一生的等待：哈雷

■肖東

說到彗星，就不能不談?wù)劰族缧?。哈雷彗星（正式的名稱是1P/Halley）是最著名的短周期彗星，每隔75年或76年就能從地球上看見，哈雷彗星是唯一能用裸眼直接從地球看見的短周期彗星，也是人一生中唯一可能以裸眼看見兩次的彗星。其他能以裸眼看見的彗星可能會更壯觀和更美麗，但那些都是數(shù)千年才會出現(xiàn)一次的彗星。

至少在公元前240，或許在更早的公元前466年，哈雷彗星返回內(nèi)太陽系就已經(jīng)被天文學(xué)家觀測和記錄到。在中國、巴比倫和中世紀(jì)的歐洲都有這顆彗星出現(xiàn)的清楚記錄，但是當(dāng)時并不知道這是同一顆彗星的再出現(xiàn)。這顆彗星的周期最早是英國人愛德蒙·哈雷測量出來的，因此這顆彗星就以他為名。哈雷彗星上一次回歸是在1986年，而下一次回歸將在2061年。

在1986年回歸時，哈雷彗星成為第一顆被太空船詳細(xì)觀察的彗星，提供了第一手的彗核結(jié)構(gòu)與彗發(fā)和彗尾形成機(jī)制的資料?，F(xiàn)在我們知道哈雷彗星的表面主要是布滿塵土的，沒有揮發(fā)性的物質(zhì)，并且只有一小部分是冰。

哈雷是第一顆被確認(rèn)的周期彗星。直到文藝復(fù)興之前，哲學(xué)家們一致認(rèn)定彗星的本質(zhì)是如亞里士多德所論述的，是地球大氣中的一種擾動。這種想法在1577年被第谷推翻，他以視差的測量顯示彗星必須在比月球之外更遠(yuǎn)的地方。許多人依然不認(rèn)同彗星軌道是繞著太陽，并且假定它們在太陽系內(nèi)的路徑是遵循直線行進(jìn)的。

在1687年，艾薩克·牛頓發(fā)表了他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，他在其中簡略介紹了引力和運(yùn)動的規(guī)律。雖然他一直懷疑在1680年和1681年相繼出現(xiàn)的兩顆彗星是掠過太陽之前和之后的彗星（后來發(fā)現(xiàn)他是正確的），但他對彗星的工作還未完成，因此未將彗星放入他的模型中。最后，是牛頓的朋友，編輯和出版者愛德蒙·哈雷使用了牛頓新的規(guī)律來計(jì)算木星和土星的引力對彗星軌道的影響。他的計(jì)算使得他在檢視歷史記錄后，有能力確定在1682年出現(xiàn)的第二顆彗星和1531年（由阿皮昂觀測）、1607年（由約翰·開普勒觀測）出現(xiàn)的彗星有著幾乎相同的軌道要素。哈雷因此推斷這三顆彗星事實(shí)上是同一顆彗星每隔76年來一次，周期在75年～76年之間修正。在粗略估計(jì)行星引力對彗星的擾動之后，他預(yù)測這顆彗星在1758年將會再回來。直到1758年12月25日這顆彗星才被德國的一位農(nóng)夫和業(yè)余天文學(xué)家約翰·帕利奇觀測到，證明了哈雷的預(yù)測還是正確的。它受到木星和土星擾動的影響，延遲了618天，直到1759年3月13日才通過近日點(diǎn)。由三位法國數(shù)學(xué)家組成的小組，認(rèn)為這個效果使它提前了一個月回歸（與4月13日有一個月的誤差），但是哈雷于1742年逝世，未能活著看見這顆彗星的回歸。彗星回歸的確認(rèn)，首度證實(shí)了除了行星之外，還有其他的天體繞著太陽公轉(zhuǎn)，這也是最早對牛頓物理學(xué)測試和解釋能力的一個清楚的示范。

■1910年首次拍攝到的哈雷彗星照片

在1759年，法國天文學(xué)家尼可拉·路易·拉卡伊將這顆彗星命名為哈雷彗星，以顯示對哈雷的尊敬。

在1世紀(jì)的猶太天文學(xué)家可能已經(jīng)認(rèn)為哈雷彗星是有周期性的。在一篇猶太法典的短文中提到“有一顆星隔70年出現(xiàn)一次，會使船長發(fā)生錯誤”。

最先和最完備的哈雷彗星記錄皆出自中國。據(jù)考證，自秦始皇七年（公元前240年）至清宣統(tǒng)二年（1910年） 共有29次記錄，并符合計(jì)算結(jié)果。

在歐洲，哈雷彗星的記錄也十分詳盡，最早的記錄在公元前11年，但哈雷彗星回歸與其他彗星一樣，往往被眾多迷信的民眾聯(lián)想成稀罕的災(zāi)星，跟恐慌與災(zāi)禍扯上關(guān)系。以下是一些歷史記錄：

公元前613年，中國《春秋》“秋七月，有星孛入于北斗”。

公元前240年，中國《史記·始皇本紀(jì)》“始皇七年，彗星先出東方，見北方；五月見西方，十六日”。

公元前164年后半，巴比倫的黏土板有記錄。

公元前12年10月，《新約圣經(jīng)》有伯利恒之星的說法。

607年3月，日本書紀(jì)有記錄。

684年10月，日本（天武12年）有記錄。

989年9月，日本和中國皆有記錄，這一年日本永延三年改元永祚元年。

1145年4月，日本天養(yǎng)二年改元為久安元年。

1301年10月，日本的《鐮倉年代記》、中國的《元史》中皆有記載。

直至1910年哈雷彗星回歸時，盡管已是工業(yè)化的社會，人們?nèi)詫族缧浅錆M恐懼。當(dāng)時計(jì)算出來的結(jié)果顯示：過近日點(diǎn)后的哈雷彗星彗尾將掃過地球，有些報(bào)紙故意夸大其恐怖性：彗尾中有毒氣滲入大氣層，并毒死地球上大部分人。實(shí)際上彗尾中的氣體是隕星自然產(chǎn)生，不會毒死人類。當(dāng)時有些偏僻村落的人們感到異?？只牛袌?bào)道在中歐和東歐甚至有人因此自殺。

從1910回歸開始，哈雷彗星有了照片和光譜紀(jì)錄。這次回歸最早是在1909年9月11日被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時彗星光度16等，1910年5月中旬直至月底的彗核亮度達(dá)2等～3等，5月17日彗尾長達(dá)100度，往后更發(fā)展至140度之長。由于天文學(xué)家已預(yù)計(jì)5月20日地球經(jīng)過哈雷彗星的彗尾（兩者相距只有0.15 AU），這樣引起包括氣象學(xué)研究人員對環(huán)境的監(jiān)測。這段時間拍下的彗頭照片顯示彗頭復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且有暈狀和鳥冠狀的光芒，5月24日彗核中心分為兩個，各被拋物線狀物包圍。當(dāng)年8月時為9等星，翌年1月時變?yōu)?3等～14等，那次回歸最后的觀測紀(jì)錄是1911年6月16日。

哈雷彗星1986年初回歸時，人類對它做了最詳盡地觀測。1982年10月16日率先被美國帕洛馬山天文臺5米反射望遠(yuǎn)鏡以CCD拍攝到，當(dāng)時光度為24.2等，當(dāng)時暫定名為1982I。

由于1910年觀測時沒有計(jì)劃，當(dāng)時各天文臺觀測方法和儀器上沒有互相聯(lián)系，故沒有良好成果。為更有效協(xié)調(diào)全球觀測網(wǎng)絡(luò)、世界各天文臺和天文愛好者之間聯(lián)合觀測，以美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室為中心，由美國航空航天局贊助，并經(jīng)國際天文學(xué)聯(lián)會同意，由22位天文學(xué)家組成委員會于1982年8月16日在希臘舉行的國際天文學(xué)聯(lián)合會第18次全體會議上正式成立“國際哈雷彗星觀測計(jì)劃”。計(jì)劃有統(tǒng)一的觀測原則，出版規(guī)范觀測資料和方法，也考慮資料的整理，因此使比較研究更容易。此計(jì)劃由1983年10月中旬開始直至1987年末，持續(xù)對哈雷彗星進(jìn)行觀測。

為了進(jìn)一步觀察哈雷彗星的詳細(xì)情況，當(dāng)時參加這場國際哈雷彗星觀測計(jì)劃的國家的所屬機(jī)構(gòu)中，美國航空航天局、蘇聯(lián)太空局、歐洲空間局以及日本宇宙空間研究所發(fā)射了7架宇宙探查器，其中由美國發(fā)射的ICE、歐洲發(fā)射的“喬托”號、日本發(fā)射的“先驅(qū)”號和“彗星”號以及蘇聯(lián)發(fā)射的“維加一”號和“維加二”號在天文迷中普遍被稱做“哈雷艦隊(duì)”。

1991年2月，歐洲南方天文臺使用1.54米丹麥望遠(yuǎn)鏡觀測到哈雷彗星的亮度突然從25等增亮至21.5等，并出現(xiàn)20角秒（約20萬千米）的彗發(fā)，這估計(jì)是受到一顆小行星的撞擊或者太陽耀斑的激發(fā)所致。

20世紀(jì)最后一次拍攝中發(fā)現(xiàn)哈雷彗星是在1994年1月10日，是由智利的3.58米新技術(shù)望遠(yuǎn)鏡觀測到的。2003年3月6日，天文學(xué)家以南歐天文臺3座8.2米VLT望遠(yuǎn)鏡在長蛇座頭部再次拍到了它（共有81張照片），距離地球27.26 AU（40.8億千米），光度28.2等。天文學(xué)家相信，以現(xiàn)時觀測技術(shù)，它在2023年過遠(yuǎn)日點(diǎn)（35.3 AU）時也可拍到其影像。

哈雷彗星下次過近日點(diǎn)為2061年7月28日。

■這是一張珍貴的彗核照片。1986年哈雷彗星靠近太陽時,歐洲空間局的一艘宇宙飛船“吉托”號在600千米的近距離拍攝了這張圖片，圖中彗核大小是15千米×8千米,有氣體與微細(xì)塵埃從向陽的那一面噴發(fā)出來