远方的客人

宋媛媛

彗星靠近太阳时的形态

彗星长什么样

彗星由松散的冰、尘埃、石块混合而成，就像一个巨大的“脏雪球”，直径几百米到几万米不等，形状也是千奇百怪的。彗星由彗核、彗发、彗尾组成。作为一个天体，它为什么会有一条“大尾巴”呢？这就要说到太阳了。在彗星离太阳很远的时候，在望远镜中我们只能观察到一个星点，这时候的彗星只有彗核。当彗星距太阳约3个天文单位时，受太阳辐射影响，彗星这个“脏雪球”的表面开始融化、蒸发、升华，在彗核周围形成朦胧的云雾状大气，被称为彗发。彗星更靠近太阳时，太阳辐射压和太阳风就会把彗星大氣中的气体和尘埃向后推，使得彗发越拖越长，直到彗星距离太阳约2个天文单位时，彗尾出现了。长长的彗尾大约可延长至1个天文单位，非常壮观。彗星往往有两条“尾巴”：尘埃尾和离子尾。当彗星靠近太阳时，在太阳辐射压的作用下，彗核中的尘埃被抛撒出来，形成弯弯曲曲的尘埃尾。彗星这样一路抛撒，在它的轨道附近就会留下大量的尘埃。如果这些尘埃与地球“相遇”，进入地球大气层就会形成美丽的流星或流星雨。另外一条“尾巴”——离子尾是太阳辐射压和太阳风共同作用的结果，主要由一氧化碳、水等分子的离子组成。这两条尾巴很好区分：从外观上看，尘埃尾弯弯曲曲，颜色偏黄白色;离子尾比较直，颜色偏蓝绿色，它们都是朝着与太阳相反的方向延伸。

Lovejoy彗星（C/2014Q2）发出少见的蓝绿色光芒

彗星有多少种

彗星的轨道是一个巨大的椭圆形，距太阳最远端甚至可以延伸至太阳系边缘。而轨道只有一小部分靠近太阳，所以彗星“访问”太阳的时间很短。彗星要在轨道上“跑”完一圈可能需要几年甚至数万年的时间，天文学家根据轨道周期的长短对它们进行了分类。

轨道周期小于200年的被称为短周期彗星。这种彗星来自柯伊伯带，那里像一个巨大的冰窖，“冷藏”着大量的彗星，大名鼎鼎的哈雷彗星就是一颗短周期彗星，周期在76年左右。

轨道周期大于200年的被称为长周期彗星。这种彗星轨道虽然很长，但仍然会受太阳引力的约束。1995年被发现的海尔-波普彗星，它的轨道周期大约在2500年左右。2014年由天文爱好者发现的Lovejoy彗星（C/2014Q2），轨道周期长约1万年。长周期彗星来自更遥远的奥尔特云，那是一个假想的球形云，很可能是一个更为巨大的“彗星冰工厂”。

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如何看懂彗星编号？

彗星的命名有国际统一的规则，了解了这个规则就能通过彗星的名字读出很多信息！以彗星C/1769P1为例。“1769”表示的是发现这颗彗星的年份。“P”代表发现的月份，以半个月为单位，26个字母去掉I和Z不用，剩下24个字母按月份排列（A表示1月上半月，B表示1月下半月，依此类推）。大家可以算一算，排到P就是8月的上半月，而“P1”表示的就是八月上半月内发现的第一颗彗星。“C/”又表示什么呢？彗星有不同的特点，有的像哈雷彗星一样是会定期回归的周期彗星，也有不回归或者还没算出轨道的彗星。为了对它们进行分类，人们在彗星编号的最前面又进行了分类标记：

了解了这些规则，我们就可以知道彗星 C/1769P1就是1769年8月上半月发现的第一颗长周期彗星。

马王堆汉墓出土的帛书下排记录了彗星

彗星的观测

彗星因其奇特的形象，一出现在夜空中就能引起人们的注意。然而在所有“来访”的彗星中，我们能用肉眼看到的只有一小部分，其余不够亮的彗星需要通过望远镜观测。每年约有30 多颗彗星能被望远镜观测到，其中属于新发现的大约只有几颗

人类从很早开始就对彗星进行观测和记录了，在中国古代多部著作中均提及并记录过彗星。马王堆汉墓出土了2100多年前的帛书，其中图文并茂地记录了形状各异的彗星，非常形象。

《晋书·天文志》 中指出了彗星的本质 ：“ 彗体无光，傅日而为光，故夕见则东指，晨见则西指。”我国还是最早、最完整记录哈雷彗星的国家，《春秋》中记载了公元前613年哈雷彗星的回归，“秋七月，有星孛于北斗”，星孛指的就是彗星。此外，《史记》中也有多处关于哈雷彗星的记载。

1986年拍摄的哈雷彗星

在古希腊时期，亚里士多德认为彗星是一种大气现象。16世纪，天文学家第谷通过大量观测数据证明彗星存在于地球大气层之外。17世纪初，伽利略第一次将望远镜指向星空，拉开了天文望远镜观测的序幕，彗星也成为当时天文界炙手可热的观测目标。天文学家哈雷通过观测1682年的大彗星，计算出它的轨道，指出这颗彗星曾在1531年和1607年回归过，并预言这颗彗星将于1758年再次回归。后来，天文学家们通过孜孜不倦的搜寻观测，在1759年3月发现了彗星的身影，这与哈雷的预测非常接近。为了纪念哈雷，人们将这颗彗星取名为哈雷彗星。哈雷彗星最近一次回归是在1986年，那一年有5艘宇宙飞船近距离接触了彗星，为人类揭开了彗星的神秘面纱。哈雷彗星下一次回归预计是在2062年左右，希望大家能记住这个时间，届时一睹哈雷彗星的风采。

星尘号拍摄的怀尔德-2彗星

为了更加深入地研究彗星，人类发射了很多探测器。1999年美国发射了“星尘号”探测器，于2004年接近怀尔德-2彗星。这枚探测器采集到了彗发的物质样品，并于2006年成功返回地球。

2005年美國又发射了“深度撞击”号探测器，向目标彗星坦普尔1号发射了一枚冰箱大小的炮弹，通过撞击获取了彗星内部很多重要信息。

“深度撞击”号撞击坦普尔1号彗星

撞击前后对比

2004年欧洲发射了罗赛塔号探测器，经过10年的旅程，这枚探测器终于在2014年到达目标67P/C-G彗星附近，并且释放菲莱号探测器着陆于彗星表面，对彗星进行取样研究。

罗赛塔号拍摄的67P/C-G彗星

罗赛塔号和菲莱号概念图

如何分辨天外来客

彗星和小行星、流星体一样，都属于太阳系小天体。如何分清它们呢？其实，从体积上看，彗星和小行星没有明显区别，但由于流星体一般来自彗星、小行星以及其他天体碎片，所以它的体积会比彗星和小行星的体积小很多。在观测时，这三种天体区别很大。流星体会进入地球大气层，它们非常明亮、移动速度快，转瞬即逝，更适合用肉眼观测。彗星拖着长长的尾巴，从地球上看几个小时才会在恒星背景上有些微的移动，只有足够亮时我们用肉眼才能看到它们，大部分彗星需要借助双筒望远镜来观测。小行星几乎很难用肉眼看到，在普通望远镜下，它也只是一个针尖大小的光点，更多的小行星还是需要用专业望远镜进行观测。从观测难度上看，流星最容易，彗星其次，小行星最难。

根据观测研究，科学家们认为在地球形成的初期，正是彗星和小行星的相互撞击为地球带来了大量的水和碳基分子，使生命得以形成。太阳系的小天体就像一个个活标本一样，在宇宙中穿行。人们研究这些小天体，既可以获知更多关于太阳系成因、地球演化的信息，还可以对这些小天体上的珍贵资源进行开发利用。

几十亿年前，是小天体为地球带来了生命繁衍的希望;几亿年前，也是小天体的撞击使得地球上体积最大的生物——恐龙灭绝了。而今，人类已经慢慢学会和小天体打交道的方式，一边侦测、防范小天体的撞击，一边主动到小天体上去采集信息和资源。下次再见到流星、彗星划过夜空，希望你在许愿之余，也能回想起我们本期所讲的知识，知道它们从何而来，为何而去。