飘荡的幽灵

■肖东

彗星是太阳系较特殊的天体，它们的轨道多数是抛物线，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。不过，长周期彗星的轨道可以和黄道面成任何夹角。

彗星要到离太阳相当近时才会被发现，出现肉眼可见的彗星的机会极少，当预测有大而亮的彗星出现时，常激起一般大众的彗星观测热潮。彗星的核心大小约在数10千米以内，与它所吸引的注意力实在不成比率。

像百武彗星这类亮度的彗星，平均每二三十年出现一颗。预测新发现彗星未来的可能亮度极为困难，只能依过去的经验再加上部分臆想，粗估彗星最靠近地球时的可能亮度。海尔·波普彗星1996年4月5日距地球约7亿千米或5AU（天文单位），其亮度约为8.6星等，1997年3月22日最近地球距离时，光度达到了0.4星等。

称彗星为“脏雪球”或“尘球”皆很恰当。彗星的主要结构有彗核、彗发与彗尾。彗尾物质比实验室的真空还要稀薄很多，基本上对地球不会有任何影响，但如有彗星与地球正面对撞，则又另当别论。1908年于西伯利亚中部森林的神秘爆炸事件，有许多天文学家相信，是由一颗50米～100米直径的彗星或彗星碎片在森林上方爆炸所造成的。

除了一些周期性的彗星外，不断有开放式或封闭式轨道的新彗星造访内太阳系。新彗星来自何处？这个问题就要从太阳系的形成谈起了。

太阳系的前身，是气体与尘埃所组成的一团云气，在46亿年前，这团云气或许受到超新星爆炸震波的压缩，开始缓慢旋转并陷缩成盘状，圆盘的中心是年轻的太阳。盘面的云气颗粒相互碰撞，有相当比率的物质凝结成为行星及它们的卫星，另有部分残存的云气物质凝结成彗星。

当太阳系还很年轻时，彗星可能随处可见，这些彗星常与初形成的行星相撞，对年轻行星的成长与演化，有很深远的影响。地球上大量的水，可能是与年轻地球相撞的许多彗星的遗产，而这些水，后来更孕育了地球上各式各样的生命。

太阳系形成后的40多亿年中，靠近太阳系中心区域的彗星，或与太阳、行星和卫星相撞，或受太阳辐射的蒸发，已经消失殆尽，我们现在所见的彗星应来自太阳系的边缘。如假设残存在太阳系外围的彗星物质，历经数十亿年未变，则研究这些彗星，有助于了解太阳系的原始化学组成与状态。

现在广为天文学家所接受的理论认为，太阳系大家族包括九大行星、外围的柯伊伯带和奥尔特云。长周期彗星可能来至奥尔特云，而短周期彗星可能来自柯伊伯带。

奥尔特云理论

■行星的轨道、柯伊伯带与奥尔特云的位置关系：左上图描绘的是内行星与小行星带以及橙色的木星轨道，在右上图可以看到紫色的冥王星轨道以及柯伊伯带，左下图涂成天蓝色的奥尔特云一直延伸到远方，其范围远远超过该图所能表示的范围

■拍摄于美国华盛顿的McNaught彗星的照片

1950年，荷兰天文学家奥尔特提出距离太阳30000AU～1AU之间的球壳状地带，有数以万亿计的彗星存在，这些彗星是太阳系形成时的残留物。有些奥尔特彗星偶尔受到“路过”的星体的影响，或彼此间的碰撞，离开了原来的轨道。大多数的离轨彗星，从未进入用大型望远镜可侦测的距离。只有少数彗星，以各式各样的轨道进入内太阳系。不过到目前为止，奥尔特云理论仅是假设，尚无直接的观测证据。

柯伊伯带

奥尔特云理论可以合理地解释长周期彗星的来源，以及这些彗星与黄道面夹角的随意性。但短周彗星的轨道在太阳系行星的轨道面上，奥尔特云理论无法合理解答短周期彗星的起源。

1951年，美国天文学家G.柯伊伯提出在距离太阳30AU～100 AU之间有一个柯伊伯带，带上有许多绕行太阳的冰体，这些冰体的轨道面与行星相似，偶尔有些柯伊伯带物体受到外行星的重力扰动或牵引，而向太阳的方向运行。这些冰体在越过海王星的轨道时，更进一步受海王星重力的影响，从而进入内太阳系成为短周期彗星。

天文学家戴维与珍妮自1988年起，使用能侦测极昏暗物体的高灵敏度电子摄影机寻找柯伊伯带的物体。他们在1992年找到第一个这类物体1992 QB1，1992 QB1距太阳的平均距离为43AU，而公转的周期为291年。柯伊伯带天体又常被称为是海王星外天体，今天，我们已经知道柯伊伯带有大约10万颗直径超过100千米的星体。在现阶段，绝大多数天文学家认为冥王星、冥卫一和海卫一可能都是进入太阳系内部的柯伊伯带天体，2002年发现的瓜奥瓦，其大小约有冥王星的一半。

流星雨与彗星

许多流星雨发生在地球通过彗星轨道时，例如每年8月9日—13日的英仙座流星雨，是因为地球越过了Swift Tuttle（一般称为“斯威夫特·塔特尔”）彗星的轨道，而哈雷彗星是猎户座流星雨的来源。

由彗星蒸发出来的彗星物质，颗粒较大者散布在彗星的轨道上，并沿彗星绕太阳的轨道继续运行。当地球越过这些彗星的轨道时，彗星粒子进入地球大气层焚毁，形成流星雨的现象。如果彗星刚回归不久，地球穿过大团的彗星碎片时，就会形成流星暴的现象，著名的例子为2000年、2001年的狮子座流星雨。

下表为主要的流星雨的日期与其成因：

■“维尔特2”号彗星2004年1月2日被飞船“星尘”号访问，“星尘”号收集了它彗发中的颗粒样品，并于2006年1月16日返回地球

■SOHO卫星观察到的一颗掠日彗星在2011年7月5日—6日飞向太阳的画面