彗星概况

彗星是太阳系大家庭中的一个奇特的成员，它不仅有一个奇特的外貌，而且它的行踪“诡秘”难以捉摸。彗星拖着一条奇异的长尾巴，就好像是一把倒挂在天上的扫帚，所以我国古代人民形象地给它起了一个别名——扫帚星。其实彗星的彗字在古代就有“扫帚”的意思。古希腊人把彗星称为“发星”，认为彗星的尾巴就是少女拖在脑后的美丽的长发。

彗星，不过是太阳系中的一个普通成员。彗星是在太阳的引力下绕着太阳运动的一种天体的称呼。

太阳系中所有的天体都在太阳的引力作用下运动着，它们的运动轨道都是一条圆锥曲线，太阳则处在曲线的一个焦点上。彗星也不例外，它的运动轨道也是一条圆锥曲线。圆锥曲线包括圆、椭圆、抛物线、双曲线，不同的彗星运动轨道的形状也不相同。目前尚未发现有圆形轨道的彗星。而具有抛物线和双曲线形轨道的彗星，它们只接近太阳一次，在绕过太阳以后就越跑越远最后脱离太阳引力，离开它生活了一段时间的太阳系，向遥远的宇宙太空飞去并且将永远也不再归来。另外还有一些彗星，它们沿着椭圆形的轨道绕太阳旋转。尽管它们之间有的偏心率很大，会跑到离太阳很远的地方去，但是总有一天它们又会飞回来再次亲近太阳。这些沿着椭圆轨道运行的彗星才是太阳系的正式成员，人们称它们为“周期彗星”。前面说的那些一去不复返的彗星就被称为“非周期彗星”了。非周期彗星并不是我们太阳系的正式成员，它们不过是到我们太阳系里来的一位过客而已。

在周期彗星中周期不到加年的称为“短周期彗星”。已经算出轨道的短周期彗星有 100 多颗，由于它们走近太阳和地球附近的次数比较多，对它们的观测资料也比较丰富、准确，所以对这些彗星的认识也比较清楚。那些绕太阳公转周期超过加年的彗星就称为“长周期彗星”。它们的轨道很扁长，甚至接近抛物线的形状。有的彗星能够跑到冥王星轨道以外很远的地方，需要几百年、几千年甚至更长的时间才能再走近太阳一次。但是不管怎么说这些彗星总是要再次回到太阳的身边，因此它们是太阳系这个大家庭里的一个成员。

科学家们经过研究和分析，认为来自太阳系以外的彗星是极少数，绝大多数的彗星都是太阳系的成员。它们原来的运行轨道差不多都是偏心率接近于 1 的椭圆，这些彗星都是在一个比较扁长的轨道上绕太阳运行着。如果彗星只受到太阳引力的作用，那么它的速度和运行轨道就永远也不会改变。但是在太阳的周围有 9 个大行星存在。特别是木星和土星，它们的质量相当大。当彗星从这些大行星附近经过时，它们对彗星的引力是不能忽视的。这个引力会使彗星的运行速度改变，因而使它的运行轨道也改变了。这种由大行星引力作用产生的改变，在天文学中叫做“摄动”。

大行星的摄动可以使长周期彗星变为短周期彗星，也可以使短周期彗星变为长周期彗星，甚至变为非周期彗星。当摄动使彗星的速度变小时，就可以缩短其运行周期；当摄动使彗星的速度加快时，就会使运行周期增加；当摄动使彗星的速度增加得很大，使它轨道变成抛物线形或双曲线形，就会使这颗彗星成为一颗非周期彗星。

彗星的外貌和亮度随着它距离太阳的远近而产生明显的变化：当彗星离太阳很远的时候，它像一颗很暗的星星。当它逐渐地运动到太阳附近时变得越来越亮，而且由于太阳风和太阳辐射压力使它产生一条拖在身后的尾巴。当它离太阳更近时尾巴显著地变长变大，在近日点处它的尾巴最长最大。彗星过近日点后它的尾巴逐渐缩小，最后又像一颗暗暗的星星，慢慢地消失在人们的视野中，甚至连大望远镜也看不到它们了。

彗星的结构是很奇特的，它那较亮的中心部分叫做“彗核”。在彗核的外面有一层云雾包裹着，这层云雾是“彗发”，它是由彗核中蒸发出来的气体和微小的尘粒组成的。彗核与彗发合称为“彗头”。当彗星运动到太阳附近时，强大的太阳风和太阳辐射压力使它产生一条拖在身后的尾巴，这条尾巴称为“彗尾”。彗尾物质实际上就是太阳风和辐射压力推朝后面的彗发中的气体和微尘；在 70 年代初期用火箭和人造卫星在大气外观测彗星，发现在彗发的外面还包围着由氢原子构成的云，称为“彗云”或“氢云”。具有包括彗头、彗云、彗尾的彗星是最典型的彗星形状，但是具备这样典型结构的彗星是极少数的。大多数彗星都比较暗，肉眼根本看不见，只有借助于望远镜才能看到它们。在照相底片上它们只呈现出含有彗核的朦胧外壳，宛如一个小星云。还有一些彗星没有彗尾，有的甚至连彗发也很少。

彗头的结构很复杂，而且不同的彗星之间也有很大的差别。彗头的中心部分是彗核，一般很难直接从彗头中分辨出彗核来。彗核的直径很小，大约只有几百米到上百千米，但是集中了彗星的绝大部分质量。彗发的体积随彗星离太阳的距离而变化，离太阳越近其体积越大。一般来说它比彗核大得多，约有几万千米，有时彗发的体积更大。例如 1811 年出现的大彗星，它的彗发直径达 180 万千米，比太阳的直径还大得多。

彗星的形状之所以奇特就在于它拖在身后的那条彗尾了。彗尾的体积可以达到很大。有时大彗尾可以长达上亿千米，宽度从几牛千米到几万千米，甚至宽达 2000 多万千米。这样的彗星；它的尾巴扫过很大一片天区，在夜空中显得十分壮观。彗星主要可以分为两类。一类彗尾较直是由离子气体组成的，所以称为“离子彗尾”或“气体彗尾”，又称“Ⅰ型彗尾”。另一类彗尾是弯曲的，它主要由微尘组成的呈黄色，它们被称为“尘埃彗尾”或“Ⅱ型彗尾”。除了这两大类型的彗尾以外，彗尾的种类还有许多类型，比如弯曲程度较大的彗尾称为“Ⅲ型彗尾”；还有一种看上去好像朝着太阳方向延伸的扇形或长钉状彗尾称为“反常彗尾”。说到彗尾的形状更是多种多样、千差万别。有的细而长，有的短而粗，有的呈扇状形，有的呈针尖状，有的有好几条尾巴…… 1843 年记录的大彗星彗尾长达 3 亿 3 千万千米，比太阳到水星的轨道距离还大，是有记录以来记录到的最长彗尾。 1744 年出现的彗星竟有 6 条明亮、宽大的彗尾，它是目前观测到的彗尾最多的 1 颗彗星。

彗星的体积在太阳系中是最大的，但是它的质量却并不大。彗星的质量都集中在彗核，那里的平均密度大约为 1 克 / 厘米 3 。有些彗星的彗核密度可能会大一些，但也有的彗核密度仅有 0.01 克 / 厘米 3 ，比空气的密度还要稀薄得多。可见彗星这个庞然大物，只是虚胖而已。彗发的体积更大，质量更小，它的密度当然比彗核的密度更小了。那又长又宽的彗尾当然是体积最大，质量最小，密度最小了。彗尾的物质极为稀薄，那里的密度只有地面上空气的 10 亿亿分之一。当彗星掩恒星时，被掩星的星光可以穿过彗发和彗尾，它们的光线一般不会减弱也不会发生偏折，只是看到星光发生闪烁而已。 1910 年大彗星哈雷彗星的尾巴曾经“扫”过地球。当预测地球要穿过哈雷彗星的彗尾时，立刻引起了骚动，不少人惊恐不已生怕地球在碰撞中毁灭。但是彗星物质太稀薄了，地球从彗尾穿过时，地球上毫无异常现象。

彗星的体积这么大质量又这么小，到底组成彗星的物质是什么呢？通过光谱分析已尼知道它的化学组成是：水（ H 2 O ），氨（ NH 3 ），甲烷（ CH 4 ），氰（ C 2 N 2 ），氮（ N 2 ），二氧化碳（ CO 2 ）等。在离子彗尾中有许多种离子和电离分子，如：CH+ 、 OH+ 、 CO+ 、 H 2 O+ 、 N+C+ 等。此外射电观测还发现了 CH 3 CH （乙腈） HCN （氰化氢）等。

我国对彗星的观测和研究可以追溯到 4000 多年前，拥有世界上最早、最丰富的彗星记录。过去的记载中曾记录下许多著名的大彗星，如哈雷彗星、恩克彗星、比拉彗星、多纳提彗星、科胡特克彗星等，其中哈雷彗星最为著名。哈雷彗星于 1985 ～ 1986 年回到地球和太阳附近，在 1986 年 2 月 9 日它通过近日点。在 80 年代美国与欧洲宇航局制定了一项联合探测彗星的计划，发射一颗探测彗星的航天器。这个探测器先以高速掠过哈雷彗星，然后再去访问一个年老的、近期内活动不大的典型彗星一坦普耳 2 彗星。探测器会近距离探测彗星，并向地球发回大量的资料。这一计划大大地丰富人们对于彗星这一奇异天体的认识。

彗星是太阳系内的一种小天体，因其形态奇特而为人们瞩目。我国唐代著名诗人李贺曾在“梦天”一诗里，用“一泓海水杯中泻”的佳句描写了彗星出现在湛蓝色夜空时的情景，可谓出神人化。

彗星并不多见。据记载，人类有史以来仅观测到大约 2000 多次彗星，其中亮度超过金星的只有 16 次。按照通常的定义，亮度接近或超过亮行星的彗星就是非常壮观的彗星了，一般要平均 20 年左右才能出现 1 颗。实际上，彗星是非常多的。据天文学家估计不下 1000 亿颗。