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2019年9月24日国际天文学联合会宣布将2019年8月30日发现的彗星鲍里索夫C/2019 Q4（Borisov）正式命名为2I/Borisov，这里“I”代表着星际天体，也就是指来自太阳系外的天体。这意味着2I/Borisov是继第一颗发现的星际天体奥陌陌1 I/’Oumuamua之后发现的第二颗来自太阳系外的天体，虽然太阳系外彗星（extrasolar comet）早有发现，但这是第一颗被确认发现闯入太阳系的星际彗星（interstellar comet）。至此，人类关于彗星起源问题的认识又深入了一大步。
哈勃望远镜2019年10月12日拍摄的星际彗星2I/Borisov及其运行轨道 | 图源：NASA/ESA, David Jewitt（左）；wikipedia（右）
早在三千年前人类就已经认识到了彗星的存在，通过文字、绘画等形式记录下了历史上彗星的出现。我国是彗星记录历史资料最丰富的国家，最早可以追溯到殷商时期，在《淮南子》中有“武王伐纣，……彗星出，而授殷人其柄。时有彗星，柄在东方，可以扫西人也。”等字句。在楔形文字的记载里，最早的彗星记录可以上溯到公元前1140年。由于古人缺少相应的文化知识，对彗星的认识较少，再加上彗星偶然出现、形态各异，因此长期以来人们总是把彗星的出现视作不祥之兆，认为彗星的出现预示着朝代更迭、战争、洪水等灾难。
中国马王堆汉墓出土的彗星图（左）和法国贝叶挂毯里记载的1066年出现的哈雷彗星（右） | 图源：NASA/JPL（左）；NASA（右）
1695年，英国天文学家哈雷发现1531年、1607年和1682年出现的三颗彗星的轨道相似，认为这是同一颗彗星的三次回归，回归周期约为75.5年，因此他预言这颗彗星将在1758年底到1759年初再次回归。果然1758年12月底，这颗彗星如约而至，预言应验了。
遗憾的是哈雷于1742年去世，未能亲眼看到这颗彗星的回归，为了纪念哈雷的这一伟大发现，这颗彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星的发现使人们认识到彗星也是一类自然天体，它的出现有律可循，是一种自然现象。哈雷彗星上一次回归是在1986年2月，下一次回归要等到2061年7月。
1986年哈雷彗星回归时的形态（左）和彗核（右） | 图源：NASA/W.Liller（左）；Giotto探测器（右）
随着科学技术的进步和人类探测手段的提高，特别是通过发射空间探测器飞抵彗星对彗星进行空间探测，人们对彗星的认识也越来越深入。
彗星是太阳系形成时期遗留下的残骸，较好地保留了太阳系形成时期的原始信息，研究彗星有助于研究太阳系起源；彗星富含水冰和有机物，研究彗星也有助于研究地球水和生命的来源。
从形态上来看，发育完整的彗星一般由彗核、彗发和彗尾组成。
彗核是彗星的本体，彗核周围通常包围着浓浓的彗发，地面很难直接观测到彗核。彗核的直径从几百米到几十千米不等，集中了彗星的大部分物质。彗核主要是由冰（一氧化碳冰、二氧化碳冰、甲烷冰和水冰）和尘埃组成，结构比较松散，内部有空隙，可以用“脏雪球”或“冰脏球”模型来解释。
当彗星接近太阳时，彗星的冰物质发生升华带出尘埃，形成彗发。距离太阳更近时，随着太阳辐射的增强，就会出现彗尾。彗尾有两类：一类长而直，主要由离子气体及电子组成，颜色偏蓝，称为“等离子体彗尾”或“离子彗尾”；另一类是短而弯曲的，由尘埃组成，颜色偏黄，称为“尘埃彗尾”。彗发的直径可达百万千米，彗尾的长度可达千万甚至上亿千米。目前人类发现的彗星数目已有六千多颗。
空间探测器拍摄到的彗核照片 | 图源：NASA/JPL–Caltech/UMD
根据星际彗星2I/Borisov的轨道特征，可以推断出它的起源地是太阳系以外的星际空间，这被认为是彗星的第四个起源地。在此之前，人们认为彗星是起源于太阳系内的太阳系天体，根据彗星的不同类别，彗星的起源地包含3个，分别是：柯伊伯带（Kuiper belt）/离散盘（scattered disk），奥尔特云（Oort cloud）和小行星带（asteroid belt）。
小行星带、柯依柏带和奥尔特云位置分布示意图 | 图源：universetoday
依据彗星在轨道上的运行周期，彗星分为短周期彗星（轨道周期<200年）和长周期彗星（轨道周期>200年）；依据彗星起源地的不同，彗星又分为：短周期彗星、长周期彗星和主带彗星。
柯伊伯带天体和离散盘天体都是海王星外天体（trans-Neptunian objects）的一部分，这里蕴藏着大量冰封的小天体，它们是原始太阳星云的产物。柯伊伯带天体是指海王星轨道之外，距离太阳30~50 AU之间的，在黄道面附近的天体密集区域。目前已发现的柯伊伯带天体有2 700多颗。
离散盘天体是指距离太阳30~100 AU之间的轨道离心率和轨道倾角较高的天体，目前已发现两百多颗离散盘天体。离散盘天体受到临近海王星引力扰动的影响，会向内抛射到木星和海王星轨道之间成为半人马天体。半人马天体是离散盘天体向内太阳系天体迁移的中间阶段。继而半人马天体受到巨行星的影响，会继续迁移到内太阳系，成为我们观察到的短周期彗星。
之前天文学家认为短周期彗星主要起源于柯伊伯带，但后来的研究表明柯伊伯带天体的轨道比较稳定，因此现在认为离散盘是短周期彗星的主要起源地。
奥尔特云是理论上存在的、围绕太阳、主要由冰冻星子组成的球状云团，距离太阳2 000~200 000 AU之间。奥尔特云的外边缘标志着太阳系结构上的边缘，也是太阳系引力影响的边缘。
奥尔特云是46亿年前太阳系形成早期的原行星盘残余物质。奥尔特云天体的主要成分为水冰、氨和甲烷等固体挥发物，数量约为几十万亿颗。奥尔特云外层受太阳系的引力牵制较弱，部分奥尔特云天体在临近恒星和整个银河系的引力作用下改变轨道，进入内太阳系，成为长周期彗星。因此奥尔特云被认为是长周期彗星的发源地。
小行星带是指位于火星轨道和木星轨道之间的小行星密集的圆盘形区域。在人类发现的小行星中，超过90%以上的小行星都是在此处被发现的。目前发现的主带小行星数目已逾78万颗。
主带彗星是指起源于小行星主带（2~4 AU）、轨道特征与主带小行星一致、可呈现出类似彗星活动性的小天体，其活动性由水冰升华驱动，活动性的触发机制是撞击。主带彗星直到2006年才被确认是一种新类型的彗星，目前发现的主带彗星已经达到40颗。
星际彗星2I/Borisov已于2019年12月通过太阳系的黄道面，并于2019年12月8日达到距太阳不超过2 AU的最近距离，之后逐渐远离太阳，并最终离开太阳系。
目前人类对它的初步认识是彗核直径约为2千米，颜色与长周期彗星类似。天文学家们利用世界上的各大望远镜对这颗星际彗星进行观测，包括哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope, HST）、欧南台（ESO）的甚大望远镜（Very Large Telescope, VLT）、智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵（Atacama Large Millimeter/sub–millimeter Array,ALMA），以及我国的500米口径球面射电望远镜（Five–hundred–meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST）等。相信随着观测资料的增加，人类对星际彗星2I/Borisov的认识会更加全面。
虽然目前人类只发现了一颗星际彗星，但随着科技的发展相信将来会有更多的星际彗星被发现，届时人们将会对位于太阳系外的彗星起源地有更多的理解和认识。
史建春
中国科学院紫金山天文台副研究员。研究领域：彗星的物理属性和活动性研究、彗星观测和测光、彗星长期光变研究等。