彗星,或称扫帚星,是一种天体,由太阳系外围行星形成后所剩余的物质(如冰冻的气体、冰块、尘埃)组成。彗星质量很小,只有地球质量的几千亿分之一,通常沿着扁平的轨道围绕太阳运行。绕行一周所需的时间由几年至几百万年不等。
人类历史上第一个被观测到周期性围绕太阳的彗星是哈雷彗星。
彗星由彗核、彗发和彗尾组成。彗核和彗发构成彗头。彗核顾名思义为彗星的核心,大小通常在数十千米以内。彗发为彗星接近太阳时因受太阳光的照射,让被凝结成固体的气体成分被蒸发出来,进而在彗核外围形成反射太阳光的气团,其大小可达10万千米。一些彗星的彗发外面还有一层“彗云”,主要由氢原子组成,又叫做氢云。彗尾为彗发受太阳辐射或太阳风的吹袭,迫使部分彗发物质向背离太阳的方向流动,成为长条形的彗尾,而彗尾又可细分为尘埃彗尾与离子彗尾两部分;尘埃彗尾多是白色而粗的,尾巴沿着彗星轨道而分布,离子彗尾多为蓝色而幼细的,尾巴直指太阳的反方向。大家可以看1997年4月的海尔·博普彗星的照片便容易明白。彗尾有单条,也有好几条。彗尾长度可高达数百万公里,甚至上亿公里,因此人们可以透过肉眼或望远镜观察到彗星与太阳间的互动。
彗星轨道多数是抛物线,少数是极为狭长的椭圆或双曲线,具有椭圆轨道的彗星,周期性地在太阳附近出现。彗星依照轨道周期的长短区分为短周期彗星与长周期彗星两种(见周期彗星列表),只要周期少于200年者为短周期彗星,反之则为长周期彗星。
彗星的轨道还可能会受到行星引力的影响,改变原来轨道的形状,尤其是通过行星轨道,非常接近行星的时候。如果由于行星的影响,而使彗星速度加快,则有可能使彗星脱离太阳系;当速度减慢时,长周期彗星可能会变成短周期彗星;非周期彗星甚至被捕获,成为周期彗星。也正是由于彗星轨道的奇异特性,致使天文学家一直在争论他是否是太阳系的一员。
每当彗星靠近太阳时,都会丢失大量的物质,等到可挥发的物质丢失殆尽后,彗星也就变成了一颗小行星。
部分科学家认为研究彗星可能可以揭露生命源起的秘密,甚至认为是彗星给地球带来了生命的种子。
知识链接:彗星轨道的由来
尽管古人早已观测到彗星,但人们直到1577年才了解彗星走过的道路实际上是彗星绕太阳运行的轨道。那一年,丹麦天文学家第谷·布拉赫观测到了彗星,另外5位天文学家后来又观测到了彗星。1680年,伊萨克·牛顿发明了一种计算真正的彗星轨道的方法。他断定1680年12月观测到的彗星是沿长长的抛物线轨道运行的。
埃德蒙·哈雷发现,以前出现的几次彗星现象几乎是相同的,他因此断定彗星的轨道只有一个,而且彗星每76年回归一次。他预言1758年彗星会回到地球附近,从此以后这颗彗星被称为哈雷彗星。哈雷彗星于1910年出现时非常明亮,但当它1986年再次出现时,从地球上却看不到彗星的尾,因为它在太阳的另一侧。
哈雷彗星是地球上能用肉眼看到的为数很少的大彗星之一。1910年5月19日,哈雷彗星的尾巴正如天文学家所预见的那样扫过地球。但对地球没有任何影响。
在很长的时间里,彗星的性质一直是人们思考的问题。20世纪末,科学家使用光谱仪观测彗星尾的物质,1985年美国“太阳-地球3号”探测器和P/Giacibini/Zinner彗星相遇,后来发射的宇宙航天器也跟哈雷彗星于1986年相遇,这一切都促成了以上问题的解决。从这些渠道,人们得知彗星是表面布满灰尘的冰块和凝固的气体,当彗星进入太阳系的深处,这些冰块和固态气体受热,从而释放出气体和灰尘形成彗尾。彗星会定期进入太阳系,它们会用发现者或几个合作发现者的名字进行命名。