彗星是什么？

自從首次注意到彗星尾巴掠過夜空，人類就一直對彗星很著迷。當(dāng)看見許多年才出現(xiàn)一次的彗星，人們會記錄下它的出現(xiàn)日期。天文學(xué)家也對彗星著迷，因為它們是記錄著宇宙過去的非凡碎片，能告訴我們大量有關(guān)宇宙形成時期的信息。

幾乎每一年，都有來自太陽系外圍的彗星造訪地球附近，例如“艾森”彗星和“麗霓兒”（也叫“林尼爾”）彗星。要了解彗星，不妨先了解天文學(xué)家用來表示距離的一個基本單位——天文單位，1個天文單位是指地球與太陽之間平均距離，大約是1.5億千米。

彗星是太陽系的小個頭成員，彗核直徑（或者說寬度）通常只有幾千米。有些天文學(xué)家把彗星叫作“臟雪球”。彗星的主要成分被認(rèn)為包括：塵埃；冰（水、氨、甲烷和二氧化碳）；一些含碳的有機(jī)材料，比如焦油；一個巖石內(nèi)核（只有部分彗星才有）。

彗星被認(rèn)為是由太陽系最早期材料構(gòu)成的。當(dāng)太陽剛剛形成時，它把輕質(zhì)材料（氣體和塵埃）吹進(jìn)空間。其中一些材料（主要是氣體）凝固形成外行星（木星、土星、天王星和海王星），也有一些材料待在遠(yuǎn)離太陽的兩個區(qū)域中的軌道里。這兩個區(qū)域分別是：奧爾特云，它是距離太陽約5萬個天文單位的一個巨大球體，以推測其存在者、荷蘭天文學(xué)家奧爾特的名字命名；柯伊伯帶，它是指位于冥王星軌道外太陽系平面內(nèi)的一個區(qū)域。

彗星被認(rèn)為都在奧爾特云或者柯伊伯帶內(nèi)環(huán)繞太陽。當(dāng)另一顆恒星經(jīng)過太陽系時，前者的引力會推擠奧爾特云和（或）柯伊伯帶，導(dǎo)致彗星朝著太陽下降。下降軌道是一個很扁的橢圓，太陽是這個橢圓的一個焦點。彗星可以擁有短周期軌道（例如“哈雷”彗星的軌道周期不到200年），也可擁有長周期軌道（例如“海爾波普”彗星的軌道周期大于200年）。當(dāng)彗星以不到6個天文單位的距離經(jīng)過太陽時，彗星上的冰開始直接從固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)（升華），這與霧的形成很相似。當(dāng)冰升華時，氣體和塵埃微粒飛離太陽方向，形成彗尾。

當(dāng)一顆彗星接近太陽時，它會升溫。在升溫期間，我們能觀測到彗星的多個不同部分：彗核、彗發(fā)、氫包層、塵埃彗尾、離子彗尾。彗核是彗星的固態(tài)部分和主要部分。彗核直徑通常是1～10千米，但有時也可能達(dá)到100千米。彗核可能主要由巖石構(gòu)成。彗發(fā)是由蒸發(fā)的氣體（水蒸氣、氨、二氧化碳）和塵埃組成的、環(huán)繞彗核的光暈。當(dāng)彗星升溫，彗星大小比彗核大1000倍以上時，彗發(fā)就會形成。彗發(fā)甚至可以大如木星或土星（直徑10萬千米）。彗發(fā)和彗核一起構(gòu)成彗星的頭部。

環(huán)繞彗發(fā)的不可見氫層被稱為氫包層，這些氫可能來源于水分子。氫包層的形狀常常不規(guī)則，因為它被太陽風(fēng)扭曲。隨著彗星接近太陽，氫包層會越來越大。塵埃彗尾總是背對太陽。這個尾巴是由直徑僅1微米的塵埃顆粒組成的，這些顆粒蒸發(fā)自彗核，被陽光壓力推離彗星。塵埃彗尾是最容易看見的彗星組成部分，因為它反射陽光，而且它的長度可達(dá)好幾百萬千米。塵埃彗尾常常是彎曲的，因為彗星在軌道中的移動速度與塵埃離開軌道的速度一樣。

彗星常常有第二條尾巴——離子彗尾，也叫等離子體或氣體彗尾。離子彗尾由被太陽風(fēng)推離自彗核的帶電氣體分子（二氧化碳、氮和水）組成。離子彗尾有時會消失。但當(dāng)彗星跨越一個邊界（太陽磁場在這里逆轉(zhuǎn)方向）時，離子彗尾又會出現(xiàn)。

當(dāng)彗星經(jīng)過內(nèi)太陽系時，它們可能會被木星引力撕碎。例如，“舒梅克—列維9號”彗星被分裂成20塊，其中每一塊都與木星相撞，成為有史以來得到記錄的最壯觀的行星際撞擊場景。最近，“麗霓兒”彗星在經(jīng)過太陽時被太陽引力撕碎。

1999年2月7日，美國宇航局發(fā)射300千克重的“星塵”機(jī)器人太空探測器，其主要目的是從“懷爾德2號”彗星的彗發(fā)提取宇宙塵埃樣本，并且把樣本送回地球。在前往“懷爾德2號”彗星途中，“星塵”也飛近小行星“5535 安妮弗蘭克”進(jìn)行了探測。2006年1月15日，“星塵”不辱使命，把彗發(fā)樣本送回了地球。目前，對樣本的研究仍在繼續(xù)中。通過研究彗發(fā)樣本微粒，科學(xué)家希望能更好地了解彗星和早期太陽系的組成情況。

天文愛好者或者業(yè)余天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)過許多彗星。如果你也有興趣尋找彗星，請你記住以下幾點：前往一個沒有人造光的地方；仔細(xì)了解彗星的模樣及其與其他天體的區(qū)別，因為其他天體在模糊斑點狀態(tài)下容易與彗星混淆；分清并記錄觀測到的不同彗星，看看其中有沒有尚未得到記錄的（請查閱相關(guān)資料）；使用雙筒望遠(yuǎn)鏡或射電望遠(yuǎn)鏡觀測，放大倍率20～40倍；在日出前大約30分鐘望向東方，或者在日落前大約20分鐘望向西方，這是因為彗星經(jīng)常被自己的尾巴弄得有黑斑；緩慢掃視地平線附近的天空。你看到的彗星只是一些小小而又模糊的斑點，這類觀測需要科學(xué)的章法、漫長的時間和耐心。平均來說，彗星獵手要花好幾百個小時的觀測時間，才能發(fā)現(xiàn)一顆新的彗星。