彗星又称“扫帚星”，因为它出现时，拖着一个像扫帚似的长长尾巴，故名。

    我国古代曾把扫帚星的出现看做一种不祥之兆。在西方，直到牛顿才初步掌握彗星的运动规律。牛顿认为：如果有两颗彗星经过一定的时间后出现，描画出相同的曲线，那么就可以下结论说，这先后两次出现的是同一颗彗星。

    1705年，英国著名的天文学家爱德蒙·哈雷根据牛顿的论断，首次利用万有引力定律推算出1682年出现的大彗星的运行轨道及其运行的周期性，并且他认为这颗彗星与1531年、1607年出现的彗星是同一颗，并预测它约以76年左右的时间为周期绕太阳运行。哈雷说：“我坚决预言，这颗彗星在1758年还要回来！”

    后来，法国数学家克罗雷等人发现，这颗彗星在运行中将要受到来自较远的木星和土星的摄动力的影响，通过重新计算，认为这颗彗星将要推迟到1759年4月出现。

    1759年3月13日，这是天文学史上值得纪念的日子。当这颗大彗星在群星中穿过的时候，在地球上，人们用肉眼也可以看到。

    彗星和行星一样，也是绕太阳运行。虽然哈雷在1742年就离开了人世，没能亲眼看到他所预言的现实，但这颗彗星仍然被命名为“哈雷彗星”，以此表达人们对他的纪念。

    哈雷彗星

    和小行星一样，彗星也是太阳系的成员。除了离太阳很远以外，彗星的外表不像小行星。它的形状生得特异，头上尖尖，尾部散开，很像一把扫帚，通常叫“扫帚星”。实际上，彗星分为彗核、彗发和彗尾3个部分。彗核由比较密集的固体质点组成，周围云雾状的光辉是彗发。彗核和彗发合称彗头，后面长长的尾巴叫彗尾。

    太阳系中有很多彗星，其中哈雷彗星最为著名，它的周期是76年。它的椭圆轨道非常非常扁，太阳处在这个极扁椭圆轨道一头的焦点上。每当彗星接近太阳时，它迅速增强亮度；在远离太阳而去的大部分时间里，人们是看不到它的。哈雷彗星第一次是在1910年通过太阳时被观测到的，因此在上次，即1986年它再次接近太阳时，各国科学家纷纷出动，根据各自的设备条件，组织力量抓住这个机会进行观测。

    前苏联发射的“韦加1”号和“韦加2”号，西欧发射的“乔托”、日本发射的“彗星”号及“先驱”号等5艘探测飞船从不同方面对哈雷彗星进行了就近探测。1986年10月，世界各国500多名专家讨论收集到的科学证据的重要意义。现在这颗著名彗星的彗核形状、结构，彗星与太阳风之间的相互作用等问题初步揭晓，深入的信息资料研究还要进行若干年。

    “韦加1”号、“韦加2”号在完成了探测金星计划之后，于1986年3月6日和3月9日分别进入了哈雷彗星包层，并且在距彗核8900千米和8200千米处飞越彗尾，第一次获得了彗核的大幅图像。探测器测量了彗星的温度和某些物理化学参数，分析彗星气体尘埃的化学组成，并且研究了电磁场和物理过程。“韦加1”号、“韦加2”号向地面共发回1200张不同光谱段的彗星照片，使得前苏联科学家作出如下结论：彗核是一个花生形状的均匀天体，其中一个直径约14千米，另一个直径约7千米。哈雷彗星的彗核表面极其黑，太阳照射的反射系数只有4%。彗星照片非常清晰，表明是由冰雪和尘埃粒子组成。虽彗核对太阳光反射极微弱，但当它接近太阳时，其中的冰升华为水蒸气，与尘埃一起形成彗发，而充满水蒸气的彗发在太阳光的照耀下能很好地反射阳光，因此人们从地面观察到彗星很明亮。

    彗核的温度原先认为大约是-50℃，但实际上经测量要比这高出100℃。“韦加”还首先发现彗核中存在着二氧化碳，并找到了简单的有机分子，使科学家增强了从彗核中寻找生命起源的信心。

    由于前苏联提供“韦加1”号、“韦加2”号弹道数据和这两个探测器获得的哈雷彗星准确运行轨道信息的引导，西欧较晚些时候发射的“乔托”探测器得以修正自己的轨迹，最终在1986年3月14日距彗核只有520~550千米的更近处飞越并摄取了近距离彗核图像。

    “乔托”探测器向地面共传回1480张哈雷彗核照片，由于拍摄距离比“韦加”探测器的距离近，照片更详细反映了彗核的面貌：彗核的形状凹凸不平，上面有两条从彗核表面的裂缝和奇特的喷嘴里喷射气体和尘埃的大喷气流，其喷射速度迅猛，而且是从彗核向太阳的一面喷出。乔托测得的彗核大小长15千米，宽8千米，应该认为比韦加所测彗核大小的数据更准确些。从“乔托”的照片上看，哈雷彗核上还有一座小山和一些陨石坑，整个彗核像烧焦的土豆。

    近看哈雷彗星的探测器“乔托”探测器在距彗核700万千米以外的太空中检测出尘埃粒子，表明哈雷彗星尘埃粒子扩展的范围十分广大。“乔托”还分析了彗核附近的气体质量，检测出十几种分子，除水分子外，还新发现HCO·H3O离子等。

    日本发射的“彗星”号探测器观测了哈雷彗星彗发周围直径达1000万千米以上的氢冕。彗发中的氢原子散射太阳光中的紫外线而发亮，这就是所谓的氢冕或叫氢云。氢冕是不可能用可见光观测的，但可用紫外线观测。“彗星”号探测器上的紫外照相机从距彗核12000万千米的地方拍得氢冕照片。该探测器还观测了太阳放出的高速粒子流，即太阳风。彗发的气体由于紫外线的照射而变化，形成离子和电子。这些离子和电子沿太阳风运动的磁力线流去，形成离子彗尾。离子彗尾随着太阳风的变化而时时刻刻改变着形状。“彗星”号探测器检测出太阳风中的离子，并在距离彗核15万千米的地方检测出彗发中的离子，调查两者之间的相互作用。

    科学家们确认，太阳风离子受到哈雷彗星的影响。太阳风离子在不受哈雷彗星影响时秒速450千米。科学家了解到，哈雷彗星接受太阳热量最高时（1986年3月1日前后），每秒蒸发约16吨水分，比1985年11月前后增加约100倍。哈雷彗星每接近太阳1次，便蒸发掉2厘米厚的尘埃物质，因此哈雷彗星的寿命是有限的，根据科学家估计，它还可存在1万年左右。

    这次对哈雷彗星的全面探测，是国际科学界的大事。收集到的信息和数据，对彗星物质的综合研究具有根本意义，因为科学家们认为，在大部分时间里彗星不受太阳影响，所以它们能以原始形态维持其物质。

    美国没有发射探测器对哈雷彗星进行考察，但人类对彗星的首次考察是由美国进行的。1985年9月11日，美国太空船“国际彗星探险者”在距地球7000万千米处与贾科比尼·津纳彗星相会，并在极高的温度下穿过彗尾而未受到任何损害。它是在距彗核7884千米处穿过彗尾的，历时15分钟。测得彗尾宽度在14500~16000千米之间，而不是科学家原来计算的4800千米；这颗彗星的等离子彗尾可能比原来估计的大五六倍，而彗星的磁场显然比地球小得多。

    彗星成分

    水、氨、氮、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和不完备分子的自由基，是哈雷彗星彗尾的主要成分。

    彗核的成分以水冰为主，占70%，其他成分是一氧化碳（10%～15%）、二氧化碳、碳氧化合物、氢氰酸等。整个彗核的密度是水冰的10%～40%，所以，它只是个很松散的大雪堆而已。在彗核深层是原始物质和较易挥发的冰块，周围是含有硅酸盐和碳氢化合物的水冰包层，最外层则是呈蜂窝状的难熔的碳质层。对哈雷彗星的紫外线和射电观测已提供了首次直接证据，证明其彗核主要是由普通水冰构成。天文学家已探测到氢氧根，它是彗星受到太阳紫外辐射辐照时水的分解产物。当哈雷彗星靠近太阳时，太阳的热量足以使其冰冻物蒸发而形成巨大的气体头部，即慧发。

    最近用拉帕耳马的牛顿望远镜进行的光谱观测表明在彗发中有CN、C_2和C_3基的证据，它的总延伸广度为10弧分（月亮表观尺寸的1/3）。 在幽冷深邃的空间，它们和尘埃沙砾一起，冻结成硬邦邦的团块。科学家形象地把彗星称为“脏雪球”。

    三大探测器聚彗星

    科学研究表明，在太阳系中，许多彗星在地球等行星的形成过程中被“消耗”掉了，而未变成行星的那些彗星则可能仍保持着原始状态。事实上，彗星的原始材料会提供亿万年前宇宙演化过程的线索。可以说，彗星将为科学家们提供一个窥视46亿年前太阳系形成的化学过程的窗口。

    现在有一种流行的观点认为，撞入地球的彗星促进了生命形成的化学过程。毋庸置疑的一点则是，探测器发回的数据和带回的样品将有助于揭开种种疑团。于是新世纪伊始，各航天大国掀起了一股彗星探测热。

    此次彗星热将意味着又一场太空竞赛拉开了序幕，并且与1986年的那场竞赛相比目标更高：不仅是照相而已，而是要登陆、采样、返回地球。

    资料表明，“报名”参加这场竞赛的主要“选手”有欧洲空间局的“罗塞塔”号探测器和美国的“深空1”号探测器等。

    “罗塞塔”号探测器示意图“罗塞塔”号探测器已于2004年3月2日由阿丽亚娜—5G型火箭运载，从法属圭亚那库鲁航天中心升空，预计于2011年抵达维尔塔宁彗星。欧洲空间局的目标是使其成为在彗星上登陆的第一个探测器。而“罗塞塔”号的任务则是测量维尔塔宁彗星表层以及表层以下20厘米深处未暴露在阳光下的物质性质，并发回数据。

    “罗塞塔”号探测器航行路线十分漫长，途中还要两次利用地球引力助推，一次利用火星引力助推，才可使其进入与维尔塔宁彗星相似的轨道，这样就能以较低速度实施交会。科学家们估算，从2011年起“罗塞塔”号将与维尔塔宁彗星实施长达22个月的交会。

    1998年10月，美国成功发射了“深空1”号探测器，并已于2002年9月在距离博雷利彗星2200千米处掠过。该探测器除发回黑白照片之外，还向地面发回了有关彗星周围气体和红外线的数据。这些照片比“乔托”号拍摄的哈雷彗星的照片质量还要好，从照片上可以清晰地看出博雷利彗星上存在多种地形，既包括平原，也有起伏的丘陵。

    “深空1”号探测器示意图

    同“深空1”号相比，美国宇航局的“彗核旅行”彗星探测计划则进行得并不顺利。总造价高达6000万美元的“彗核旅行”号在2002年7月3日发射升空。科学家们指出，该探测器目标有2个，一是恩克彗星，它于1786年被发现，是彗星家族中已知轨道周期最短的，绕太阳1周只需23年。而该探测器下一个目的地则是施瓦斯曼—瓦赫曼3彗星。此外，还争取对另一颗名为“达雷斯特”的彗星进行探测。

    按照设计，“彗核旅行”号将以约100千米的距离飞掠每颗目标彗星。探测器上装备的高精度照相机，能拍下直径为4米的天体表面特征，获取有关彗核尺寸、形状、亮度和颜色等数据。另外，探测器上还携带了尘埃和气体分析仪等仪器。

    然而，不幸的是“彗核旅行”号于8月15日与地面失去了联系，科学家们确认它已意外地碎裂成了3块。

    大彗星

    大彗星是对地球上的观测者来说特别明亮和壮观的彗星，以过去的数字来看，平均约10年才会出现一颗。

    要预测某颗彗星是否能成为大彗星是很困难的，有许多因素都会造成彗星的光度与预测的不同。一般而言，有巨大或活跃核心的彗星，如果够接近太阳，从地面观察时在最亮的时刻又没有被太阳遮蔽掉，它就有机会成为大彗星。

    彗星在被发现后，会以发现者的名字作为正式的名称，但有些特别亮的反而会以最明亮的年份直接称为××年大彗星。

    两剑客探彗星

    1978年8月，美国发射了“国际日地3”号探测器，它的本职工作是观测太阳风，当时没有人预料到有朝一日要派它去考察一颗彗星。

    “国际日地3”号探测器

    该探测器在太空工作了4年后，科学家们建议通过多次点火并借助月球重力场，以便于让“国际日地3”号探测器完成一系列复杂的机动飞行，最后进入一条与贾科比尼·津纳彗星交会的轨道去完成对该彗星的考察工作。

    1983年3月，“国际日地3”号探测器开始了“向月球借力”的机动飞行。在随后的日子里，该探测器4次接近月球。1983年12月22日“国际日地3”号探测器第5次从距月球120千米处掠过。后来它在月球重力场的作用下，被甩出地球一月球系统，进入环绕太阳的轨道，飞向贾科比尼·津纳彗星。从那时起，它拥有了一个新的名字叫“国际彗星”探测器。

    1985年9月11日，“国际彗星”探测器成为第一个与彗星会合并发回资料的探测器，它也是第一个穿过彗尾的探测器。

    “国际彗星”探测器对贾科比尼一津纳彗星的探测开辟了国际航天界竞争的新领域，而事实上，哈雷彗星随后在1986年飞临地球又给这场竞争提供了大舞台。

    当哈雷彗星临近地球之际，前苏联、日本和欧洲空间局纷纷发射探测器登空“窥视”哈雷彗星。那次彗星热实际上是一场太空实力竞赛：看看谁家的探测器与彗星靠得最近、照相最多、最清晰。竞赛的结果是欧洲空间局的“乔托”号探测器在距哈雷彗星607千米处拍下了不少的相片，成果丰硕。

    1985年7月2日，“乔托”号哈雷彗星探测器发射升空。该探测器的外形是一直径为18米、高3米的圆柱体，重950千克。1986年3月14日，“乔托”号从距哈雷彗星彗核中心607千米处掠过，拍摄到1480幅哈雷彗星彗核的详细照片。照片显示彗核形状凹凸不平、参差不齐，彗核长15千米、宽8千米。

    在随后“乔托”号与哈雷彗星会合时，彗星散发出的尘埃粒子以每秒70千米的高速冲击探测器，导致探测器严重损伤，幸好有一半的仪器仍能正常工作。而在“乔托”号完成探测哈雷彗星的任务后不久，就同地面失去了联系。

    1984年12月15日和21日，前苏联先后发射了“韦加1”号和“韦加2”号两个探测器。该探测器重4吨，装有质谱仪、磁强计、电子分析器、电视摄像机及其他科学探测装置。

    1986年3月6日，“韦加1”号到达距哈雷彗星彗核8900千米处，首次拍摄到彗核照片，并且揭示出了彗核是由冰雪和尘埃粒子组成的。而“韦加2”号于同年的3月9日从距彗核8200千米处飞过，拍摄到了更清晰的彗核照片。“韦加”号探测器还首次发现彗核中存在二氧化碳，并找到了简单的有机分子，因此，科学家们认为从彗核中可寻找到生命起源的信息。

    1985年1月8日，日本的第一个行星际探测器“先驱”号发射升空，并在1986年3月11日从距哈雷彗星700万千米处飞过。它用磁强计、等离子体探测器和用于测量太阳风离子速度、密度和温度的仪器，探测了太阳风和彗星的相互作用。

    1985年8月19日，日本又向哈雷彗星发射了“彗星”号探测器，它于1986年3月8日从距彗核15万千米处掠过，拍摄到了彗发周围的氢冕，获得不少数据。

    资料表明，“星尘”项目开始于1999年，总投资约168亿美元（不包括飞船发射费用），其中约128亿美元用于“星尘”号飞船的研发，而其余则用于了项目控制。

    1999年2月，“星尘”号飞船发射升空。在随后的日子里，便朝着距地球82亿千米的“维尔特2”号彗星飞去。科学家指出，该彗星迄今仅围绕太阳飞行过约5圈，研究该彗星将有助于回答太阳系起源等基础性问题。

    “星尘”号探测器示意图

    为了实现与“维尔特2”号彗星最近距离的“亲密”接触，“星尘”号飞船绕太阳转了3圈，跑了34亿千米才遇到“维尔特2”号彗星。2004年1月，书橱大小的“星尘”号与“维尔特2”号彗核的最近距离达到240千米时，飞船上伸出的一个网球拍大小的尘埃采集器，成功捕获到彗星物质粒子。而与此同时，飞船上的光学导航相机还抓拍了一些彗核照片，以作纪念。在2000年2~5月和2002年8~12月期间，“星尘”号还捕获了太阳系星际尘埃粒子。科学家认为，这些粒子可能保留了太阳系诞生之前的宇宙构成信息。

    2006年1月15日，“星尘”号探测器的返回舱在犹他州沙漠中成功着陆。这是人类太空探测史上第一次获取彗星物质和星际尘埃样品。

    彗星命名

    国际上对新彗星的发现一直很重视，目前每年平均可以发现彗星上百颗。

    彗星命名办法是国际天文联合会在1995年1月1日开始采用的，就是在发现时的公元年号加上这年的那半个月的大写字母（A=1月1日~15日，B=1月16日~31日，C=2月1日~15日，……Y=12月16日~31日，I除外）。再加上这半个月里面代表发现先后次序的阿拉伯数字。为了让人们了解每颗彗星的性质，前面还加上前缀。P/表示短周期彗星；C/表示长周期彗星；D/表示丢失的彗星或者不再回归的彗星；A/表示可能是一颗小行星；X/表示无法算出轨道的彗星。例如，4000年1月10日发现一颗彗星，这是一颗长周期彗星，也是该年1月上旬发现的第50颗彗星，发现者是Tom，则彗星命名为C/4000 A50 Tom。

    由于有时候刚发现的彗星被误认为小行星，因此有一些彗星带有小行星的编号，例如C/2000 WM1 LINEAR就是这样的例子。

    对于确认以后的短周期彗星还要加上编号，例如1号是哈雷彗星，2号是恩克彗星，等等。如果一颗彗星已经碎裂，那么就要在名字后面加上-A，-B，以便区分每一个碎核。

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