弟所組成的嘛！」水阿姨讚許的點點頭，繼續說：「這些氫與氧還會再繼續游離變成電漿態的氫與氧。科學家發現彗星核的外圍，包了一大圈的氫氣，科學家稱它們為彗星的氫暈。至於電漿態的氫與氧，因為帶電的關係，就會受到四周電場與磁場的支配與影響而運動。最後形成細細的一根淡藍色的電漿尾。」小精靈將仙棒一揮，只見天空中就出現了一張彗星的影像，果然這個彗星有兩根尾巴。位在右邊的是一根筆直淡藍色的電漿尾，位在左邊的是一片黃白色，像掃帚一般的塵埃尾。小精靈再將仙棒一揮，只見天空中又出現了另外一張彗星的影像，顯然拍這張彗星照片時，彗星的塵埃尾與淡藍色的電漿尾剛好都在鏡頭的正前方，所以看起來，這兩根尾巴好像重疊在一起。只是黃白色的塵埃尾很粗，而淡藍色的電漿尾則細的多了。此外這顆彗星的頭部還呈現淡綠色的光環。水阿姨解釋說：「這張照片是在人造衛星上拍攝的，所以比較清晰。淡綠色的光是由游離態的氧所發出來的光。所以可以證明彗星的外圍氣體主要是『氫』與『氧』，也就間接證明，彗核是由固態的水所組成的！」

由於這兩張照片中的電漿尾與塵埃尾，大致都朝著同一個方向。而水阿姨又說過塵埃尾是朝『背陽的方向』。那麼電漿尾顯然也是位在反太陽的方向了！可是為什麼會這樣呢？小明想到水阿姨說過，電漿尾中的電漿，因為帶電的關係，就會受到四周電場與磁場的支配與影響而運動。於是小明問：「彗星四周的電場與磁場是哪裡來的呢？」水阿姨說：「這就說來話長了。話說太陽表面有很多電漿態的氣體，主要是『氫』，其次是『氦』，因為太陽表面太熱了，熱氣向外推的壓力比太陽的重力吸引力還要大，於是這些電漿態的氣體，就從太陽表面被吹出來。因為被吹出來的氣體，出來後的活動空間越來越寬廣，所以就越跑越快。這就好像高速公路上，路面越寬，車子就可以開得快一些。這些跑得很快的太陽電漿，就是所謂的『太陽風』。」小明舉手，打斷了水阿姨的話，問到：「太陽風吹得有多快？」水阿姨答道：「太陽風電漿，一秒鐘可以跑個四、五百公里，有些跑得比較快的太陽風，一秒鐘甚至可以跑上八、九百公里！想想看，你爸爸在高速公路上開車，最快也不過一小時走一百公里，還不如太陽風一秒鐘走得遠呢！」水阿姨接著言歸正傳，又開始解釋彗星四周的電場與磁場的由來了，水阿姨說：「因為『太陽風』是帶電的氣體，所以可以把太陽表面的磁場拉著一起跑，同時讓那些跑得很慢，幾乎靜止不動的行星與彗星，感受到一股電場。這就是彗星四周的電場與磁場的由來。而電漿尾中的電漿在這些電場與磁場作用下，最後大致會跟著太陽風，一塊兒向太陽的四面八方飛離太陽。」小明說：「難怪這些『尾巴』都是朝著背陽的方向。其實這樣說來，當彗星遠離太陽時，這些『尾巴』可不是就成了領軍的『頭髮』了嘛！」水阿姨說：「小明，你說得一點也沒錯。」小精靈這時又將仙棒一揮，只見天空中就出現了一套連續四張的彗星照片的影像。照片中，彗星的那根細細的電漿尾，彷彿被人折了一下，似斷未斷的。為什麼會這樣呢？水阿姨指著這四張連續照片影像，解釋說：科學家發現，每當太陽風中的磁場突然改變，或者太陽風速突然改變，以致於使得太陽風中的電場強度或方向突然改變。這時候，電漿尾中的電漿，就必須跟著調整步伐。於是走在前方的電漿隊伍與走在後方的電漿隊伍，就會發生轉折或中斷的現象。」小明說：「原來電漿尾不僅有顏色，而且還有這麼多有趣的變化！」小精靈說：「沒錯！不過天快黑了，你也該回家了。」小精靈說完，將仙棒一揮，彗星影像不見了，水阿姨也逐漸變得模糊不清了。小明忙揮手向水阿姨道別說再見，並謝謝水阿姨講故事給他們聽。水阿姨笑著說：「不客氣！再見啦！」說完就消失不見了。小明與小精靈也互相道別！小精靈快樂的在空中打了一個轉，就消失在黃昏夕陽的光輝中。小明這時也覺得饑腸轆轆，看來真的該趕快回家吃飯了，免得媽媽擔心！